Estudos de casos

A Ariel economiza inúmeras horas de inspeção usando uma família de soluções FARO

A Ariel economiza inúmeras horas de inspeção usando uma família de soluções FARO

A Ariel Corporation é um fabricante inovador de equipamentos de compressão a gás (www.arielcorp.com). Situada em Mt. Vernon, Ohio, a Ariel é a líder mundial no desenvolvimento e na utilização de nova tecnologia. Desde 1966, a Ariel tem estado à frente da moderna tecnologia de compressão, com inovações impulsionadas pelo mercado. Quando se menciona tecnologia em compressão, a empresa é especialista e líder na indústria.

A Ariel se orgulha de seus processos fabris e projetos de produtos de classe mundial. Qualidade é o fundamento de seu sucesso e está profundamente incorporada à cultura da empresa. A manutenção de sua reputação como a empresa de compressão padrão mundial exige que sejam projetados produtos que possam ser fabricados, instalados e submetidos à manutenção com facilidade.

Para o projeto de um compressor de classe mundial, nada pode ser deixado ao acaso. Uma vez que o compressor é o centro de um sistema integrado que inclui o acionador, o resfriador, a tubulação e outros componentes, cada projeto da Ariel integra cuidadosamente o compressor com o acionador e o sistema do pacote, diminuindo o custo da vida útil. A potência máxima de acionamento e a eficiência, além do impulso preciso por pista em coordenação com um projeto de válvula que proporciona máxima eficiência, são partes da integridade do projeto. Cada projeto considera a viabilidade de padrões, peças fundidas e usinagem. A integração do projeto técnico do compressor com o conhecimento da tecnologia de fabricação constitui o segredo do sucesso da Ariel.

Problema

A Ariel faz a usinagem de peças que pesam de poucos quilos até 9 toneladas. Essas peças são usinadas a partir de aço e ferro fundido, tanto cinzento como dúctil. Peças usinadas, como as hastes de conexão do compressor, podem ter uma distância entre centros de 8¼” (21 cm) e pesar cerca de 123 libras (55,8 kg) ou podem ter até 23″ (58,4 cm) de distância entre centros e pesar 300 libras (136 kg). As cruzetas variam em peso e tamanho desde 8 libras (3,6 kg) (geral de 6″ (15,2 cm) x diâmetro de 6″ (15,2 cm) até 800 libras (360 kg) geral de 19″ (48,3 cm) x diâmetro de 17″ (43,2 cm)) A maior peça única que a Ariel usina tem mais de 13 pés (4,0 m) de comprimento, 5 pés (1,52 m) de largura e 4 pés (1,33 m) de altura.

Anteriormente, eram usadas medições manuais para verificar produtos menores, ao passo que produtos maiores eram verificados diretamente nas ferramentas de máquina (na maioria, equipamento CNC). Esses métodos eram demorados e, pior ainda, ocupavam a máquina para inspeção em vez de para produção. Isso era um desperdício de capacidade e dinheiro. Além do mais, um ponto importante geralmente desconsiderado era que, com o uso da ferramenta de máquina para inspecionar seu próprio trabalho, não havia uma verificação independente das leituras.

“Na Ariel, sempre se espera que os operadores de máquina experientes produzam bons produtos, mas há alguns aspectos geométricos que eles mesmos não podem medir na ferramenta de máquina”, disse o analista de qualidade Ned White. “Por solicitação do setor de fabricação, o departamento de qualidade instituiu um programa através do qual peças feitas por algumas máquinas seriam verificadas fora das mesmas. Dentro desse programa, podemos fornecer um relatório dimensional completo em 30 minutos. Antigamente, essa tarefa não era facilmente realizada.”

Além dessa verificação interna, a Ariel também verifica certas dimensões em cada estrutura usinada fora de sua fábrica principal em Mt. Vernon. Isso pode significar aproximadamente 30 estruturas por semana e, com mais de duas horas por estrutura, seria uma tarefa em tempo integral para pelo menos duas pessoas.

