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FACULDADE DE TECNOLOGIA ASSESSORITEC

ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL E TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA

TECNÓLOGO EM GESTÃO DA PRODUÇÃO INDUSTRIAL

DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO AUTOMÁTICO PARA MELHORIA DE TRF NO SETOR

DE USINAGEM: ESTUDO DE CASO

JOINVILLE

2016

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JEAN CARLOS DUARTE



Trabalho de conclusão de curso apresentado à

Faculdade de Tecnologia - ASSESSORITEC como

requisito parcial para obtenção do grau de Tecnólogo

em Gestão da Produção Industrial.

Orientador: Prof.: Luiz Gonzaga Cardoso

JOINVILLE

2016

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JEAN CARLOS DUARTE



Este Trabalho foi julgado adequado para a obtenção do título de Graduado em Superior de

Tecnologia em Gestão da Produção Industrial e aprovado pelo Corpo Docente do Curso de

Tecnologia em Gestão da Produção Industrial da Faculdade de Tecnologia -

ASSESSORITEC, Campus Joinville / Iririú.

Luiz Gonzaga Cardoso

ASSESSORITEC – Campus Joinville / Iririú

Coordenador do Curso de Tecnologia em gestão da produção industrial

BANCA EXAMINADORA

Elson Martins


Avaliador

Roberli Leopoldino Cantidio


Avaliador

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RESUMO

O presente trabalho aborda as principais definições e teorias de troca rápida de

ferramenta e a sua importância para o crescimento de uma organização, mostrando que se

podem melhorar sempre mais os meios e recursos dentro de uma organização. Este estudo tem

por objetivo demostrar a implementação de RENISHAW - ferramentas especiais de alta

tecnologia para medição de peças, instalado em Centros de Usinagem de uma empresa

metalúrgica na área industrial de Joinville; este sistema de medição por RENISHAW,

auxiliam na realização de setup através da liberação de processos.

Também mostra o trabalho em grupo, a importância quando os funcionários se

envolvem em melhorias relacionadas ao seu local de trabalhos, deixando-os mais robustos e

proveitosos, grandes ideias como o TRF - otimizado muito bem aplicado para atender a

necessidade da empresa.

Palavras-chave: Troca Rápida de Ferramenta, Setup, RENISHAW, TRF-Otimizado, grupos

de melhorias.

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LISTA DE ABREVIAÇÕES

TRF – Troca Rápida de Ferramenta

CNC – Comando Numérico Computadorizado

SMED – Single Minute Exchange of Dies

STP – Sistema Toyota de Produção

FAC – Ficha de Auto Controle

PCP – Planejamento e Controle de Produção

MMC – Máquina de Medição por Coordenada

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1a - Apalpador Óptico ..................................................................................... 15

Figura 1b - Apalpador Óptico ...................................................................................... 15

Figura 2 - Lista de ferramentas e itens compartilhados ............................................ 22

Figura 3 – Tabela de Estudo de Vida Útil ................................................................... 31

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LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1 – Tempos de Setup ....................................................................................... 28

Gráfico 2 – Refugos por Setup ..................................................................................... 29

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 09

2. TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTA .................................................................. 11

2.1 SETUP ....................................................................................................................... 11

2.2 SMED ........................................................................................................................ 12

3. LEAN MANUFACTURING ...................................................................................... 14

4. FERRAMENTA RENISHAW ................................................................................. 15

5. GARGALOS .............................................................................................................. 17

6. METODOLOGIA ...................................................................................................... 18

7. SCHULZ ..................................................................................................................... 19

8. GRUPOS DE MELHORIAS .................................................................................... 20

9. TRF-OTIMIZADO .................................................................................................... 21

10. APLICAÇÃO DA PESQUISA ............................................................................... 24

10.1 Troca rápida de ferramenta - Otimizado.................................................................. 24

10.2 Aplicação da ferramenta RENISHAW .................................................................... 26

11. CONCLUSÃO .......................................................................................................... 32

12. REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 33

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1. INTRODUÇÃO

Toda e qualquer empresa busca melhorar cada vez mais seus processos produtivos,

isso se tornou imperativo para toda organização que deseja se manter competitiva no mercado

industrial. Existem diversas ferramentas disponíveis no mercado para melhoria contínua

dentro das organizações, e uma das que tem despertado grande interesse é a Troca Rápida de

Ferramentas (TRF).

A implantação de TRF traz inúmeras vantagens à organização que a adotar, mas seu

foco principal e reduzir os tempos de setup, consequentemente aumentando o tempo útil

disponível dos equipamentos, a fim de aumentar produtividade da organização.

O objetivo do presente trabalho é identificar pontos de melhorias nos setups, através

da adoção de Otimização das ferramentas e da aplicação da ferramenta Renishaw, que serão

como otimizador de tempo para liberação de processo de usinagem, em máquina por

Comando Numérico Computadorizado (CNC). Esta ferramenta traz um beneficio que impacta

impulsivamente o tempo de redução na medição e de liberação de um produto, a máquina que

possui esta ferramenta terá um número muito reduzido de percas por medição, e ganhando em

produtividade.

Aproveitar-se-á o equipamento que atualmente é considerado gargalo do processo

produtivo de usinagem para implantação de Renishaw. Identifica-se que o processo, na parte

em que se encontra o equipamento gargalo, tem ocasionando estoque do item; identificou-se

então a oportunidade para melhorar esse processo, que já havia passado por melhorias, com a

adoção de técnicas de TRF. Com a implantação do Renishaw, objetiva-se deixar o processo

ainda mais eficiente.

