Simplicidade Conquista Complexidade em Células de Moldagem Automotiva

Duas células de moldagem por injeção verticais idênticas e altamente compactas estão entre as mais recentes adições à fábrica da KHG Plastics GmbH em Velberg, Alemanha. As novas células, que juntas podem produzir cerca de 40.000 contatos elétricos sobremoldados por semana para sistemas de iluminação automotivos, combinam uma sequência de fabricação de metal, moldagem, teste e embalagem em uma produção totalmente automatizada. E o fazem com elegância e simplicidade.

Originalmente, a empresa considerou mover peças por meio dessas diversas funções com a ajuda de dois robôs de seis eixos, um operador humano e automação adicional. Mas uma proposta muito mais simples, desenvolvida pelo fabricante de robôs Sepro e Kiki, um integrador de sistemas local, convenceu a KHG Plastics de que as células seriam mais compactas e produtivas usando três robôs lineares de três eixos, todos integrados por um único sistema de controle. Esta solução oferece uma dica para outros moldadores sobre como as abordagens não convencionais podem levar ao sucesso.



AUTOMATIZAÇÃO DE MÚLTIPLAS FUNÇÕES

Depois de ganhar a chance de produzir um novo contato de metal sobremoldado para sistemas de iluminação de veículos de uma montadora, a KHG começou a trabalhar no projeto do sistema de produção para esta peça. A empresa buscou um processo totalmente automatizado que integraria uma variedade de equipamentos de produção:



• Uma máquina de perfuração e dobra de metal para receber peças de metal e produzir contatos de metal orientados à esquerda e à direita;

• Uma injetora vertical para receber e sobremoldar as peças estampadas;

• Uma estação de teste para testar o curto-circuito dos contatos sobremoldados;

• Uma estação de embalagem onde as peças "boas" para a direita e a esquerda são transferidas para bandejas empilháveis ​​que podem ser movidas para automação interna ou paletizadas e enviadas ao cliente.



Como a aplicação envolvia peças móveis em uma série de operações de pré e pós-molde, a empresa considerou uma proposta inicial que previa a utilização de dois robôs de seis eixos, que ofereceriam 360 ° de alcance operacional e capacidade de manuseio até as manipulações de peças mais complexas. Esta abordagem sugeriu que um grande robô de seis eixos centralmente localizado poderia fazer a maior parte do trabalho, manuseando as peças da máquina de estampagem através da sobremoldagem para o aparelho de teste. De lá, um robô menor de seis eixos removeria as peças e as carregaria em bandejas, que seguiriam para um empilhador automático de bandejas e em carrinhos para remoção.

Embora a lógica da proposta fosse clara, os funcionários da empresa tinham perguntas e buscaram a opinião de outros parceiros de negócios de confiança. Com base na experiência anterior, eles perguntaram à Sepro se o maior robô de seis eixos poderia ser substituído por um robô linear.

Depois de considerar os requisitos da empresa e comparar as alternativas, Marius Svagnea, gerente de vendas de área da Sepro, respondeu "Sim". Sua análise descobriu que um robô linear Sepro - um modelo de três eixos S5-35 - poderia substituir o grande robô de seis eixos no centro da célula, reduzindo os requisitos de pegada e permitindo um acesso mais fácil para trocas de molde, manutenção e serviço para a dobra , equipamento de moldagem e teste na célula.

À medida que as discussões prosseguiam, Svagnea propôs o uso de um segundo robô linear - um Success 7 menor - para lidar com as peças testadas em vez do robô menor de seis eixos. Finalmente, um Success 11 foi adicionado para automatizar com flexibilidade o manuseio da bandeja de peças. Como os robôs lineares podem ser posicionados acima das máquinas de moldagem, eles simplificam a colocação do maquinário, reduzem os requisitos de espaço no chão e melhoram o acesso. O alcance não seria problema, já que suas vigas horizontais poderiam ter qualquer comprimento necessário.

