Construir um Mundo Mais Inteligente
: Os objetos inteligentes estão a ser incorporados no nosso quotidiano. A manufatura altamente automatizada é fundamental para produzir a grande quantidade de unidades necessárias a um preço acessível para integração em equipamentos como eletrodomésticos, edifícios, veículos e controlos industriais.
Minimizar a intervenção humana na configuração e troca de produtos em linhas de montagem de alta velocidade é crucial para eliminar erros, atrasos e tempo improdutivo quando as máquinas estão paradas. Na Europa, onde os fabricantes produzem normalmente uma vasta gama de produtos para aplicações industriais, de comunicação, médicas e automóveis avançadas, a redução da carga de trabalho associada às trocas de produtos pode aumentar significativamente a produtividade.
Diversas abordagens podem ser eficazes, utilizando uma combinação de software de gestão de produção para minimizar os ajustes de configuração necessários durante as trocas de produto e características adicionais integradas no próprio equipamento. Isto pode gerar várias poupanças de mão-de-obra, como a eliminação de tarefas fastidiosas, como a troca de cabeças de posicionamento, a automatização de procedimentos, como o ajuste de pinos de pressão, e inovações que permitem que tarefas de rotina, como o reabastecimento de bobinas de componentes, sejam realizadas em tempo real, sem interrupções.
Redução da carga de trabalho de troca de ferramentas:
A utilização de ferramentas de software para criar horários de produção e otimizar a utilização dos equipamentos é essencial. As ferramentas fornecidas pelo fornecedor do equipamento podem ser especialmente úteis se o controlo de máquinas-chave da linha de produção, como as de serigrafia, montagem e inspeção, puder ser consolidado. Estas ferramentas podem ter em conta os requisitos gerais de produção e as capacidades de linhas específicas e máquinas individuais para criar configurações de alimentação que acomodem o fabrico de diversos produtos diferentes. Um planeamento adequado pode minimizar o número de trocas de ferramentas necessárias num determinado turno, evitando, assim, o tempo de inatividade e a intervenção humana. Estão disponíveis diversos pacotes, como as ferramentas de programação e planeamento, assistência à produção e colaboração M2M incluídas no software de fabrico inteligente YSUP da Yamaha.
No entanto, os fabricantes precisam de ferramentas adicionais à sua disposição se quiserem minimizar com sucesso o tempo de inatividade das máquinas e continuar a aumentar a produtividade. Sempre que uma nova configuração exige que uma máquina de montagem esteja equipada com uma cabeça de colocação diferente para lidar com componentes especiais, ou que os alimentadores necessitem de ser trocados ou simplesmente substituídos, a máquina afetada — e muitas vezes toda a linha — pode ter de ser parada para permitir que os operadores qualificados completem a tarefa.
Existem diversas abordagens para resolver este problema. Podem ser instaladas várias linhas de montagem, cada uma configurada de forma otimizada para lidar com tipos específicos de componentes; um lançador de chips dedicado para peças pequenas e de utilização frequente, como componentes passivos SMD, pode ser instalado junto a uma linha de montagem flexível para lidar com uma gama mais ampla de componentes.
Quando o orçamento e o espaço são limitados, os fabricantes podem beneficiar da utilização de uma única máquina de montagem flexível para satisfazer todas as necessidades de instalação. A Yamaha desenvolveu a máquina de montagem YRM20 de última geração com novas características que aumentam a flexibilidade e automatizam processos que tradicionalmente exigiam uma intervenção manual demorada.
Esta máquina de montagem de componentes utiliza o conceito de solução de cabeça única da Yamaha, que possibilita agora uma produtividade ainda maior com a cabeça rotativa RM de alta velocidade (Figura 1). Esta cabeça opera a 115.000 componentes por hora e pode posicionar componentes que vão desde chips SMD de 0,201 mm a componentes até 12 mm x 12 mm e 6,5 mm de altura. Isto permite o posicionamento de componentes como LEDs grandes e tipos populares de circuitos integrados, incluindo encapsulamentos à escala de chip (CSPs), encapsulamentos planos quádruplos (QFPs) e encapsulamentos de pequenas linhas finas (TSOPs), a velocidades extremamente elevadas. Os novos alimentadores otimizados para a cabeça RM também manuseiam os componentes a alta velocidade e garantem uma seleção precisa.
