Hydraulic Press: Impulsionando o Rápido Desenvolvimento da Indústria 4.0 Globalmente

A era digital de 2024 está marcada pela transformação da indústria mundial, onde a Indústria 4.0 está mudando gradualmente a estrutura global da fabricação. Representa uma alta integração de inteligência, digitalização e rede, trazendo para as empresas maior eficiência, melhor qualidade e maior competitividade. Neste cenário, a hidráulica, particularmente as hidráulicas monomastigadas, tem uma papel fundamental no impulso do desenvolvimento da Indústria 4.0.

Introdução: A Importância da Hidráulica na Indústria 4.0

A hidráulica, com suas vantagens únicas de alta densidade de potência, modularidade de design e robustez das soluções de rede, é uma tecnologia fundamental na Indústria 4.0. Combinada com técnicas de controle digital e comunicação aberta, a hidráulica satisfaz os requisitos definidos pela Indústria 4.0: inteligência dispersa e comportamento autônomo, padrões de comunicação abertos, desempenho rápido de rede e tempo real de integração de cenários.

1. A Integração da Hidráulica na Indústria 4.0

A hidráulica já deu passos cruciais para ser integrada à Indústria 4.0. Estes passos incluem conectar os atuadores hidráulicos a dispositivos eletrônicos de controle digital e transferir funções ao software. Todas as características da técnica de fluidos são armazenadas em forma de algoritmos no software, que automaticamente compensam a não linearidade dessa técnica de acionamento.

Um exemplo típico é o controle de caminho, força ou sincronização em prensas, que são previamente programados. Graças à inteligência dispersa, os atuadores hidráulicos podem operar autonomamente e adaptar-se às mudanças de parâmetros. Uma das principais forças por trás deste desenvolvimento é a Bosch Rexroth. Já no início dos anos 90, especialistas em acionamento e controle lançaram no mercado os primeiros eixos lineares eletro-hidráulicos (electro-hydraulic linear axes) com inteligência dispersa. Bosch Rexroth tem mantido este desenvolvimento, e suas décadas de experiência prática já foram incorporadas no software.

Markus Rukaber, responsável do departamento de gestão de produtos relacionados a aplicações mecânicas e engenharia de vendas da Bosch Rexroth, afirma: "Nós predefinimos funções hidráulicas padrão em controladores de primeira linha, permitindo que os usuários possam configurá-los diretamente." Isso permite que soluções hidráulicas possam ser rapidamente conectadas online e melhor calibradas, satisfazendo requisitos personalizados.

2. A Inovação Tecnológica: Variadores de Velocidade e Controle Inteligente

Variadores de velocidade abrem mais opções no domínio da inteligência dispersa. Eles combinam as vantagens da engenharia elétrica com a técnica hidráulica. A série Sytronix de atuadores da Bosch Rexroth produz fluxo conforme a necessidade, reduzindo a potência hidráulica consumida pelas soluções tradicionais em 80%. Dependendo da aplicação, Sytronix pode receber diretamente a posição dos cilindros hidráulicos, reduzindo os custos do sistema, aumentando flexibilidade e simplificando o processo de início.

Bosch Rexroth foi ainda mais longe na inovação com eixos lineares autosustentáveis. Estes componentes prontos de cilindros hidráulicos são equipados com circuitos hidráulicos próprios de variadores de velocidade. Os cilindros hidráulicos produzem movimento linear sem desgaste e previnem sobrecargas. Eixos autosustentáveis podem ser instalados como acionamentos elétricos. Cabos devem ser conectados à fonte de energia, e os eixos devem ser conectados ao sistema de controle.

"Esses eixos têm todas as funções de acionamentos puramente elétricos", diz Rukaber. "Eles também oferecem todas as vantagens dos sistemas hidráulicos, incluindo sem desgaste e alta densidade de potência."