No presente trabalho será discorrido sobre grupos de melhoria e atuações em vários

campos, e a aplicação de uma melhoria. Os ganhos com uma melhoria implantada e a

praticidade de se fazer um setup. Iniciar-se-á o trabalho de TRF com o uso de Renishaw,

como meio de reduzir o tempo de espera de medição tridimensional; estudar-se-á ferramentas

utilizadas no processo de usinagem; serão criados projetos para execução da melhoria e

criação de programas de medição das peças usinadas através de apalpadores Renishaw.

A pergunta de pesquisa será: Quais os benefícios em se implantar o TRF com o auxílio

de Reninshaw e a Otimização do ferramental? Tendo a pergunta da pesquisa em vista, o

objetivo proposto para o trabalho será implantar a ferramenta Reninshaw para reduzir o tempo

de setup no sistema produtivo de uma empresa metalúrgica da região de Joinville, tendo como

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objetivos específicos: identificar equipamento gargalo; levantar tempos de setup e quantidade

necessária de peças usinadas para liberação; identificar pontos de melhoria neste processo;

implantar ferramenta Renishaw para medição de peças; levantar melhorias ocorridas no

processo.

O segmento de usinagem automotiva se fortalece cada vez mais em todo o Brasil,

principalmente na cidade de Joinville que conta hoje com um vasto parque fabril e diversas

empresas atuantes no ramo. Com o crescimento da demanda por peças e produtos da linha

automotiva, inevitavelmente ocorre o crescimento da necessidade por uma melhor eficiência

do processo, maximizando ainda mais o potencial das avançadas tecnologias utilizadas para

produzir estes produtos.

Na área de usinagem da organização alvo do estudo, as máquinas CNC estão em

destaque, tendo significativa parcela de contribuição sobre melhora na produtividade e

qualidade dos produtos comercializados pela empresa. No entanto, uma das dificuldades da

empresa consiste nos elevados tempos de setup nas células, o que possui um impacto negativo

sobre a produtividade nestes equipamentos. O setup de máquinas é uma atividade inserida

dentro da cadeia produtiva e se apresenta como fator importante na produtividade, uma vez

que a redução dos tempos de troca de modelos pode influenciar diretamente na produtividade

final do processo. Torna-se fundamental a implantação de ferramentas e metodologias que

possibilitem a redução dos tempos de setup visando à redução do tempo de máquina parada

com o objetivo de melhorar a produtividade.

Entre as principais metodologias utilizadas para a redução dos tempos de setup cita-se

a Troca Rápida de Ferramentas (TRF) que é baseada na teoria e na experiência prática, sendo

um estudo realizado para a redução do tempo de setup que, conforme Shingo (2000) pode ser

aplicada em qualquer fábrica e em qualquer máquina, de forma abrangente na indústria.

Para isso, torna-se necessário conhecimento sobre a forma pela qual o sistema

produtivo funcionará depois da aplicação da TRF. Devido a fatores como a redução do

tamanho de lotes, maior oferta de produtos, necessidade de tempos de fabricação menores,

erros de planejamento, entre outros, incorrendo em um aumento elevado do número de setups.

Desta forma, quanto maior o número de setups, maior serão os tempos de máquina

parada, gerando prejuízos à empresa.

Outro problema encontrado está relacionado ao deslocamento do operador até os

depósitos de ferramentas e dispositivos a cada realização de setup, o que eleva

consideravelmente os tempos de setup externo.

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2. TROCA RÁPIDA DE FERRAMENTA

A origem do conceito TRF tem seu início por volta de 1950, quando Shigeo Shingo,

realizou estudos de melhorias para setup de prensas na empresa Mazda, os estudos eram

focados com objetivos eliminar o gargalo e aumentar a eficiência. O estudo iniciou com a

análise de setup em uma das prensas, onde Shingo observou o trabalho do operador, este

realizando de forma desordenada (PADILHA et al, 2012).

Durante a troca houve a falta de um recurso onde apresentou perca de tempo no seu

setup, com uma rápida análise Shingo percebeu que não precisaria o operador parar a máquina

para ter este recurso, então dividiu em duas categoria o setup,em interno e externo. Interno

aquele que tinha que parar a máquina e externo o que pode agilizar ainda com equipamento

trabalhando.

Em 1957 seu desafio era uma plaina de motores a diesel na Mitsubichi, Neste estudo

percebeu-se que a mesa da plaina e sua base era centralizada a cada motor, então foi

realizado a duplicação de ferramentas para que os setup´s fossem feitos

separadamente gerando um aumento de 40% na produção. E em 1969 na Toyota

Motor Company, em uma prensa de 1000 toneladas com o setup em torno de 4

horas, Shingo após seis meses de trabalho, chegou-se a 90 minutos de troca, após a

exigência da diretoria da Toyota, aplicaram-se mais esforços na redução de tempo e

Shingo teve a brilhante ideia e relatou, “Ocorreu-me então uma inspiração: converter

atividades internas em externas”[...]É a transferência de algumas atividades com a

máquina parada para o momento em que ela estiver em funcionamento, com isso

Shingo trouxe em três meses o tempo de setup para apenas 3 minutos. Dessa forma,

Shingo chegou a um novo conceito definido em 1996, designado de SMED (Single

Minute Exchange of Dies), que significa Troca Rápida de Ferramenta (TRF)

(SHINGO, p. 43-44, 2000).

Percebe-se desta maneira que a adoção da técnica TRF visa trazer redução de tempos e

ganhos de produtividade à organização que a implantar.

2.1 SETUP

Setup é a mudança da produção de um produto para outro produto em uma máquina ou

seja, é a mudança de todo o ferramental e de todos os recursos utilizado para produzir um

produto, retira-se e substitui pelos novos recursos para a produção do novo produto, após a

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mudanças dos itens para a fabricação há também os ajustes necessários que se faz na máquina

para o sucesso da produção do novo produto (RANGEL et al, 2012).

