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Moldagem por injeção de plástico com a injetora baseada em robô

Processamento de plástico com moldagem por injeção é a disciplina suprema do processo de moldagem por injeção. A empresa familiar Hauff automatizou totalmente a fabricação de roldanas de cesto superior para lava-louças. Isso se torna possível através de um robô KUKA e um cubo de produção multifuncional.


Processo de moldagem por injeção com plástico e grande know-how em Pforzheim

Quando Jörg Vetter se aproxima do parque industrial em Pforzheim no sul da Alemanha, o seu olhar se lança ao alto para as janelas do pavilhão. "Sempre tenho grande satisfação em observá-lo no trabalho." A célula, que desperta um sorriso no rosto do Diretor Técnico na empresa injetora de plástico Hermann Hauff GmbH & Co. KG, é uma injetora Arburg Allrounder Cube 2900. Desde 2019, ela produz roldanas de cesto superior para lava-louças na Hauff. Estes elementos de plástico consistem em duas peças unidas entre si, uma roda de livre movimentação e uma bucha de encaixe montada de forma fixa. As roldanas, que são indispensáveis para carregar e descarregar facilmente a lava-louças, são moldadas na máquina injetora. A moldagem e a montagem ocorrem em um processo totalmente automatizado, que a Hauff implementou em conjunto com a Arburg, fabricante de injetoras.
O KR QUANTEC PA dá forma ao plástico com a máquina injetora.

Instalação singular com injetoras em grandes dimensões

"A nossa instalação e todos os processos relacionados são únicos no mundo", diz Jörg Vetter, "estamos economizando quatro a cinco máquinas injetoras e aliviamos nossos colaboradores de tarefas de produção monótonas." Anualmente a Hauff produz cerca de 60 milhões de componentes para a BSH Hausgeräte GmbH com o Cube e, nos próximos três anos, a produção será ampliada para 75 milhões de unidades. A empresa familiar foi fundada em 1966 por Hermann Hauff em Pforzheim e hoje produz peças de plástico e moldes de alta precisão e qualidade para a moldagem por injeção, sob a direção das filhas Andrea Hauff e Carmen Hauff-Bischoff. Os clientes da Hauff vêm da tecnologia doméstica e de equipamentos com a sua "linha branca", da área automotiva, como também da tecnologia médica.
A empresa Hauff em Pforzheim fabrica peças de plástico com máquinas injetoras

Campeão secreto com os mais altos requisitos na moldagem por injeção de plástico

"Onde os outros param, é aí que começamos no processamento de plástico", explica Jörg Vetter a filosofia da empresa. Depois de 20 anos na empresa, ele sabe: "Colheres de sorvete podem ser produzidas de forma simples e econômica. No entanto, quando se trata de componentes sofisticados e delicados de alta tecnologia com um peso de injeção de 0,0004 até 400 gramas, você deve poder confiar na qualidade – e isso não é para qualquer um." Para que esta exigência possa ser atendida no dia a dia aqui em Pforzheim, a robomotion GmbH faz a sua parte.
O plástico é moldado com alta qualidade e a ferramenta apropriada
O desenvolvedor de tecnologia é especializado no projeto e construção de soluções de automação específicas de cliente, especialmente para o ramo de plásticos. Por isso, na Hauff, os especialistas em robótica são parceiros de desenvolvimento requisitados e estimados para a criação de processos de produção automatizados.

Um processo autônomo como "One Piece Flow"

"A nossa missão era reconfigurar a fabricação e montagem das roldanas de cesto superior para lava-louças, com o objetivo de alcançar maiores quantidades de peças e alta eficiência, com o simultâneo aproveitamento ideal do espaço de produção limitado" explica o Diretor da robomotion, Andreas Wolf. "Tratava-se de romper com atividades manuais e criar uma produção autônoma da injetora para o palete – como 'One Piece Flow' (fluxo de uma peça), ou seja, um processo contínuo e não interrompido." Junto com Jörg Vetter e sua equipe, a robomotion analisou todo o processo para desenvolver uma instalação que integra a máquina para moldagem por injeção, a ferramenta, as respectivas células de robô, bem como as garras necessárias e o paletizador.
Precisão e rapidez na área de moldagem por injeção de plástico

