Por que uma Máquina Automática de Parafusos Decide a Qualidade do Terminal do MCB

O máquina automática de aparafusamento emergiu silenciosamente como uma das ferramentas mais críticas na linha de produção de disjuntores miniatura de hoje. O parafuso terminal em um MCB não é apenas um adorno, mas o elemento que conecta fisicamente o fio de entrada, conduz a corrente e determina se o disjuntor passa nos testes de desempenho no futuro ou falha quando testado em um painel de distribuição. Ao fazer essa conexão com a ajuda de uma máquina automática de parafusar especialmente projetada, é possível eliminar a principal fonte de variabilidade nas operações manuais, ou seja, o trabalho manual envolvido em girar o parafuso.

A Benlong Automation projetou seu máquina automática de aparafusamento para terminais de MCB especificamente para esse propósito. A máquina posiciona, aciona, alimenta e realiza uma verificação de torque dos terminais com uma taxa de 1 parafuso a cada 1,5 segundos a partir da alimentação principal padrão de 220V 50Hz. Este artigo mostra a importância para a qualidade do MCB, como a máquina funciona passo a passo, bem como o significado desses parâmetros para a empresa que precisa escolher entre operações manuais e a automação do seu processo de produção.

Por que o parafuso terminal decide a qualidade do MCB

Conforme definido pela IEC 60898-1, a norma internacional para MCBs usados em residências e, de fato, em aplicações similares, a confiabilidade da conexão no terminal não é deixada ao acaso. Esta norma cobre os dispositivos de interrupção a ar projetados para trabalhar com corrente AC e permite dispositivos de até 440V entre as fases com corrente de até 125A. Uma cláusula inteira, chamada 9.4, foi dedicada às questões de testes de confiabilidade referentes aos parafusos, à condução e às conexões. A norma descreve qual torque deve ser aplicado a cada parafuso e estabelece que testes de durabilidade devem ser realizados em uma certa fração do torque definido. Isso significa que a conexão entre o terminal e o fio não é mais um detalhe secundário; em vez disso, tornou-se uma característica certificada e testada.

Os princípios físicos envolvidos são bastante rigorosos. Um parafuso com torque insuficiente leva a um mau contato e um mau contato, por sua vez, produz alta resistência, o que gera aquecimento, acelerando a oxidação da junção. Em operação, esse processo resulta em arco elétrico e queima os terminais, o que pode causar interrupção do funcionamento.

É por isso que o processo manual de parafusamento se torna um fator de risco quando se trabalha com grandes volumes. Embora um operador habilidoso possa conseguir aplicar a quantidade designada de torque, existem vários erros que ele pode cometer. Fadiga no pulso durante o turno, chave de fenda desgastada ou parafusos mal posicionados: todos esses se tornam possíveis falhas.

O que a máquina automática de parafusamento para blocos terminais de MCB faz

Um máquina automática de aparafusamento substituir a etapa manual inconsistente por um fluxo de trabalho repetido e regulado. A unidade da Benlong é totalmente fechada, controlada por PLC, com um painel amigável para status da linha e bloqueios de segurança nas entradas. A peça de trabalho é um bloco terminal MCB que passa pelo processo de alimentação e aperto de parafusos da máquina. O operador agora pode ver a torre de sinalização e obter feedback instantâneo durante o processo. Todas as operações que eram feitas pela experiência do operador agora são executadas com controle servo e monitoramento em malha fechada do torque.

Os números principais que importam em um plano de produção são diretos:

• Tempo de ciclo nominal de uma peça a cada 1,5 segundos
• Fonte de alimentação de 220V, 50Hz monofásico, portanto não é necessária fiação especial na planta
• Estrutura fechada com HMI touchscreen, luz de status tricolor e proteção intertravada
• Aperto verificado por torque em cada ciclo, não verificado por amostragem

Como a máquina automática de parafusos funciona, passo a passo

Se desconsiderarmos os limites do invólucro, torna-se fácil ver que a operação de aperto é uma série de etapas cuidadosamente cronometradas. Como uma máquina automática de alimentação de parafusos é capaz tanto de alimentar os parafusos quanto de realizar o aperto, é isso que diferencia uma célula de produção real de uma chave de fenda comum colocada em algum suporte.

A alimentação de parafusos é o processo no qual os parafusos são removidos de um monte a granel com a ajuda de uma tigela vibratória ou de um dispositivo de alimentação por sopro. Os parafusos são alimentados na posição correta, um a um, a partir desse monte.

