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Brasagem seletiva de componentes com o robô KUKA KR AGILUS

No sistema de comando ALNEA-ZEUS a precisão do robô apoia a produção zero defeito.


Redu??o do tempo de produ??o em 50%

A ALNEA Sp. Z.o.o., com sede em Varsóvia, oferece aos seus clientes o desenvolvimento e produção individual de equipamentos de teste mecânicos, elétricos ou pneumáticos, totalmente automáticos ou semiautomáticos. A empresa polonesa se especializou no processo de brasagem seletiva. A unidade de comando ALNEA-ZEUS desenvolvida há anos pela ALNEA, contudo, necessitava de uma renovação substancial, para também futuramente poder garantir os padrões exigidos pela associação da indústria de placas de circuito impresso e eletrônicos (IPC).

A nova versão do dispositivo de comando de brasagem era para acessar todos os parâmetros de processo, como, p.ex., a disponibilização de materiais relevantes para o processo de brasagem, o seu posicionamento exato ou o impedimento de gotas de solda fora da áreas de trabalho. A ALNEA realizou o novo desenvolvimento em estreita colaboração com a KUKA Robotics de Augsburg. Graças a um robô KUKA KR AGILUS foi possível melhorar consideravelmente a precisão do processo de brasagem, eliminar fontes de erros e reduzir o tempo de produção em 50%

A técnica de brasagem da chamada Through-Hole-Technology (THT) exige um máximo em precisão. Os parâmetros variáveis como quantidade de fundente, tempo de pré-aquecimento e de temperatura, tempo de molhagem ou temperatura de brasagem têm uma influência decisiva sobre a qualidade. Além disso, devem ser levadas em consideração influências condicionadas ao material. As pequenas estruturas e baixas distâncias aos componentes, que não podem ser molhados, não permitem erros. Processos de reparo na THT gastam tempo e custos e, muitas vezes, não são reproduzíveis, e em parte não permitidos.

Por isso, a meta do ramo eletrônico é o processo zero defeito. "Nisto, um processo de brasagem seletiva controlado de forma segura é o primeiro passo decisivo em direção a uma produção zero defeito nos nossos clientes", explica Krzysztof Kamiński, presidente da ALNEA Sp. Z.o.o. 

Evitar erros através de monitoramento de processo e correção

Uma causa básica de erros no processo de brasagem seletiva são pontes de solda que ocorrem, por exemplo, na brasagem sem chumbo devido ao baixo peso da liga da solda ou uma aplicação insuficiente de fundente. Por isso, é necessário monitorar de forma segura todos os passos de processo envolvidos. Módulos posicionados de forma incorreta ou sem precisão também podem causar problemas no processo de brasagem seletiva. Também o monitoramento da sua posição e sua eventual correção são decisivos.


A precisão necessária para esse processo de brasagem somente pode ser garantida com um robô moderno

Krzysztof Kamiński, Presidente da ALNEA Sp. Z.o.o.

Por isso, além do aprimoramento da unidade de comando, para a ALNEA era necessário instalar um rob? que executa o processo de brasagem e posiciona os componentes com precis?o. Na busca do modelo apropriado a ALNEA decidiu-se pelo trabalho conjunto com a KUKA. "Determinante para nós era a rela??o de custo/benefício certa e o excelente suporte técnico da equipe KUKA", explica ele.

A unidade de comando KR C4 da KUKA atendia, além disso, a exigência da ALNEA, de que o controle do processo deveria ocorrer através de um equipamento de opera??o simples. Pois a sua arquitetura aberta apoia a integra??o técnica sem problemas em ambientes existentes da máquina.

Pequeno, rápido e preciso: o KUKA KR 6 R900

A ALNEA decidiu-se por um KR 6 R900 da série KR AGILUS como protótipo. A série convence pela velocidade extrema com simultanea elevada precis?o de repeti??o e exatid?o. Gra?as à estrutura simétrica os rob?s KR AGILUS usam de forma ideal o volume de trabalho. Os seus contornos extremamente esguios para o uso em espa?os apertados, a KUKA possibilitou através de uma alimenta??o de energia interna.

O KR 6 R900 n?o apenas garante máxima precis?o e velocidade de trabalho no design com economia de espa?o. Com uma capacidade de carga de até 6 kg e um raio de alcance máximo de 900 mm, o rob? atinge, além disso, uma precis?o de repeti??o de menos de ± 0,03 mm e, com isso, é idealmente apropriado para os requisitos do processo de brasagem. Além do KR 6 R900, em princípio também podem ser combinados outros modelos de rob?s KUKA com o novo sistema de comando ALNEA-ZEUS.

Célula de brasagem com o KR 6 R900.

Comandos diretamente através do equipamento de opera??o

"Na integra??o da solu??o de automa??o baseada em rob? era necessário harmonizar perfeitamente a comunica??o entre a unidade de comando do dispositivo de brasagem e a unidade de comando do rob?", explica Kamiński recordando um desafio. Para isso, carregou-se um pacote de software, por assim dizer, na memória do rob?, para o controle dos parametros do processo de brasagem seletiva. Assim, os clientes da ALNEA podem acionar diretamente o rob? no processo de produ??o através do equipamento de opera??o KUKA smartPAD.

Os comandos s?o transmitidos ao dispositivo de comando ALNEA-ZEUS via comunica??o Ethernet. Com base no hardware e software específico, o dispositivo de controle do respectivo cliente executa ent?o o comando. A solu??o n?o precisa de um PLC ou HMI Panel nem de outras interfaces adicionais.?

O resultado: tempo de processo 50% menor com simultanea minimiza??o de erros

O KUKA KR 6 R900 atende com precis?o todas as fun??es a ele atribuídas no processo de brasagem seletiva: por um lado, ele controla os movimentos do ferro de solda e, por outro lado, ele mantém a placa em uma posi??o fixa. Gra?as à solu??o de automa??o baseada em rob? desenvolvida pela ALNEA, hoje todos os parametros do processo de brasagem seletiva podem ser monitorados de forma segura através do equipamento de opera??o. Além disso, todos os dados que o rob? KUKA fornece s?o introduzidos no sistema e aplicados.

Isso inclui, entre outros, o monitoramento da alimenta??o de componentes e o seu posicionamento, assim como a ativa??o de outros equipamentos externos. Isso n?o apenas contribuiu para uma minimiza??o significativa dos defeitos, mas também para um claro aumento de produ??o. "Com a nova solu??o reduzimos o tempo de processo em 50%", enfatiza Kamiński.

Gra?a ao monitoramento do processo através do equipamento de opera??o, também é possível controlar a necessidade de treinamento dos colaboradores. Agora n?o s?o mais necessárias três pessoas diferentes: especialistas de processo, de rob?s e de comando. Após um breve treinamento, o processo e o rob? de brasagem também podem ser controlados pelo trabalhador.

O robô retém a placa no lugar e controla o movimento do ferro de solda.

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