Nas empresas da atualidade que trabalham com a diversidade de itens e pequenos lotes

os tempos de setup impactam diretamente na perda de produção, pois com o alto tempo de

setup deixa-se de produzir uma maior quantidade, visando o atendimento às necessidades do

cliente.

Setup interno refere-se às operações que só podem ser executadas quando a máquina

estiver parada. Define-se setup externo como as operações que podem ser executadas

enquanto a máquina está em funcionamento (SHINGO, 2000).

Aplicando estas filosofias chega-se a uma redução significativa no tempo da troca de

ferramentas, em determinadas empresas esta filosofia pode ter inclusão de tecnologia,

tecnologia como pedido de TRF pelo sistema eletrônico.

Van Goubergen (2000) argumenta que, apesar do tempo de setup estar freqüentemente

relacionado apenas à área de produção, ele também é reflexo das ações de outras áreas da

empresa. Conforme Conceição et al (2006) muito se busca em redução de tempo de setup mas

se não fornecer o suporte adequado aos profissionais ligados diretamente na produção e

fazendo a conscientizando da importância do setup ser realizado num curto espaço de tempo a

gerencia influencia também nesta perda.

Ao realizar trabalhos de redução nos tempos de setup, fazendo acompanhamento

sobre as melhorias aplicadas na redução, em um curto espaço de tempo já será possível

perceber os ganhos em produtividade.

Segundo Shingo (2000), a redução de changeover é o pré-requisito para possibilitar a

produção em pequenos lotes. Se fosse possível a redução do tempo de changeover a zero, isso

possibilitaria a produção de lote unitário.

2.2 SMED

O sistema SMED (Single Minute Exchange of Die) é a otimização de

regulagens/combinação, troca de ferramentas e de matrizes etc... este termo utilizado, é um

setup com o tempo de um dígito ou seja, de no máximo 9:59” min.

Elaborado por Taiichi Ohno e consolidado mais tarde por Shigeo Shingo, foi

empregado na indústria para troca rápida de ferramenta, ou seja, uma troca de item e de todo o

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as ferramentas utilizadas para produzir tal produto, e separando setup interno feito com

máquina parada e setup externo feito com máquina trabalhando. “[...] se for feito um esforço

científico para realizar o máximo possível da operação de setup como setup externo, então, o

tempo necessário para o interno pode ser reduzido de 30 a 50%. Controlar a separação

entre setup interno e externo é o passaporte para atingir o SMED” (SHINGO, 1985).

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3 LEAN MANUFACTURING

Com a Primeira Revolução Industrial, iniciaram-se a produção em massa e junto

vieram as linhas de montagens e os postos fixos de trabalhos, e com isso teve um grande

avanço em técnicas de produtividades. (RAGO et al, 2003).

Porém, no final da Segunda Guerra Mundial, a indústria japonesa precisou mudar seu

modelo produtivo devido a escassez de recursos, surgiu então o Sistema Toyota de Produção

(STP), com a falta de recursos buscou produzir com o menor custo possível, reduzindo o

desperdício (OHNO,1996).

O termo Lean foi definido no final dos anos 1980 em um projeto de pesquisa, segundo

Lean Institute Brasil (2012), que mapeou as melhores indústrias automobilística onde tinham

as melhores práticas da indústrias, através de entrevistas com funcionários, sindicalistas e

funcionários do governo.

Neste estudo foi notória a superioridade da Toyota, devido ao novo sistema de gestão,

a produção “enxuta”, ou Lean Manufacturing, que foi o termo usado para definir este novo

sistema de produção muito mais eficiente, ágil, flexível e inovador.

A manufatura enxuta ou Lean Manufacturing é uma filosofia de produção de bens que

busca reduzir o tempo entre o pedido do cliente e a entrega, através da eliminação de

desperdício.

Segundo Pereira ( 2009, p.65 ). “Quando um problema é resolvido no chão de fábrica,

o tempo de resposta reduz muito; logo, reduzem os custos ao longo do processo de

fabricação”. O Lean não tem meta anual, a meta é sempre melhorar o máximo possível.

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4 FERRAMENTA RENISHAW

RENISHAW são ferramentas apalpadoras para máquinas-ferramentas CNC (Comando

Numérico Computadorizado). Esta ferramenta possui ponteiras especificas para cada

necessidade; faz a leitura através de contatos entre a ponteira e a peça a ser medida,

informando a leitura de qualquer face, diâmetros, superfícies internas e externas etc. São

ferramentas altamente precisas por possuírem leitores ópticos. Sua precisão depende das

superfícies totalmente limpas para garantir as medidas. Suas ponteiras são muito utilizadas

nas máquinas de medição por coordenadas (MMC), conhecidas no ramo metalomecânico

como tridimensionais (RENISHAW, 2015).

Nas máquinas CNC as leituras dos valores são feito através dos contatos das ponteiras,

através das orientações dadas pelo programa CNC, ao realizar o contato na face ele registra as

leituras dos valores nos parâmetros da máquinas, registrado os valores é feito sub - programas

para fazer as comparações das medidas e informar o valor da características desejada

(RENISHAW, 2015).

Figura 1a: Apalpador Óptico Figura 1b: Apalpado Óptico

Fonte: RENISHAW (2015) Fonte: RENISHAW (2015)

Na figura 1, composta por duas figuras “a” e “b”, é possível observar a ferramenta

acoplada na máquina; este acoplamento nas máquinas CNC é feito automaticamente quando

digitamos na máquina a função de troca de ferramenta, há uma outra função que liga o

RENISHAW e deixa ele apto para o uso, mas tudo isso pode ser programado em uma única

vez.