O posicionamento da peça de trabalho é realizado através da fixação do bloco terminal para que o furo do parafuso fique alinhado com o spindle. O dispositivo adequado evita o cruzamento de roscas e o aperto incorreto dos parafusos.
O aperto controlado por torque dos parafusos é realizado através do uso de um servo ou motor DC capaz de apertar os parafusos até o valor de torque definido.

A verificação durante o processo é um momento importante, pois o torque e o ângulo são verificados a cada ciclo de operação e, se for constatado que um parafuso não entrou na posição predeterminada, é feita a indicação.
O processamento do bloco terminal e a troca para o próximo ocorrem em velocidade suficientemente alta.

Porque funciona como uma máquina automática de aperto de parafusos com feedback em malha fechada, a máquina não apenas aperta mais rápido que uma pessoa. Ela aperta da mesma forma todas as vezes e mantém um registro disso, o que é algo que a montagem manual nunca pode oferecer.

Montagem manual versus máquina automática de parafusos

Para ilustrar as mudanças envolvidas na transição da montagem manual para máquina automática de aparafusamento tecnologia, devemos avaliar as etapas de trabalho que ocorrem durante a aparafusamento manual. O aparafusamento manual depende fortemente do montador humano para escolher o parafuso, posicioná-lo corretamente, aplicar torque com base em seu julgamento e alertá-lo sobre quaisquer problemas que possam surgir. Cada uma dessas atividades envolve uma série de decisões, e cada uma dessas decisões contém ampla oportunidade para produzir defeitos baseados em fatores cruzados de fadiga, distração e duração do turno. A velocidade para alcançar resultados é um grande ativo, mas é escrava da menor falha durante a produção e, portanto, a maioria dos defeitos é descoberta apenas através do processo de inspeção a jusante.

Máquina automática de alimentação e aparafusamento elimina todas essas decisões. O parafuso é orientado e alimentado automaticamente, os componentes são mantidos na posição, o torque é determinado automaticamente e os erros são detectados antes que possam ocorrer, em vez de depois. Assim, a flexibilidade de um humano é realmente trocada pela previsibilidade do processo, e é exatamente isso que as linhas de produção de MCB procuram.

Consistência e controle de torque: o verdadeiro benefício

A velocidade é o primeiro benefício que qualquer pessoa nota, mas para um fabricante de MCB a maior característica de uma máquina de parafusos é a consistência de seus resultados. Cada terminal em cada disjuntor tem o mesmo torque, foi assentado na mesma profundidade e foi verificado da mesma maneira. Esta é a característica que a IEC 60898-1 busca garantir ao testar a confiabilidade dos parafusos, e é exatamente a característica que a montagem manual não pode garantir ao montar produtos em grandes quantidades.

A consistência também altera a relação com os clientes. Sempre que MCBs são fornecidos para grandes marcas ou seus parceiros OEM, o comprador não verifica apenas se o MCB funciona. O comprador verificará se uma máquina fornecida pode provar que continuará funcionando no próximo ano. Ao usar uma máquina que exerce um torque específico em todas as junções, uma declaração “confie em nós” pode se transformar em algo físico e comprovado para todos. Consequentemente, isso pode ajudar os departamentos de qualidade a reduzir o custo de uma reclamação, minimizar a extensão do recall e encurtar a auditoria.

O rendimento e a matemática do trabalho

É simples entender o caso de negócio a partir do tempo de ciclo. Após determinar o tempo de ciclo como um ciclo a cada 1,5 segundos, pode-se calcular que a estação pode processar aproximadamente 2400 peças/hora, já que não há necessidade de considerar tempo de inatividade ou pausas. Para resumir, esses números indicam apenas a capacidade teórica da máquina e não levam em conta características específicas do local de trabalho particular, incluindo tempo de atividade, confiabilidade dos dispositivos de alimentação e a carga sobre a máquina. No entanto, podemos dizer que mesmo que a produção gerada por uma máquina seja menor do que o esperado, a máquina ainda superaria muitos trabalhadores manuais.

Um máquina automática de aparafusamento geralmente se paga através desses cálculos de mão de obra. Permite operar um turno ou até dois sem fadiga e com salários e rotatividade mais baixos. Além disso, não apresenta flutuações de qualidade. Quando as economias totais são calculadas devido à eliminação de sucata e reclamações de garantia, a máquina certamente provará ter um retorno sobre o investimento medido em meses, não anos. Portanto, para qualquer fábrica que deseje expandir a produção sem contratar pessoal adicional, isso será um grande benefício.