Solução

Para implementar esse novo programa, a Ariel cogitou acrescentar mais medidas manuais, medidores de altura ou até mesmo contratar mais pessoas. Eles também cogitaram adquirir uma CMM tradicional, mas isso seria proibitivo em termos tanto de custo quanto de tamanho para suas necessidades. Eles estavam procurando um dispositivo com grande envelope de medição – a maior peça única que eles mediam tinha mais de 4 m de comprimento e pesava mais de 9 toneladas. A tolerância que eles mantinham descartava qualquer equipamento de varredura a laser.

Flexibilidade, portabilidade, facilidade de uso e precisão foram os fatores decisivos finais para a Ariel. Após analisarem alguns fabricantes de braços articulados, a Ariel finalmente decidiu pela FARO devido a seu custo, qualidade, reputação e suporte.

O que a Ariel encontrou na FARO foi a família completa de soluções que melhor se ajustou às necessidades específicas de toda a fábrica. Cada dispositivo FARO implementado fornece uma imagem verdadeira em 3D daquilo que é produzido. Efetivamente, o equipamento proporciona uma verificação 3D boa e independente de suas peças usinadas. Agora é muito fácil tomar coordenadas e comparar as leituras com um programa de CNC. Isso permite correções e compensações muito simples no processo de usinagem.

O FARO Gage foi a primeira solução implementada pela Ariel. O Gage é um dispositivo pequeno, de alta precisão (até 0,0002″ (0,0005 cm)) e possui um braço articulado fácil de usar. Eles usam duas unidades GagePlus para o teste de aprovar/reprovar produtos na fabricação. Essas unidades são usadas diretamente nas células de usinagem. Devido à semelhança em projeto e flexibilidade do software, a Ariel pode usar uma ferramenta personalizada para todas as suas hastes de conexão e cruzetas.

O GagePlus também tem sido usado para ajudar na solução de problemas dimensionais. Ao verificar e relatar as dimensões de um aspecto da peça após cada etapa de fabricação, a Ariel é capaz de determinar onde e quando, no processo de fabricação, poderia ser cometido um erro potencial que geraria refugo. Além de proporcionar um rápido processo de medição, o Gage fornece informações sobre a geometria que não seriam possíveis de ser obtidas de qualquer outra maneira.

A Ariel também possui um FaroArm® Platinum usado para medir “praticamente tudo”. Especificamente, eles usam o FaroArm em seu departamento de inspeção para verificar tanto produtos recebidos quanto produtos feitos internamente. Para as peças feitas internamente, o braço é usado para verificar aspectos que não poderiam ser verificados de outra maneira, como GDT e dimensões maiores, onde ferramentas manuais perdem precisão. Eles também usam o FaroArm para ajudar na verificação dos ajustes da ferramenta de máquina, além de rastrear quaisquer alterações na precisão do equipamento. Peças de certas máquinas são inspecionadas e verificadas por completo fora das mesmas em intervalos estabelecidos. Isso fornece à Ariel um bom histórico daquilo que uma ferramenta de máquina em particular está fazendo ao longo do tempo e ajuda no planejamento da manutenção preventiva e reparos.

Para peças muito grandes para serem medidas pelo FaroArm, o departamento de inspeção usa o FARO Laser Tracker. O Laser Tracker também é usado na manutenção de alinhamentos de máquinas e em grandes verificações dimensionais. Como parte do sistema de verificação de produtos que usam o FaroArm, o Tracker também é usado como uma maneira rápida de melhorar a consistência e precisão de suas ferramentas de máquina.

“Para nós, o fato de que tanto o FaroArm como o Laser Tracker podem funcionar com o mesmo software é um grande recurso”, disse o Sr. White. “Isso acelera dramaticamente o treinamento e nos permite usar programas de inspeção pré-configurados de qualquer um dos dispositivos indistintamente. Muitas de nossas peças têm projetos semelhantes – geralmente apenas tamanhos diferentes – e, assim, podemos usar o mesmo programa para medir todos os tamanhos dentro de uma família de peças. Por exemplo, podemos usar o mesmo programa para medir seis estruturas diferentes – algumas com o FaroArm e as maiores com o Tracker – com o mesmo programa fácil de usar”.