KHG ficou impressionado com a lógica:“Vimos que um robô de seis eixos ocuparia muito espaço e teria um alcance muito limitado, disse o CEO Lutz Karrenberg. “A solução Sepro / Kiki combinou vários robôs padrão em um espaço muito pequeno. Este foi o principal motivo da nossa decisão. ”

Karrenberg acrescentou:"Não pensamos necessariamente a princípio em uma solução com um carrinho de bandeja que incluiria o carregamento por meio de um terceiro sistema de robô. Essa ideia veio totalmente da Sepro, que já havia implementado algo de natureza semelhante. Esta solução não apenas salvou nos proporcionou muito espaço, mas também otimizou nosso fluxo de trabalho e trouxe alta flexibilidade ao sistema para futuras tarefas de produção. "



CÉLULAS EM OPERAÇÃO

Cada robô tem seu próprio controle Sepro Visual e cada um é programado individualmente para executar suas próprias funções dentro da célula. No entanto, o controle Visual 3 no primeiro e maior robô, o Sepro S5-35, também funciona como o controle "mestre" do robô, coordenando a segurança da célula e as operações do robô.

O grande robô Sepro S5-35 tem um curso horizontal de 4000 mm. Nas células KHG, este robô inicia o processo de produção, pegando quatro contatos de metal estampados e dobrados (dois direitos e dois esquerdos) da mesa de transporte da unidade de puncionamento e dobra. O robô então se move para a máquina de moldagem por injeção vertical. Depois de remover quatro contatos sobremoldados do ciclo anterior, ele coloca cada um dos quatro contatos de metal na metade inferior do molde que fica sobre a mesa giratória aberta da máquina. A ferramenta de fim do braço do robô mantém esses contatos apenas o tempo suficiente para travá-los com segurança na posição antes que o molde gire para dentro da máquina para moldagem. Enquanto isso, o mesmo robô coloca as quatro peças acabadas em uma estação de teste, onde são verificadas usando um teste de curto-circuito de 500V. Então, o robô “mestre” S5-35 pega as peças testadas novamente, movendo as peças aceitáveis ​​para uma estação de transferência e removendo as peças com defeito do processo.

Em seguida, a Sepro Success 7 pega as peças testadas da estação de transferência, identifica-as como peças canhotas ou direitas e as coloca na bandeja de peças apropriada. Este robô tem um curso horizontal de 1500 mm.

Finalmente, o robô Success 11 assume o controle. Ele é responsável por mover as bandejas cheias de peças esquerdas e direitas para as estações de descarga, onde empilha as bandejas inteiras em carrinhos móveis. Em seguida, ele recupera outra bandeja de peças (esquerda ou direita, dependendo da bandeja cheia que caiu) das estações que contêm bandejas vazias e a coloca em posição na mesa deslizante para enchimento.

O único envolvimento humano nas operações da célula é a remoção de bandejas de peças inteiras - aproximadamente a cada 6 horas.



SIMPLIFICANDO A INTEGRAÇÃO DE MÚLTIPLAS MÁQUINAS

Normalmente, integrar e controlar a operação de três robôs e diversos equipamentos para metalurgia, moldagem por injeção, testes elétricos e carregamento / empilhamento de bandejas exigiria um PLC separado e uma extensa programação personalizada. No entanto, os designers de células foram capazes de coordenar e integrar todos os principais equipamentos da célula, aproveitando os recursos do controle Visual 3 da Sepro.

A mais recente melhoria da Sepro em integração, um conjunto de recursos chamado Easy Package, abrange não apenas as funções de interoperabilidade da impressora injetora / robô no Euromap 67, mas adiciona uma gama de recursos adicionais de sincronização, controle, monitoramento e troca de dados. Ao aumentar drasticamente a funcionalidade do E67 e evoluir os protocolos Euromap (E79, E81), o Easy Package da Sepro não só permite e simplifica a integração e o controle de máquinas de injeção e robôs, mas também de sistemas de produção completos - como as células de produção gêmeas da KHG.

“Em nossa opinião, a facilidade de integração é a grande vantagem do portfólio da Sepro”, disse Karrenberg da KHG. Aproveitando os recursos de integração da Sepro por meio de fornecedores confiáveis, a KHG obteve duas células de produção que fornecem resultados mais elegantes, poderosos e econômicos, com menos esforço de programação e integração do que os sistemas mais sofisticados que eles consideraram inicialmente. Como os robôs Sepro e o controle Visual são projetados em torno das necessidades dos moldadores por injeção, a programação inicial, a operação e a integração de vários elementos são consideradas muito mais fáceis, assim como a redistribuição de ativos quando as necessidades futuras exigem mudanças na produção.