Onde se encaixa na linha de produção de MCB

Um totalmente máquina automática de aparafusamento não conta toda a história. No processo de produção de MCB, ele desempenha uma das funções em uma série de processos: montagem da gaiola do terminal, aperto de parafusos e junção de submontagens para que o disjuntor resultante seja testado. A situação é muito mais valiosa quando estações separadas são projetadas para facilitar o processo de transferência.

É por isso que a estação de parafusos combina naturalmente com a montagem do terminal a montante. Se você está construindo ou atualizando uma linha, a Benlong’s Máquina automática de montagem de terminais de gaiola MCB lida com a construção da gaiola do terminal que alimenta diretamente a etapa de aperto de parafusos, de modo que as duas operações compartilham uma linguagem de design comum, filosofia de ferramentas e abordagem de controle. Tratá-las como um par combinado, em vez de duas compras isoladas, é o que transforma um conjunto de máquinas em uma linha real e mantém toda a cadeia funcionando no ritmo do seu tempo de ciclo em vez do ritmo da sua transferência mais lenta.

O que procurar ao escolher uma máquina automática de parafusos

Todos máquina automática de aparafusamento não atendem às necessidades de terminal de MCB. Ao avaliar um fornecedor de máquinas, concentre-se mais nos detalhes que impactam o tempo de atividade e a qualidade da máquina.

Isso inclui o controle de torque em malha fechada com a possibilidade de monitorar cada ciclo em vez de simplesmente usar o sistema de embreagem em malha aberta; um sistema de alimentação confiável, pois geralmente, a razão para a parada da linha de produção não é um driver lento, mas um alimentador entupido; um sistema de construção e o processo de troca que correspondem ao produto fabricado, permitindo que o operador mude de um modelo para outro em pouco tempo; uma interface homem-máquina amigável que não apenas possui indicadores visuais, mas oferece uma forma para o operador se recuperar de falhas; um parceiro de fornecimento familiarizado com o processo de fabricação de MCB.

É essencial ter em mente que, embora a célula processe o item em 1,5 segundos, isso só será valioso quando funcionar constantemente. O tempo de atividade é mais importante do que a velocidade máxima e é por isso que é crítico ter um alimentador confiável e um processo simples de troca e limpeza de falhas, devido ao qual a velocidade da própria máquina não é tão importante ao escolher a máquina ideal para a fábrica de MCB.

Construído para escalar fabricantes de MCB

Pequenas e médias empresas (PMEs) que produzem disjuntores, particularmente aquelas que trabalham com marcas líderes e seus parceiros OEM, enfrentam o mesmo desafio: devem produzir grandes quantidades de produtos de alta qualidade enquanto mantêm os custos de mão de obra e as taxas de falha sob controle. Esse desafio pode ser resolvido com sucesso com a ajuda de uma tecnologia de ponta máquina automática de aparafusamento, que oferece uma solução para ambos os problemas na fase mais crítica da fabricação de MCBs. Esta máquina de alta capacidade opera a milhares de unidades por hora e, ao mesmo tempo, produz conexões de terminais que são o foco dos testes IEC 60898-1 e notoriamente difíceis de acertar consistentemente. Esta é a vantagem definitiva para as empresas, pois elas podem receber grandes pedidos com confiança, em vez de apenas esperar e torcer para que sua linha de produção funcione conforme necessário.

Conclusão

O parafuso do terminal é pequeno, mas está no caminho crítico tanto da segurança do MCB quanto da certificação do MCB. Fazer isso manualmente em volume significa aceitar variações que você não pode ver ou comprovar completamente. Uma máquina automática de parafusos projetada para blocos terminais de MCB substitui essa variação por um processo rápido, verificado por torque e documentado, e se combina com a montagem do terminal a montante para formar uma linha coerente. Se você está planejando escalar a produção de MCB, este é um dos pontos de maior alavancagem para automatizar primeiro. Para discutir como a máquina automática de parafusos para blocos terminais de MCB da Benlong se encaixa na sua linha, entre em contato com a equipe da Benlong Automation para especificações e uma avaliação de rendimento.

Huang Xiaolei | Benlong Automação