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.

Redução do tempo de produção 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 robô que executa o processo de brasagem e posiciona os componentes com precisão. Na busca do modelo apropriado a ALNEA decidiu-se pelo trabalho conjunto com a KUKA. "Determinante para nós era a relação 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 operação simples. Pois a sua arquitetura aberta apoia a integração técnica sem problemas em ambientes existentes da máquina.

Pequeno, rápido e preciso: o KUKA KR 6 R900 sixx

A ALNEA decidiu-se por um KR 6 R900 sixx da série KR AGILUS como protótipo. A série convence pela velocidade extrema com simultânea elevada precisão de repetição e exatidão. Graças à estrutura simétrica os robôs KR AGILUS usam de forma ideal o volume de trabalho. Os seus contornos extremamente esguios para o uso em espaços apertados, a KUKA possibilitou através de uma alimentação de energia interna.

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

Célula de brasagem com o KR 6 R900 sixx.

Comandos diretamente através do equipamento de operação

"Na integração da solução de automação baseada em robô era necessário harmonizar perfeitamente a comunicação entre a unidade de comando do dispositivo de brasagem e a unidade de comando do robô", explica Kamiński recordando um desafio. Para isso, carregou-se um pacote de software, por assim dizer, na memória do robô, para o controle dos parâmetros do processo de brasagem seletiva. Assim, os clientes da ALNEA podem acionar diretamente o robô no processo de produção através do equipamento de operação KUKA smartPAD.

Os comandos são transmitidos ao dispositivo de comando ALNEA-ZEUS via comunicação Ethernet. Com base no hardware e software específico, o dispositivo de controle do respectivo cliente executa então o comando. A solução não precisa de um PLC ou HMI Panel nem de outras interfaces adicionais

O resultado: tempo de processo 50% menor com simultânea minimização de erros

O KUKA KR 6 R900 sixx atende com precisão todas as funções 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 posição fixa. Graças à solução de automação baseada em robô desenvolvida pela ALNEA, hoje todos os parâmetros do processo de brasagem seletiva podem ser monitorados de forma segura através do equipamento de operação. Além disso, todos os dados que o robô KUKA fornece são introduzidos no sistema e aplicados.

Isso inclui, entre outros, o monitoramento da alimentação de componentes e o seu posicionamento, assim como a ativação de outros equipamentos externos. Isso não apenas contribuiu para uma minimização significativa dos defeitos, mas também para um claro aumento de produção. "Com a nova solução reduzimos o tempo de processo em 50%", enfatiza Kamiński.

Graça ao monitoramento do processo através do equipamento de operação, também é possível controlar a necessidade de treinamento dos colaboradores. Agora não são mais necessárias três pessoas diferentes: especialistas de processo, de robôs e de comando. Após um breve treinamento, o processo e o robô 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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