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Na figura 1b a ferramenta está efetuando a medição, é possível ver que está em contato

com a peça, no momento deste contato é retirado o valor e será visível este valor onde o

programador colocou ele carregar, através deste contato é possível fazer comparações, é onde

é possível saber suas dimensões virtuais, possibilitando até mesmo a auto correção.

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5 GARGALOS

O sistema produtivo possui várias etapas, etapas onde se tem restrições que impendem

um fluxo ágil, chegando causar espera dentro da operação ou também estocagem de produtos

devido as restrições do equipamento ou processo. Essas restrições são denominadas gargalos.

Através de estudos realizados por Goldratt, o mesmo desenvolveu pesquisas sobre

essas restrições em processos produtivos, e denominou sua pesquisa como Teoria das

Restrições.

A teoria das restrições, também conhecida por método tambor-pulmão-corda, é o de

gerenciamento que se concentra em ações que impeçam obter o melhor de cada do processo

produtivo, ou seja, os gargalos (RITZMAN e KRAJEWSKI, 2004).

Todo processo tem suas restrições, dentro das indústrias essas restrições podem virar

prejuízos para a empresa, para estes casos equipes trabalham fazendo análises de perda

produtiva, visualizando melhores formas de se fazer o processo mais eficiente, nestes estudos

são apontados falhas, que podem ser corrigidas.

A Teoria das restrições é a parte do conhecimento que lida com qualquer coisa que

limite a habilidade de uma organização em atingir suas metas. As restrições podem ser físicas

(como a disponibilidade de um processo ou de pessoas, matérias-primas ou suprimentos) ou

não físicas (procedimentos, moral, treinamento).

Hoje dentro das empresas muito se trabalha para ter a menor perda possível em cima

dos gargalos, os trabalhos para a aceleração dentro da operação gargalos são muitos

criteriosos devido o equipamento já ter sua restrição ou a incapacitação do operante, que pode

ser a falta de treinamento do operante, segurança e qualidade também não podem ficar de fora

dos olhares dentro dos trabalhos de redução de tempo em um gargalo.

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6 METODOLOGIA

O presente estudo pode ser caracterizado como sendo uma pesquisa exploratória,

bibliográfica, de cunho qualitativo e quantitativo. A metodologia de pesquisa utilizada no

estudo é passível de ser aplicada no processo e também possível de ser reaplicada em outras

organizações do mesmo ramo.

A coleta de informações foi baseada no processo de fabricação da organização,

visando melhoria dos processos de produção, aonde foram avaliadas questões relevantes ao

bom funcionamento dos processos e uma melhor eficiência nas operações.

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7 SCHULZ

Conforme informações coletada no site da empresa alvo da pesquisa, a mesma foi

fundada em 1963, em Joinville, sendo uma pequena fundição com apenas 26 funcionários,

produzindo sua própria linha de produtos.

A partir de 1993, a empresa iniciou o serviço de usinagem para a linha automotiva,

hoje a empresa está presente no mercado automotivo de maneira forte e competitiva,

oferecendo produtos fundidos, usinados, pintados e até montados para ônibus, caminhões,

máquinas agrícolas e outros segmentos.

Além da comercialização de produtos automotivos, a empresa é uma das mais

completas fábricas de compressores de ar do mundo, produzindo compressores alternativos de

pistão, de diafragma e compressores de parafuso de 5hp a 250hp.

A companhia possui uma moderna fundição de ferro nodular e cinzento, além de uma

usinagem com máquinas CNC de última geração produzindo componentes para as indústrias

automotivas e agrícolas.

Conta com equipamentos modernos como centros de usinagem horizontais e verticais

de última geração, tornos verticais e horizontais "CNC" e máquinas de corte a laser,

avançados laboratórios químico, metalográfico e de análise dimensional, além de um

completo centro de pesquisa e desenvolvimento de novos produtos (SCHULZ, 2015).

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8 GRUPOS DE MELHORIAS

Os grupos de melhorias foram criados dentro da empresa com intuito de eliminar os

desperdícios e melhorar o ambiente de trabalho para os funcionários que são peças

importantes neste processo (Campos, 2004).

Os funcionários podem fazer parte da equipe de melhoria através de indicação dos

supervisores ou através da espontaneidade, são criados grupos de 5 a 8 pessoas, a montagem

dos grupos de melhorias fica a encargos do pessoal do Leam, os funcionários que se

envolvem nos grupos de melhorias continuam suas atividades normais na produção e se

envolve com as melhorias.

As melhorias chegam de diversas formas para os grupo, aquelas que o próprio

integrante da equipe tem vendo as dificuldades do processo, aquelas que são recolhidas

através de um formulário preenchido pelo funcionário que observam oportunidade de

melhoria nos seus postos de trabalho, não é necessário ser de um grupo de melhoria para dar

sugestões, mas quando se dá uma sugestão que é viável a aplicação, a uma gratificação dada

pela empresa, ambas as situações de sugestões são necessário o preenchimento do formulário,

isto para que se tenha controle das sugestões, cada grupo tem uma urna para recolher as

melhoria, as urnas são colocadas em local que o grupo mais se familiariza (SANTOS,

PEREIRA, OKANO, 2012).

Os grupos de melhorias são compostos de funcionários de diversas áreas da empresa

que se reúnem para a troca e desenvolvimento de ideias na busca de melhorias do ambiente de

trabalho, para os envolvidos nos grupos há uma reunião uma vez por semana para avaliar as

sugestões, e encaminhar as atividades para implanta-las e vai desde a instalação de uma nova

máquina ou na redução de tempo de operação para que o operador prepare a máquina para a

produção e ter um processo mais enxuto possível (LIZARELLI; ALLIPRANDINI, 2002).