Um recurso particular do FaroArm, que é especialmente útil para a Ariel, é seu recurso de comunicação sem fio através de Bluetooth®. O usuário pode levar um laptop e, com a bateria de longa duração do FaroArm, pode literalmente subir nas máquinas e verificar peças em produção sem ter de retirá-las dos suportes ou se preocupar se vai tropeçar em cordas externas ou derrubar o computador. A Ariel geralmente precisa verificar apenas alguns aspectos de uma peça durante o processo de usinagem, e o recurso de comunicação sem fio permite que o operador deixe a peça presa à máquina para verificação adicional, economizando tempo de reconfiguração.

Retorno sobre o investimento

A Ariel é líder mundial no desenvolvimento e na utilização de nova tecnologia. A empresa foi a primeira a adotar programas de qualidade internacionalmente reconhecidos e seus processos, tanto de projeto quanto de fabricação, cumprem os mais elevados padrões de qualidade. Assim sendo, não surpreende que a implementação pela Ariel das tecnologias fornecidas pela FARO tenha sido rápida.

Em menos de uma semana, a Ariel conseguiu configurar e começar a usar o Gage na produção. O treinamento de usuários individuais para operações básicas leva menos de 15 minutos. O treinamento para a construção de ferramentas personalizadas pode ser realizado em menos de uma hora. A implementação do FaroArm levou menos de um mês e o Laser Tracker foi implementado ainda mais rapidamente, pois ele usa o mesmo software que o FaroArm (FARO’s CAM2® Measure X).

A Ariel usa seus FARO Gages diariamente em sua produção. Eles usam o FaroArm várias vezes por semana, enquanto o Laser Tracker é usado pelo menos uma vez por semana para inspeção de peças e várias horas por mês para alinhamentos nas máquinas.

A verificação das hastes de conexão costumava levar 30 minutos com os medidores manuais tradicionais. Com o uso do FARO Gage, o tempo caiu para menos de três minutos – 90% de economia de tempo. Desde 2009, a Ariel economizou 260 horas de tempo de inspeção com o uso do Gage.

A verificação das dimensões de cada estrutura usinada fora da fábrica costumava levar mais de duas horas por estrutura. Com o uso do FaroArm, o tempo foi reduzido para somente vinte minutos – uma redução de tempo de 85%. Atualmente, essas verificações se resumem em uma tarefa que pode ser completada em poucas horas todos os dias por uma pessoa e libera homens-hora valiosos que podem ser usados melhor em outros projetos e tarefas.

Estruturas menores eram verificadas por meio de um medidor de altura e ferramentas manuais e levavam três horas para serem concluídas. Essas estruturas, que podem pesar cerca de 2.500 libras (1.134 kg), tinham de ser roladas de lado para a verificação completa das dimensões. Essa operação, além de demorada, às vezes era perigosa. O FaroArm permite que a Ariel verifique essas peças em apenas 20 minutos, correspondendo a uma redução de 90% no tempo.

As estruturas maiores costumavam demorar até um turno inteiro (10 horas) para serem verificadas usando um medidor de altura e ferramentas manuais. E essa operação ainda não fornecia à Ariel um retrato completo da peça. Com o uso do FARO Laser Tracker, a tarefa pode ser efetuada em apenas duas horas, correspondendo a uma redução de 80% no tempo, incluindo o tempo para configuração e aquecimento do laser.

“Utilizar a FARO tem economizado à Ariel inúmeras horas de tempo de inspeção”, disse o Sr. White. “Os recursos que esses dispositivos oferecem realmente não têm similar em outros equipamentos de CMM e nos fornecem funções que não tínhamos antes de adquirir o equipamento. O tempo do processo de inspeção foi amplamente reduzido com o uso dos equipamentos FARO. Além disso, a capacidade de economizar relatórios de inspeção nos tem permitido voltar e revisar a medida inicial de algumas peças nas quais poderíamos ter tido problemas durante a montagem. A FARO tem possibilitado que concentremos a solução de problemas e os melhores esforços na direção certa”.

A tradição de qualidade e integridade da Ariel tem produzido os melhores compressores do mundo. Hoje em dia, o compressor Ariel é considerado o padrão mundial em desempenho e confiabilidade. A Ariel continua a estabelecer o padrão mundial em compressão a gás e está modelando o futuro da indústria de compressores.

 

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