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Fundição automatizada em pequeno espaço.

Publicada em 2013-07-22



Antes de automatizar um sistema de fundição, uma empresa deve pensar nas ampliações futuras, o acesso da célula e sua funcionalidade.

O desafio de automatizar sistema de fundição foi enfrentado pela Harting Electric (na cidade de Espelkamp, Alemanha) na fabricação de suas carcaças de conexão de alumínio. Seis células de fundição fabricam as carcaças dos conectores com paredes de pouca espessura (Figura 1).



 

Figura 1: Legenda: Célula de fundição sob pressão para carcaças de conectores industriais na Harting Electric.

 



Uma parte dessas células foi completamente automatizada pela própria Harting através de robôs e equipamentos periféricos. Agora, as células integram um robô articulado de seis eixos para fundição, robô de pulverização, controle de peças, tanque de resfriamento e prensa de retirada de rebarbas.

Braços robóticos retiram a peça fundida sob pressão da máquina e a interliga com as outras operações nos equipamentos periféricos. As demais células trabalham principalmente com séries menores. Nessas, foi somente automatizada a retirada das peças da máquina e a pulverização.

De acordo com o gerente industrial da fabricação das carcaças, engenheiro Gerald Feichtinger, a automação das máquinas de fundição começaram em 1988. A fabricação, cada vez mais flexível, em relação às exigências do cliente e lotes bastante variados de produtos seriados, requer uma ampla automação para ser usada em etapas. O objetivo foi desenvolver uma fabricação automatizada através da interligação de operações de manuseio com as operações subseqüentes.

A grande prioridade foi para uma produção com melhor qualidade e totalmente isento de falhas. As duas primeiras máquinas de fundição sob pressão foram automatizadas com os espaços existentes. Mesmo assim, ainda segundo o engenheiro, foi possível empregar todos os componentes dentro de um espaço mínimo.

Durante a automação da fundição foi dada prioridade à padronização de marcas e modelos dos equipamentos. Desde já queria se evitar problemas de interfaceamento e dificuldades técnicas entre os componentes, a fim de reduzir no futuro o índice de paradas. A empresa esperou para iniciar seu processo de automação até que observasse vantagens por programas compatíveis, treinamento do pessoal, operação unificada, manutenção simplificada e um fornecimento de peças de reposição por preços reduzidos.



Curtos tempos de preparo com troca freqüente de moldes

A Harting usa apenas máquinas de fundir sob pressão da marca Bühler, com forças de fechamento entre 2500 e 5300 kN. Todas as máquinas são abastecidas com uma liga única de alumínio por uma instalação central. O transporte do material líquido até os fornos de dosagem é feito por empilhadeiras. As máquinas fundem os diversos tipos de carcaça com moldes simples até moldes quádruplos (Figura 2).



 

Figura 2 : Robô Reis tipo RV16 sai da posição de espera, entra na máquina aberta e retira uma peça quádrupla.

 

 



A máquina que irá desempenhar determinado serviço é escolhida de acordo com o tamanho do lote do pedido. Numa máquina podem ser empregadas até 60 ferramentas diferentes. Apesar das freqüentes trocas de ferramenta, a automação permitiu que uma única pessoa opere simultaneamente várias máquinas. A empresa também conseguiu reduzir o tempo de troca de ferramentas nas prensas de rebarbação.



Movimentação dos robôs

O molde abre após a prensagem e a solidificação do material líquido. Ao mesmo tempo e, após receber um sinal da máquina de fundir sob pressão, o robô RV16 sai da sua posição de espera e se desloca para dentro da máquina aberta. A garra de três partes apanha a peça fundida que se encontra na parte móvel do molde.

Os extratores do molde expulsam a peça e os eixos do robô seguem sincronizados. Esse movimento, não exerce força sobre a peça fundida. Assim que os extratores alcançam a sua posição final, o robô sai da máquina de fundição e se desloca ao controle de peças, onde sensores refletivos de infra-vermelho verificam se a peça foi completamente desmoldada (Figura 3).



 

Figura 3: Controle da peça fundida ao lado do tanque de resfriamento.





Já nesta fase do processo são eliminadas as peças com partes faltantes ou desmoldada desigual, bem como as primeiras peças fundidas durante o início da produção. Durante essa verificação, o robô libera a máquina de fundição para o próximo ciclo e depois coloca a peça sobre a estação livre do tanque de resfriamento.

O dispositivo de imersão baixa a peça no líquido de resfriamento durante um período programável (Figura 4).



 

 

Figura 4: Colocação da peça fundida sobre o dispositivo de imersão do tanque de resfriamento.






O tanque de resfriamento possui dois berços para peças que evita deslocamentos desnecessários do robô e aumenta a produtividade da máquina no tempo de ciclo requerido. O robô retira a peça fundida que veio da etapa anterior (já resfriada do segundo berço) e a coloca na prensa de rebarbação SEP7 (Figura 5).



 

 

Figura 5: O robô pega uma peça fundida já resfriada e a coloca dentro da prensa de rebarbação (SEP7 da Reis Robotics).

 




As rebarbadas carcaças de conectores são transportadas para fora da prensa e acumuladas em caixas de grade e o material reciclável é transportado para fora por uma esteira. O interessante nesta seqüência de processo é o conceito de instalação colocado no menor espaço.

Os robôs de descarregamento, tanque de resfriamento e prensa de rebarbação estão dispostos em paralelo à máquina de fundição. Essa disposição de máquinas auxiliou a empresa a ter uma célula de produção com apenas três metros de largura (até a linha do centro da máquina de fundir).

Com essa filosofia de montagem da célula e automação empregada, a Harting conseguiu aproveitar melhor o espaço disponível dentro da empresa. Ao mesmo tempo que foi otimizada e automatizada a fundição, a empresa também implantou programas otimizados para todos os componentes.

A máquina de fundição sob pressão, o robô, a prensa de rebarbação e os equipamentos de pulverização representaram um aumento de produtividade e qualidade. Medidas adicionais, como a operação múltipla de máquinas, reduzidos tempos de preparo e funcionários qualificados, dão apoio ao bom desempenho da empresa.


Fonte: Mecatrônica Atual



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