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9 TRF – OTIMIZADO

O sistema TRF já vem funcionando na empresa, mas identificou-se oportunidade de

melhorá-lo dentro do processo de usinagem. Para a aplicação onde foi feito este trabalho, só

com o TRF ainda havia perdas, então em busca de uma melhor performance em tempos de

setup percebeu-se que poderia ser ainda mais eficiente, surgiu a ideia de não tirar todas as

ferramentas nos setup. Esta ideia foi dada ao grupo de melhoria dentro da empresa, e foi

dentro deste grupo que foram desenvolvidos os primeiros TRF – Otimizados.

No grupo observou-se que a remoção do ferramental da máquina a cada setup elevava

o tempo da troca das ferramentas, então foi feito um levantamento para definir as peças que

poderiam ser compartilhadas as ferramentas - ou seja, se ia mudar de item o operador iria tirar

a ferramenta que no outro item também tem a mesma ferramenta, não teria a necessidade de

tirá-la; mas para isto seriam necessários ajustes nos programas de usinagem para iniciar os

compartilhamentos ou otimização.

Com este pensamento reduziu-se o 40% das ferramentas em máquina; mas ainda tinha

uma limitação que era da máquina, pois a mesma suporta somente 39 ferramentas. Neste

momento, o grupo de melhorias entrou com a sugestão de se colocar um armário, próprio para

guardar ferramentas ao lado da máquina, para que estas ferramentas estivessem em local de

fácil acesso ao colaborador que fosse realizar o setup.

No programa de usinagem foram numeradas novamente as ferramentas e cada número

de ferramenta tem características diferentes, então foi dado o nome a isto de TRF –

Otimizado, ou seja foram realizados compartilhamentos das ferramentas de diversos itens.

Neste ponto observou-se que não era necessário retirar todo ferramental da máquina, mas sim

algumas ferramentas devido à limitação da quantidade de ferramenta na máquina.

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Figura 2: Lista de ferramentas e itens compartilhados

T DESCRIÇÃO

T10 FRESA TOPO Ø12MM 208.195

T11 BROCA Ø12,1MM 208.195

T12 BROCA Ø17MM 208.195 208.147/148

T13 ESCARIADOR Ø24MM

T14 BROCA Ø14MM 208.195 208.147/148 28.06

T15 MACHO M16X2MM 208.195 208.147/148 28.06

T16 BROCA Ø13MM 311.57/51 28.06

T17 BROCA Ø6,8MM 311.57 311.31

T18 BROCA PILOTO Ø5MM 311.51 311.22

T19 MACHO M8X1,25MM 311.57/51 28.06

T20 FRESA ESFÉRICA Ø3MM 311.57 311.51

T21 BROCA LONGA Ø5MM 311.31

T22 BROCA Ø8MM 311.31 311.22

T23 BROCA Ø9MM 311.31 311.34

T24 FRESA CANAL Ø10MM 311.34

T25 MACHO M10X1MM 311.34

T26 BROCA Ø10MM 311.34

T27 ALARGADOR Ø26MM 311.34

T28 BROCA Ø25,6MM 311.34



T31 FRESA TOPO Ø25MM 27.02 27.11

T32 BROCA Ø8,7MM 27.02/27.04 208.147/148

T33 BROCA Ø14,5MM 27.02 28.04/05

T34 MACHO 1/8POL 27.02/27.04 208.147/148

T35 REBAIXADOR Ø35MM 27.02

T36 BROCA Ø17,5MM 27.04

T37 REBAIXADOR Ø35MM 27.04

T38 FRESA TOPO Ø12MM RAIO 0.6 27.10-U1

T39 BROCA LONGA Ø21,5MM 27.10-U1

T40 BROCA Ø18MM 27.10-U1 27.12

T41 MANDRILHADOR DESB Ø31MM 311.34

T42 MACHO M24X3MM 27.10-U1

T43 MACHO M20X2,5MM 27.10-U1

T44 BROCA CHANDRIL Ø21 LONGA 208.147/148

T45 BROCA Ø8,5MM 28.04/05/06

T46 BROCA CHANDRIL Ø22MM 208.148 27.11

T47 FRESA Ø63MM KENAMETAL 311.34

T48 MANDRILHADOR DESB Ø100MM 311.34


T50 BROCA Ø10,25MM 28.04/05

T51 MANDRILHADOR DESB Ø27MM 28.04/05

T52 MACHO M10X1,5MM 28.04/05/06

T53 ROMICROM Ø27,277 28.04/05

T54 FRESA HANITA Ø25MM C 5 GRAUS 28.04/05



T57 BROCA Ø10,5MM 311.22

T58 ESCARIADOR Ø16MM 311.22

T59 MACHO M12X1,75MM 311.22

T60 MACHO M6X1MM 311.22


T62 BROCA Ø12,5MM H12 28.06T63 FRESA TOPO Ø20MM 28.06


T127 RENISHAW

ITENS

lista de ferramentas e itens compartilhados

TODAS

TODAS

Fonte: o autor (2015)

23

Elaboraram-se planos orientativos de ferramentas conforme figura 2, informando as

ferramentas compartilhadas e as que não podiam ser compartilhadas, então foram colocadas

as informações em planos de trabalho onde os operadores podem visualizar e se orientar sobre

as ferramentas que saem a cada setup.

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10 APLICAÇÃO DA PESQUISA

A área onde foi feito este trabalho foi no setor da usinagem automotiva, neste processo

existe um centro de usinagem de marca HELLER MC25, e quatro tornos WACHEEON L500,

ambos suportam a usinagem de peças de grandes dimensões.

10.1 Troca Rápida de Ferramenta – Otimizado

No sistema de usinagem onde são realizadas as tarefas de usinagem, o centro de

usinagem HELLER é quem faz a operação vinda dos tornos; na operação do torno ele recebe

a peça bruta, que é identificada com um cartão roteiro que mostra o código do item e todas as

etapas que este item irá passar. Devido esta informação o transporte sabe onde levar o item

após cada operação concluída até o envio para o cliente.

