As tarefas manuais de carga e descarga exigem muita mão-de-obra, apresentam riscos de lesões no local de trabalho e oferecem menor eficiência.
Além disso, não garantem uma qualidade consistente do produto, não conseguindo satisfazer as exigências de produção em grande volume e de alta qualidade das empresas.
A nossa empresa implementou uma linha de produção automatizada para a conformação de chapas metálicas de caixilhos de portas, integrando múltiplas máquinas operadas por robôs industriais. Ao emparelhar esses robôs com equipamentos de chapa metálica, podemos automatizar processos como alimentação de material, posicionamento, coordenação com as máquinas de chapa metálica, manuseio e descarga de produto acabado.
Isto reduz significativamente os custos de mão-de-obra e materiais e aumenta a eficiência da produção.
A moldura da porta é um componente essencial das portas de segurança anti-roubo. A precisão na formação da moldura da porta impacta diretamente o nível de segurança e as especificações de desempenho da porta.
De acordo com a norma nacional GB17565-2022 “Condições Técnicas para Portas de Segurança Antifurto”, as molduras das portas devem atender às seguintes especificações:
1. Com base nos graus de segurança B, C e D, a espessura da placa de aço para caixilhos de portas deve ser 2,00 mm, 1,80 mm e 1,50 mm, respectivamente. O aço utilizado deve atender às tolerâncias especificadas na Tabela 1.
| Desvio permitido do método de laminação | Espessura de tolerância/mm | 1,50 | |
| 2h00 | 1,80 | ||
| Desvio permitido de chapa de aço laminada a frio | -0,15 | -0,14 | -0,12 |
| Desvio permitido de chapa de aço laminada a quente | -0,17 | -0,17 | -0,15 |
2. As dimensões diagonais do aro e da folha da porta, bem como as tolerâncias da ranhura do aro e das dimensões exteriores da folha da porta, devem cumprir os requisitos da Tabela 2.
| Tamanho/mm | <1000 | 1000~2000 | 2.000 ~ 3.500 | >3500 |
| Faixa de tolerância/mm | ≤2,0 | ≤3,0 | 4≤ | ≤5,0 |
3. A largura de sobreposição entre a folha da porta e a moldura não deve ser inferior a 8 mm. O aro e a folha da porta, ou outras partes, podem ter instalado um dispositivo anti-intrusão. O dispositivo e sua resistência de conexão devem resistir três vezes a um teste de impacto de saco de areia de 30 kg. Após o teste, nenhuma quebra ou descolamento deve ocorrer.
O padrão nacional GB17565-2022 estabeleceu requisitos mais elevados para o material e a precisão das molduras das portas. Os processos de laminação tradicionais não atendem a essas demandas de precisão.
Para resolver isso, nossa empresa desenvolveu uma linha de produção totalmente automatizada usando um processo de prensagem para conformação de metal. Isto não só atende aos padrões nacionais, mas também aumenta o rendimento do produto, aumenta a eficiência da produção e reduz os custos de mão-de-obra e de materiais.
Visão geral da linha de produção de automação
Introdução ao equipamento
1. A linha de produção automatizada de formação de chapa metálica para caixilhos de portas consiste em dez robôs de seis eixos, sete dobradeiras, duas máquinas de perfuração e corte, dois alimentadores três em um, um transportador, uma máquina de corte e um gabinete de segurança, abrangendo um comprimento total de 65 metros. (Consulte a Figura 1)
2. A alimentação do material é feita por rolo. Dois produtos de um lado compartilham um alimentador, enquanto um produto do lado oposto usa um alimentador separado. (Consulte a Figura 2)
3. O método de coleta emprega um efetor de ventosa modular, versátil o suficiente para lidar com uma variedade de produtos e facilmente ajustável. (Consulte a Figura 3)
4. Os recursos básicos das unidades robóticas incluem:
- Uma interface de informações chinesa, adequada para depuração de trajetória de robô e depuração de programa PLC.
- Exibição de informações de falhas, dados operacionais e detalhes de produção para cada unidade.
- Orientação operacional e informações de autodiagnóstico para cada unidade.
- Cada unidade robótica e máquina de prensagem se interligam durante as operações. Programas de sincronização PLC e detecção de posição de deslizamento de equipamentos de chapa metálica garantem que os robôs carreguem e descarregam suavemente, sem interferir nas máquinas de chapa metálica.
Processo de produção
Com base na estrutura do produto de moldura de porta, nossa empresa analisou os processos de fabricação de seus três componentes, totalizando dez operações.