Figura 1. A cabeça rotativa RM de alta velocidade expande o conceito de cabeça única para proporcionar um posicionamento de alta velocidade a uma vasta gama de componentes.
Além disso, a cabeça de impressão Universal HM da Yamaha alarga a gama de componentes para incluir peças de maiores dimensões, como condensadores eletrolíticos, circuitos integrados de matriz de esferas (BGAs) e vários tipos de conectores. Uma terceira opção, a cabeça de impressão Ultra Flexível FM, lida com uma gama ainda maior, incluindo componentes com formatos irregulares e componentes até 55 mm x 100 mm x 30 mm de altura. A Figura 2 ilustra os tipos típicos de componentes que cada cabeça de impressão pode processar.
Figura 2. A cabeça de impressão RM de 115.000 cph e outras abrangem a gama de tipos de componentes de montagem superficial.
O fabricante de painéis YRM20 está disponível em configurações de feixe único e feixe duplo, oferecendo aos utilizadores a flexibilidade de operar duas cabeças em simultâneo. Para maximizar a produtividade com uma configuração de cabeça dupla, a Yamaha incorporou a comprovada tecnologia de movimento Overdrive da sua família Sigma de fabricantes de painéis de alta velocidade. Isto aumenta a produtividade, garantindo que as duas cabeças podem trabalhar em conjunto com o mínimo de interferência (Figura 3). Também desenvolvido a partir da tecnologia Sigma, o transportador de duas fases da YRM20 melhora o suporte da placa de circuito impresso e manuseia painéis até 510 mm de largura a alta velocidade, reduzindo significativamente o tempo de comutação.
Figura 3. O acionamento Overdrive da Yamaha, da família Sigma, garante que duas cabeças de colocação podem operar de forma independente e interagir de forma eficaz.
Automatizar as Trocas de Programa
: A automatização de vários aspetos da sequência de troca de programa é também eficaz para reduzir a intervenção humana, poupar tempo e eliminar erros. A troca automática de programa evita que os operadores tenham de procurar o programa correto para carregar e, em vez disso, recupera o programa correto da máquina de montagem, digitalizando o código de barras da próxima placa a ser produzida. Quando utilizada com um conjunto de ferramentas motorizadas, a integração da troca automática de programa com a troca automática de pinos de pressão — que eleva os pinos necessários para suportar a placa de circuito impresso durante a colocação dos componentes — elimina outra tarefa manual trabalhosa da sequência de troca.
Além disso, estão disponíveis alimentadores de carga automáticos. Estes permitem aos operadores trocar rapidamente os carretos de componentes à medida que estes se esvaziam, garantindo que a nova fita transportadora é inserida corretamente sem parar a máquina. Com os alimentadores de carga automáticos ALF da Yamaha, uma nova fita pode ser inserida em movimento em apenas cinco segundos.
Com a YRM20, a Yamaha expandiu este conceito de comutação contínua para lidar com componentes normalmente fornecidos em tabuleiros, como circuitos integrados e conectores maiores. O alimentador de tabuleiros contínuo eATS30 fornece estes componentes de forma constante e apresenta um processo de reabastecimento simplificado. Uma única palete de componentes em tabuleiros ou um carregador inteiro contendo 10 paletes pode ser inserido sem interromper o funcionamento da máquina, aumentando significativamente a produtividade.
Conclusão:
Ao reduzir os ajustes demorados na configuração dos equipamentos, como a troca de cabeças de colocação, e ao expandir o reabastecimento contínuo de componentes para incluir tabuleiros e bobinas, a intervenção humana nas atividades de rotina pode ser significativamente reduzida. Os benefícios incluem menos erros e um maior tempo de atividade dos equipamentos, o que contribui para uma maior produtividade.
Ao libertar os operadores experientes destas tarefas rotineiras, estes podem concentrar-se em funções que dependem muito da capacidade e do julgamento humanos, como diagnosticar e resolver rapidamente as causas de qualquer paragem inesperada que possa ocorrer a qualquer momento. Para tal, existem ferramentas adicionais, como o software QA Option da Yamaha, que combina as vantagens da experiência humana com a automação avançada, visando o objetivo final: aumentar continuamente a produtividade.