Na primeira operação os tornos usinam as peças obedecendo todas as características de

suas medidas; então após ter feito a peça, o operador confere com os instrumentos necessários

e após liberar a peça estando ela aprovada por ele, esta peça é colocada na sua embalagem,

que é especificada para cada tipo de peça, este tipo de informação o operador tem na FAC (

Ficha de Auto Controle), ficha esta que possui todas as informações do item como: medidas,

ferramentas, embalagens, quantidades de peças, informações de alterações, dados de corte e

registros de medidas.

Ao embalar adequadamente e com o cartão correspondente a peça, este cartão

acompanha a peça a partir do momento em que ela entra na usinagem, então com o cartão

roteiro já é possível identificar a trajetória da peça dentro da empresa como também todas as

máquinas que ela irá passar até chegar ao cliente final.

Ao completar a caixa, após a operação do torno todas passam pela operação de

fresamento e furação que é feito pelo centro de usinagem HELLER, é nesta operação que se

percebe o alto número de setups e o grande acumulo de peças devido a ineficiência do

processo atual; desta maneira, havia perda de espaço físico e o acúmulo de peças que gerava

retrabalho devido ao aparecimento de oxidação.

Estas peças com oxidação eram retrabalhadas com lixas apropriadas para o retrabalho,

e estes retrabalhos eram os próprios funcionários quem executavam, e são também causadores

25

de ineficiência na produção. Este retrabalho quem definia a forma de como seria feito, é a

equipe do departamento da qualidade, responsáveis também em descrever e treinar os

funcionários a forma correta de fazer tal retrabalho.

Neste processo já se trabalhava com o TRF, já existia um número bem reduzido de

tempo de setup, mas o processo de usinagem neste local ainda estava gerando alta

ineficiência. Com o TRF conseguiu-se a eliminação de peças oxidadas. Por meio de compra

no nivelamento (heijunka) das ferramentas e dos dispositivos para usinar e os meios de

medição do item que iria entrar, toda a compra tinha um responsável em pegar o cartão de

compra e trazer os dispositivos todos para a máquina e fazer a substituição dos mesmos.

Então se deu início às atividades dos grupos de melhorias para tomar as ações

necessárias para eliminação deste gargalo; a princípio foi difícil para haver melhora em algo

que já tinha sido feito uma melhoria de TRF.

Para facilitar as trocas dos dispositivos foram colocados os heijunkas, definidas as

rotas, investimentos foram realizados em transporte interno de dispositivos e um local

adequado para guardar todos os dispositivos e responsáveis pela manutenção dos mesmos,

agilizaram-se as trocas de dispositivos e ferramenta dos já reduzidos tempos de setup (antes

desta alteração quem trocava os dispositivos era o operador quem fazia todo o processo de

troca.

Registraram-se todos os tempos de setup antes destas melhorias e também no decorrer

delas; com os dados em mãos das dificuldades de trocas e os transtornos gerados a cada setup

e as demoras para as análises de medições tridimensionais, identificaram-se todos os tempos

perdidos pelo processo. Foram também estudadas as quantidades de peças que saiam dos

tornos para ver se eram necessário mais um centro de usinagem para conseguir acompanhar

os tornos.

Na primeira semana após ter levantado várias dificuldades, foi marcada uma reunião

com o pessoal do grupo de melhoria para discutir todas as melhorias que poderiam ser feitas a

este processo; em reunião foi colocado como foco primeiramente a discussão de continuar

com o TRF, mas melhorado, aplicável à necessidade vigente da organização. Após muita

conversa e trocas de ideias decidiu-se partir para um TRF – Otimizado – vale ressaltar que

este sistema foi imediatamente aprovado pelo pessoal que estava participando da reunião.

Foi marcada outra reunião na semana posterior à discussão inicial, onde foi levado em

consideração os dados recolhidos pela equipe apontando todas as dificuldades e os tempos

perdidos na operação gargalo. Nesta reunião foi colocada a proposta de melhoria para o

processo, tornando-o mais eficiente. Seria feito um TRF sem retirar as ferramentas da

26

máquina, pois com isto já se eliminaria 50% do tempo de troca - nos setup´s a cada

ferramenta que era trocada era digitado os valores na máquina de suas geometrias para a

máquina fazer a leitura, após isto ainda era necessário acompanhar a usinagem pois, a cada

troca de ferramenta perdia-se tempo para acompanhar a usinagem da ferramenta adicionada

em máquina isto se era necessário para evitar colisões de ferramenta nas peças. Então em

itens com muitas ferramentas estes setups ficavam muitos extensos; também foram

confeccionados dispositivos de controle para verificação dos dimensionais, da peça ali na

máquina mesmo após ter feito o setup o operador media a peça no dispositivo se montasse no

dispositivo de controle era liberado a produzir, este dispositivo era uma simulação da

montagem da peça no cliente, montando a máquina já se iniciar o processo de usinagem do

lote.

10.2 Aplicação da ferramenta RENISHAW

Sugerida na reuniões a medição por RENISHAW é o que precisaríamos para garantir

as dimensões da primeira peça usinada, pois antes disso a primeira peça sempre era refugo

(devido ao processo de usinagem só poder ser liberado após constar-se peça dentro das

dimensões, eram necessárias a usinagem de várias peças – entre 5 e 8, para que o processo

estivesse apto a prosseguir).

Foram realizados investimentos no centro de usinagem da ordem de R$15.000,00;

eliminou-se a primeira peça refugo e já seria aprovado o processo logo na usinagem da

primeira peça.