3. Padrons Abertos e Comunicação em Tempo Real

Todos os especialistas concordam que a Indústria 4.0 necessita de protocolos de comunicação padronizados e linguagens de programação. Sistemas de bus de campo já conectam várias técnicas, como acionamentos elétricos, hidráulicos e pneumáticos, a sistemas de controle. Rukaber enfatiza: "Bosch Rexroth não apenas suporta conexões de bus, mas também pode se conectar em tempo real a sistemas hidráulicos através de múltiplos interfaces Ethernet dos variadores de velocidade e controladores de movimento. As interfaces Ethernet múltiplas da Bosch Rexroth suportam todos os protocolos em tempo real atualmente, como Sercos, EtherCAT, Ethernet IP, PROFINET RT e VARAN. Portanto, sistemas de controle e sistemas superiores podem ter acesso completo a sistemas hidráulicos e permitir integração do sistema, independentemente do fabricante."

Padrons abertos também se referem à programação. A linguagem PLC conforme a IEC 61131 já se tornou padrão em engenharia de máquinas e equipamentos. A Indústria 4.0 necessita de mais. Bosch Rexroth foi uma das primeiras fabricantes de sistemas de controle a preencher a lacuna entre automação e TI. A tecnologia de interface "engenharia de núcleo aberto" premiada pela HERMES permite que sistemas de controle da Bosch Rexroth possam ser programados independentemente em linguagens avançadas. Para isso, Bosch Rexroth revela o núcleo de seus sistemas de controle. Em aplicações iniciais, fabricantes de máquinas podem ignorar completamente a programação PLC e usar smartphones ou tablets para iniciar, otimizar online e diagnosticar.

Conexão Ethernet hidráulica permite todas as opções de diagnóstico e manutenção remotas. Todos os dispositivos eletrônicos de controle são exclusivamente identificáveis. Com autorização apropriada, técnicos podem consultar dados, independentemente de suas posições físicas e mudanças de parâmetros. A inteligência dispersa também abre um amplo campo de monitoramento de estado. Dispositivos eletrônicos analisam sinais de sensores, e software decide o estado atual de operação do sistema hidráulico. Se valores medidos ultrapassam erros definidos, o sistema alerta sobre estados críticos.

4. Aplicação na Fábrica Inteligente e Robôs Industriais

A fábrica inteligente é uma das principais aplicações da Indústria 4.0. Por meio de IoT (Internet of Things), big data, AI (Artificial Intelligence) e outras tecnologias, alcança-se interconectividade de equipamentos, linhas de produção e pessoal na fábrica. Por exemplo, uma empresa tradicional de tubos de plástico, Hua Han, usa um sistema SaaS (Software as a Service) de fabricação inteligente da Youzhi Cloud e big data para monitorar em tempo real o estado operacional de equipamentos, prever antecipadamente falhas de equipamentos, reduzir tempo de parada, alcançar automação e inteligência do processo produtivo, ajustar automaticamente planos de produção e fluxos de trabalho conforme a demanda de pedidos, aumentando eficiência produtiva e flexibilidade.

Robôs industrials têm um papel importante na Indústria 4.0. Eles podem executar tarefas perigosas, repetitivas e de alta precisão, aumentando eficiência produtiva e qualidade. Por exemplo, na indústria de fabricação de produtos eletrônicos, robôs industrials podem fazer trabalhos finos de soldagem, montagem e inspeção, podendo ainda trabalhar em conjunto com trabalhadores humanos, alcançando colaboração homem-máquina, aumentando segurança e eficiência produtiva.

5. Hidráulica Monomastigada: Impulsionando a Transformação da Manufatura

A hidráulica monomastigada, com suas vantagens notáveis de alta precisão, eficiência e confiabilidade, se tornou um equipamento fundamental para impulsionar a transformação e atualização da manufatura. Como equipamento central no domínio da usinagem precisa e moldagem, a hidráulica monomastigada ocupa um lugar importante não apenas em indústrias tradicionais como automóvel, aeroespacial, eletrônica e elétrica, mas também mostra um potencial ilimitado em emergentes domínios como novos materiais, novas energias e biomedicina.

Com a rápida evolução global da manufatura, particularmente a ampla aplicação de linhas de produção inteligentes e automatizadas, há uma crescente demanda por equipamentos de moldagem de alta precisão e eficiência. De acordo com previsões da agência de pesquisa de mercado QYResearch, o tamanho global do mercado de hidráulicas monomastigadas deverá crescer