Uma máquina personalizada para moldagem por injeção de plástico

"O desenvolvimento da instalação completa levou mais de dois anos, só o software levou um ano", relata Jörg Vetter. "Isso representou constantes avaliações e reconsiderações." Em particular para os requisitos especiais da Hauff, o construtor de máquinas Arburg configurou uma ferramenta com o "Cube", que une a fabricação de dois componentes com a sua montagem. O nome da injetora "Reverse Cube 2900" fala por si: o cubo de aço pode ser girado ao contrário em torno do seu eixo central, de forma que, por meio de uma garra especial, as peças aqui moldadas possam ser unidas em dois passos de trabalho, antes de serem transportadas através de uma esteira transportadora para a célula de embalagem e paletização. "Isto é inédito no mundo e só existe aqui", diz Vetter com orgulho.
Da fabricação até a embalagem: os robôs realizam o trabalho em pouco tempo

Na forma certa com robôs de moldagem por injeção de plástico

"Para poder agir com máxima eficiência e segurança operacional no espaço extremamente limitado, colocamos o processo nas 'mãos' de robôs KUKA. Isso nos deu muitas opções de configuração", explica Andreas Wolf. Assim, a injetora trabalha em conjunto com um KR QUANTEC de seis eixos, que atinge máxima precisão de repetição e precisão contínua. Simultaneamente ao ciclo de injeção ele retira as roldanas da parte inferior do cubo, coloca-as nas buchas de encaixe, para depois retirar as peças de plástico acabadas e colocá-las na esteira transportadora rumo à embalagem. Assim, a cada 9,5 segundos surgem 24 roldanas de cesto superior de alta qualidade.
Com o apoio do KR QUANTEC PA são fabricadas roldanas de cesto superior para lava-louças

Processamento de plástico com o KR QUANTEC PA

A esteira transportadora une a célula de produção com a célula de embalagem e paletização, onde um KR QUANTEC PA, um dos paletizadores mais rápidos do mercado, faz o seu trabalho. "O robô de paletização esguio é extremamente versátil e dinâmico, com contornos interferentes muito pequenos", diz Andreas Wolf. Na Hauff, o robô abre as caixas de transporte, posiciona-as por baixo da esteira transportadora, para fechá-las após o enchimento e empilhá-las em um europalete. Assim, três paletes com respectivamente 45 caixas de papelão e 70.200 roldanas de plástico saem por dia da empresa.
Da moldagem por injeção de plástico até a paletização com robôs
"A instalação opera de forma totalmente autônoma, sem necessidade de outros trabalhos de suporte", diz Andreas Wolf. "Planejamos um tempo de buffer de oito horas. Então um colaborador deve retirar os paletes prontos da instalação. Ou seja: a máquina injetora sozinha dá conta de um turno completo."

Prevenção de erros através de simulação no planejamento

Para poder dar esse passo de produção complexo em uma produção em andamento, é imprescindível um planejamento mais exato possível, fato pelo qual Andreas Wolf integrou com o KUKA.Sim, um software de planejamento inteligente para a programação offline de robôs KUKA, no desenvolvimento de instalações. "Pelo fato do espaço no pavilhão de produção ser tão limitado, era importante experimentar o sistema e suas funcionalidades antes de efetivamente implementá-los. Assim pudemos realizar, por exemplo, uma análise de tempo de ciclo já na fase de engenharia e inclui-la no layout e no design. Isso foi 'learning by doing' no espaço virtual", diz Wolf. "Sem o KUKA.Sim, a configuração do sistema certamente seria muito mais demorada e cara, ou talvez até teria dado errado. Isso estaria fora de questão justamente para uma empresa de médio porte."
Com o KUKA.Sim, o robô KUKA foi integrado sem problemas no sistema com a nova máquina injetora

Automação do processamento de plástico com grande entusiasmo

O profundo entendimento do sistema Cube e suas possibilidades, ajudam Jörg Vetter a entusiasmar os colaboradores da Hauff para a automação. "É sempre necessário também um certo trabalho de convicção de que a nova tecnologia não é direcionada contra pessoas, mas lhe serve e torna o seu trabalho mais fácil e mais diversificado", segundo o Diretor Técnico. Este é um fator importante, justamente em tempos de crescente escassez de mão-de-obra especializada. "Continuamos a otimizar continuamente. No meu raciocínio já estou uns passos à frente e, junto com a nossa diretoria e nossos parceiros técnicos, pondero como podemos produzir o maior número possível de produtos em uma máquina. Se percebermos novas possibilidades que compensam, faremos uso delas."

Com a sua velocidade extrema, este robô reduz os tempos de ciclo na produção e, ao mesmo tempo, aumenta a qualidade de fabricação, sem nunca sair do ritmo.

Andreas Wolf, Diretor da robomotion GmbH

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