A proposta foi apresentada em reunião semanal da produção e a melhoria foi bem

aceita pelos supervisores da usinagem, onde eles sabendo dos transtornos e as perdas que

aquele processo estava causando aprovaram e liberaram para iniciarem-se então os trabalhos

imediatamente - vale ressaltar o total apoio pela gestão da área. Então foi marcada outra

reunião com o grupo de melhoria para que se começassem a estruturação das atividades no

setor de usinagem. Foram necessárias também reunião com o PCP (Planejamento e Controle

da Produção) com intuito de analisar as demandas e as necessidades futuras dos clientes, e

verificar todos os itens que precisariam passar por aquela operação; com os dados conforme

gráfico 1, de todas as peças que iriam fazer naquela máquina, foram levantadas as

27

especificações dos clientes, basicamente os desenhos técnicos, pois com esta melhoria seriam

compartilhadas ferramentas de outras peças.

Um exemplo do grande impacto da otimização: é que havia um escariador (ferramenta

que era utilizada para chanfrar o canto dos furos tirar faces de 90º deixar com 45º) onde esta

ferramenta existia na proporção de uma para cada item e no total de item que seriam usinados

(15 itens então só nesta atividade seriam eliminadas 14 ferramentas), deixando uma para fazer

todos os itens, e o mesmo procedimento se adotou para as outras peças, outras ferramentas

eram compartilhadas e faziam diversos item. A pesquisa nos desenhos técnicos feita

juntamente com a parte de engenharia se fez para conhecer as características de cada item, e

para facilitar na confecção dos dispositivos de controle.

Ao iniciar os trabalhos em máquinas isto na 5ª semana, começou-se item a item a

otimização, cada item que entrava colocavam-se as ferramentas necessárias para fazer a peça

e registrava-se o número da ferramenta na lista de ferramentas compartilhadas, e já no

segundo setup já se tinham os compartilhamentos de algumas ferramentas e assim foi feito até

o término da usinagem em todos os itens.

Os ganhos de tempo de setup foram excelentes, pois se reduziu mais que a metade o

tempo de setup; os resultados foram muito positivos, pois quando era necessária a troca do

item a ser usinado, os recursos eram adquiridos, estes recursos eram pedidos com 2 horas de

antecedência pelo Heijunka (considerada a atividade como setup externo): nele eram trazidos

por um responsável ao transporte, o dispositivo de usinagem colocado em máquina, o

dispositivo de controle que mediria a peça simulando sua montagem, a FAC ( Ficha de Auto

Controle ), todos os instrumentos necessário para medir a peça (paquímetro, súbitos, ogivas,

calibradores de roscas e calibradores medidores de profundidade), viriam também as

ferramentas, mas com a otimização não era mais necessário.

Chegando a máquina os recursos, era colocar o dispositivo alterar o programa de

usinagem, feita uma rápida visualização das ferramentas necessárias - este tipo de verificação

é rápido, pois o a máquina disponibiliza de um software para tal atividade. Então era só usinar

o item, pois já não tinha a necessidade de acompanhar a usinagem com tanta cautela devido à

maioria das ferramentas já estarem em máquina. Para oferecer mais segurança, em relação às

trocas de ferramentas que acontecia, um exemplo disto foi a mudança de item e também o

desgaste da ferramenta onde se fazia necessário a troca constante; foram colocados nos

programas travas limitando o valores dos comprimentos da ferramentas, os valores que

tinham muita diferenças e ofereciam riscos de haver uma colisão ou quebra da ferramenta por

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comprimento errado, geraria um aviso na tela para o operador e ele chamaria o técnico. Esta

informação pode ser verificada no gráfico 1:

Gráfico 1: tempos de Setup

Fonte: o autor, (2015)

Existiam pequenas variações nos tempos de setup´s devido aos itens não ter os mesmo

números de ferramentas ou por tempo de interpretação da FAC no momento da medição da

peça pelo operador ou por fatores rotineiros dentro do processo, limpeza, pré-análise da

ferramenta antes de colocar em máquina, organização da área de trabalho, ajustes de medida,

dúvidas do operador, alarmes gerado pelo equipamento.

Nos setups 1 e 7 ficou claro que tiveram picos altos do tempo de TRF, estes dois

setup´s tiveram o número de ferramenta maiores, e também foram ferramentas que não

estavam na máquina, então perdeu-se um tempo maior devido ter que analisar a ferramenta

antes de colocar; este tempo foi o tempo máximo considerado de perda por TRF - Otimizado

dentro do processo - para estes dois itens e nesta situação de ter que colocar as ferramentas. Já

nos tempos inferiores é o caso de serem poucas ferramentas e terem todos os recursos em

máquina sem gerar transtorno ao operador, considerados tempos baixos neste TRF.

Ao fazer o setup da primeira peça, também impactavam negativamente na produção,

pois a primeira peça a maioria das vezes era refugada, pois seus posicionais davam fora não

montando nos dispositivo de medição.

Para isto foi investido no RENISHAW um valor de aproximadamente R$15.000,00

relativos à ferramenta, e um programa especifico para a realização da leitura das origens das

medidas. Já se conseguiria fazer com que a primeira peça não fosse refugo, pois este

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programa os operadores já sabiam que possuía naquela máquina, dotados de informativos na

máquina sobre o novo processo.