Passo 1: Um alimentador três em um envia a chapa metálica para a máquina de corte. Assim que atinge o comprimento definido, um sinal é enviado e o cortador corta a chapa metálica. A máquina então espera que o robô recupere o material cortado, conforme mostra a Figura 4.
Passo 2: O robô de seis eixos 1 transporta a folha cortada para o molde da prensa dobradeira A para iniciar a dobra. Enquanto isso, o robô retorna para buscar outra planilha, conforme ilustrado na Figura 5.
etapa 3: O robô de seis eixos 2 transfere o componente da prensa dobradeira A para a prensa dobradeira B. Ao receber o sinal, a máquina inicia o processo de dobra. O robô então recupera outra peça, detalhada na Figura 6.
Passo 4: Depois que a prensa dobradeira B conclui a dobra, o robô de seis eixos 3 coloca a peça dentro da máquina de puncionamento e orla C para iniciar o processo de puncionamento e orla. O robô posteriormente busca outra peça, conforme ilustrado na Figura 7.
Etapa 5: Assim que o puncionamento e a orla estiverem concluídos, o robô de seis eixos 4 move a peça da Máquina C para a Prensa Dobradeira D. O processo de dobra começa mediante sinal, com o robô retornando para pegar outra peça. Consulte a Figura 8 para referência.
Etapa 6: Depois de dobrar no Press Brake D, o robô de seis eixos 5 transfere o componente para o Press Brake E. A dobra é retomada após um aviso de sinal. Simultaneamente, o robô recupera outra peça, conforme destacado na Figura 9.
Etapa 7: Seguindo o processo de dobra na Press Brake E, o robô de seis eixos 6 move o componente para a Press Brake F, onde a dobra ocorre após a sinalização. O robô então busca a próxima peça, mostrada na Figura 10.
Etapa 8: Após a dobra na prensa dobradeira F, o robô de seis eixos 7 coloca o componente de volta na prensa dobradeira C para dobra adicional. O robô então coleta outra peça, ilustrada na Figura 11.
Etapa 9: Após a operação de dobra da Press Brake G, o robô de seis eixos 8 muda o componente da Press Brake C para a Press Brake H. A dobra continua após um sinal, com o robô buscando a peça subsequente, detalhada na Figura 12.
Etapa 10: Depois que a prensa dobradeira H conclui a dobra, o robô de seis eixos 9 move o componente do dobrador de chapa metálica para a puncionadeira e afiadora I para iniciar a puncionamento, como visto na Figura 13. Após a puncionamento, o robô de seis eixos 10 transporta o componente para o linha de montagem, marcando a conclusão de um ciclo de produção.
Sistema de controle central
Esta linha automatizada utiliza uma estrutura de controle de CPU centralizada. Todo o sistema de controle emprega um rígido controle hierárquico. Sem permissão da estação operacional principal, o equipamento não pode operar de forma independente.
Vários sensores e leitores inteligentes comunicam-se através de barramentos com os correspondentes CLPs ou unidades de E/S remotas. Isto inclui estações de operação no local, unidades de detecção de equipamentos de campo (interruptores de proximidade, interruptores fotoelétricos, etc.), outros dispositivos de entrada de campo e atuadores de campo (como inversores, lacunas eletromagnéticas, etc.).
Os sinais de intertravamento entre o PLC da linha de automação e o PLC da máquina de prensagem são conectados através de barramentos ou E/S, enquanto o PLC da linha troca dados com o sistema de controle do robô através de um barramento.
Modos de operação de toda a linha
Esta linha de produção automatizada opera em dois modos: “Manual” e “Automático”. Cada estação de operação possui uma chave de modo “Automático/Manual”.
1. Modo Automático:
Um modo de produção padrão com operações sequenciais contínuas. Neste modo, o equipamento de conformação de chapa metálica opera em um único curso, parando no ponto morto superior do cursor aguardando comandos.
Durante o ciclo operacional do equipamento de chapa metálica, os robôs coletam dados de posição do controle deslizante e completam as ações de carga e descarga.
2. Modo Manual:
Um modo de manutenção e depuração que realiza todas as ações do equipamento seguindo trajetórias de produção predeterminadas.
Conclusão
A linha de produção automatizada de formação de chapa metálica de moldura de porta desenvolvida pela nossa empresa produz de 7 a 8 peças por minuto, alcançando padrões de precisão de componentes.
Em comparação com os métodos de produção tradicionais, a eficiência aumenta em 30%, as taxas de qualificação das peças aumentam em 25%, os custos de mão de obra caem em 90% e os custos de materiais são reduzidos em 15%.