Colocado o programa do RENISHAW para realizar a medição, este tipo de programa

havia para cada modelo de peça eles eram específicos, pois os valores eram posicionais muito

precisos de décimos e também havia poucos modelos que suas tolerâncias eram de

centésimos. O programa informava o valor da medida que estava fora, então este valor era

visualizado também no software que a máquina disponibilizava. Após a leitura os programas

auxiliares faziam as comparações dos valores: se aquela peça estivesse com o posicional fora

ou dentro do especificado, ao término do programa gerava o alarme de que a peça teria que

efetuar a correção ou poderia fazer a próxima sem o programa do RENISHAW, caso não

houvesse correção. Caso tenha que efetuar a correção o operador chamava o técnico, ele faria

a leitura do valor solicitado pela medição e corrigiria este valor no programa da peça,

colocado o programa da peça após a correção era usinar a peça e medir nos dispositivo de

medição a peça já estaria aprovada para trabalhar.

Em ambos os casos fosse feito a correção ou não, a peça que estava aprovada pelo

dispositivo de controle eram enviadas para a análise tridimensional, isto era necessário para

ter-se o registro de aprovação da peça nos históricos tridimensionais – esta é uma solicitação

dos clientes. Em caso de a peça não ser aprovada, acionava a qualidade que identificava o

item como não conforme, dependendo do valor das dimensões a peça era refugada ou por

decisão da qualidade a peça poderia ser aprovada. Os dados podem ser analisados conforme

gráfico 2:

Gráfico 2: Refugos por Setup


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Nos setup´s 1,3,4 e 7 os refugos foram gerados por dimensional fora, estas peças

foram refugadas como peça de setup, eram a primeira peça feita no setup, estes itens tinham

dimensionais muito apertados onde não era possível a liberação deste item.

Como agora utilizava a mesma ferramenta para diversos itens, também foram

realizados estudos de vida útil de cada ferramenta, para evitar refugos gerados por desgaste e

quebras, usamos a mesma tabela da lista de compartilhamento, mas adicionadas colunas para

os operadores preencherem no momento em que eles precisariam fazer a troca, onde

anotavam a quantidade de peças que a ferramenta fez, que gerava análise do seu desgaste e

então com as colunas todas preenchidas era possível avaliar qual a quantidade ideal para que o

desgaste da ferramenta não comprometam a qualidade do produto.

31

Figura 3: Tabela de Estudo de Vida Útil

T DESCRIÇÃO

T10 FRESA TOPO Ø12MM

T11 BROCA Ø12,1MM

T12 BROCA Ø17MM


T14 BROCA Ø14MM

T15 MACHO M16X2MM

T16 BROCA Ø13MM

T17 BROCA Ø6,8MM

T18 BROCA PILOTO Ø5MM

T19 MACHO M8X1,25MM

T20 FRESA ESFÉRICA Ø3MM

T21 BROCA LONGA Ø5MM

T22 BROCA Ø8MM

T23 BROCA Ø9MM

T24 FRESA CANAL Ø10MM

T25 MACHO M10X1MM

T26 BROCA Ø10MM

T27 ALARGADOR Ø26MM

T28 BROCA Ø25,6MM




T32 BROCA Ø8,7MM

T33 BROCA Ø14,5MM

T34 MACHO 1/8POL

T35 REBAIXADOR Ø35MM

T36 BROCA Ø17,5MM

T37 REBAIXADOR Ø35MM

T38 FRESA TOPO Ø12MM RAIO 0.6

T39 BROCA LONGA Ø21,5MM

T40 BROCA Ø18MM

T41 MANDRILHADOR DESB Ø31MM

T42 MACHO M24X3MM

T43 MACHO M20X2,5MM

T44 BROCA CHANDRIL Ø21 LONGA

T45 BROCA Ø8,5MM

T46 BROCA CHANDRIL Ø22MM

T47 FRESA Ø63MM KENAMETAL



T50 BROCA Ø10,25MM


T52 MACHO M10X1,5MM

T53 ROMICROM Ø27,277

T54 FRESA HANITA Ø25MM C 5 GRAUS

T55 BROCA Ø11MM

T56 BROCA Ø7MM

T57 BROCA Ø10,5MM


T59 MACHO M12X1,75MM

T60 MACHO M6X1MM


T62 BROCA Ø12,5MM H12


T64 BROCA Ø6MM

DE VIDA UTIL QUE A FERRAMENTA ATINGIU.

AO TROCAR FERRAMENTA POR DESGASTE INSERIR NESTA TABELA A QUANTIDADE

ESTUDO DE VIDA UTIL

ATENÇÃO


32

11 CONCLUSÃO

A implantação do TRF - Otimizado trouxe inúmeras vantagens a organização, a

redução de horas com equipamento parado e diminuição de estoques e peças não conforme e

aumento na eficiência da área.

As melhorias implementadas contribuíram para redução do tempo consumido na troca

de ferramentas e sistemas de medição, proporcionando a esse recurso produtivo em estudo, a

padronização das atividades relacionadas a essa tarefa, além de maior flexibilidade e um

aumento nos índices de produtividade.

A utilização do RENISHAW impactou fortemente neste trabalho pioneiro dentro da

empresa, com esta ferramenta eliminamos o tempo de espera por medição tridimensional, os

trabalhos e decisões em grupo de melhorias contribuíram muito também para a trajetória deste

trabalho chegar ao sucesso. Foram também relatando tempo anteriores as melhorias para ter

comparação com os trabalhos pós TRF , geramos um histórico para tornar esta melhoria ainda

mais aceitável aos responsáveis da empresa, e também para que conseguimos o investimento

necessário para deixar o projeto de TRF mais eficiente.

Com a implantação de RENISHAW ouve também uma grande redução de refugo nos

setup´s.

Com essa redução expressiva de percas que tivemos nesta área, estuda-se a

possibilidade de estender este trabalho em mais equipamentos dentro da corporação, pois a

diminuição de tempo de equipamento parado, não agrega valor ao processo e encarecem o

produto.

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12 REFERÊNCIAS

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Falconi, 2004.

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faculdade de tecnologia assessoritec … · produtivo de usinagem para implantação de renishaw....

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