Durante o projeto conceptual dos diversos sistemas anteriormente descritos, foi analisada a possibilidade da criação de uma ferramenta de transferência que permitisse usar tanto a ferramenta progressiva original, como a ferramenta de cravamento. Como o âmago desta dissertação são as ferramentas híbridas, foi necessário adaptar o conceito de ferramenta de transferência para esta nova ideologia.
No caso de se tratar ferramenta de transferência, a ferramenta progressiva e de cravamento tinham de se localizar próximo uma da outra de forma a acoplar um sistema que transporta a base metálica de uma ferramenta para a outra. A ferramenta de cravamento teria de ser equipada com um mecanismo de alimentação de folhas isolantes e com um sistema de extração (e empacotamento) do produto final. Esta tipologia de produção encontra-se representada Figura 48. a) b) Ferramenta Progressiva Ferramenta de Cravamento Bobina Metálica Tampa s/ isolamento Tampa com isolamento Folha Isolante Prensa 1 Prensa 2
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O enquadramento do processo descrito no campo das ferramentas híbridas passa pela inserção das duas ferramentas (progressiva + cravamento) na mesma prensa, sendo que o transporte da tampa entre as duas ferramentas é feito com recurso a mecanismos de transferência. A configuração esquemática deste processo produtivo encontra-se representada na Figura 49.
O sistema de ferramentas em série é um pouco complexo e por isso envolve diversos subsistemas dos quais se destacam:
1. Produção da tampa com a ferramenta progressiva
2. Transferência da tampa metálica desde a ferramenta progressiva até à ferramenta de cravamento
3. Alimentação da folha isolante
4. Extração da tampa com a folha isolante cravada
Ferramenta Progressiva
Esta etapa da produção não sofre qualquer alteração. A bobina metálica é desenrolada automaticamente e o alimentador de rolos é o responsável pelo avanço da chapa dentro da ferramenta. Como a área útil da prensa não permite a colocação da ferramenta de cravamento imediatamente após a ferramenta progressiva, a alimentação das tampas para cravamento terá de ser feita com recurso a um sistema de transferência.
Mecanismo de Transferência
A sequência de funcionamento do mecanismo de transferência é descrita como:
Figura 49: Configuração esquemática do sistema de ferramentas em série.
Ferramenta Progressiva Ferramenta de Cravamento Bobina Metálica Tampa s/ isolamento Folha Isolante Tampa com isolamento Prensa
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Uma rampa metálica faz o transporte da tampa (por gravidade) até uma passadeira rolante. Esta rampa é também responsável pelo posicionamento da tampa relativamente à passadeira.
A passadeira rolante vence os limites físicos da prensa, nomeadamente das colunas de suporte, e transporta a peça até ao exterior do equipamento.
De seguida, um braço oscilante retira a tampa da passadeira rolante e insere-a num suporte que se encontra conectado a um carril transportador.
O carril de transporte é responsável por conduzir as peças até às proximidades da ferramenta de cravamento. Este carril é acionado por uma correia e tem um funcionamento intermitente, isto é, o movimento é cessado sempre que uma tampa é carregada ou descarregada. Como a distância a percorrer é bastante grande, a tampa que sai da ferramenta progressiva não pode entrar diretamente na de cravamento. Por este motivo, o carril transportador tem várias tampas entre a que está a sair da ferramenta progressiva e a que está a ser carregada para a ferramenta de cravamento, criando assim um efeito de armazenamento.
O carregamento da ferramenta de cravamento é feito com recurso a um sistema pick & place, com movimento linear nos três eixos.
Alimentação da Folha Isolante
A alimentação da ferramenta de cravamento com folhas isolantes é feita com um mecanismo igual ao usado no sistema de vácuo pela face inferior. Assim sendo, são necessários os seguintes componentes:
Reservatório com fundo auto-regulável em altura
Sistema pick & place para transportar a folha entre o reservatório e a pinça de inserção
Pinça de inserção, que é a responsável pela introdução da folha no interior da tampa.
Extração da Tampa
Como a ferramenta de cravamento apenas executa uma etapa, esta não é progressiva e portanto a tampa acabada não sai automaticamente. Por esse motivo é necessário adicionar um mecanismo que retire a tampa do interior da ferramenta. Para o efeito, a matriz é provida de um movimento basculante. Assim que a tampa é cravada, e a parte superior da prensa começa a subir, a matriz inclina e a tampa cai automaticamente para uma caixa.
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Para uma melhor compreensão da configuração dos sistemas anteriormente descritos e da sua localização na prensa, encontra-se na Figura 50 uma maquete tridimensional do sistema de ferramentas em linha.
Figura 50: Vista de topo da prensa com o sistema de ferramentas em série.
A principal vantagem do sistema de ferramentas em série é que este utiliza as ferramentas atualmente usadas no processo, sem que seja necessário introduzir qualquer alteração na sua forma. Por outro lado, este sistema apresenta diversas desvantagens relativamente ao sistema de pick & place pela face inferior da folha:
Solução bastante complexa
Grande quantidade de componentes e mecanismos envolvidos
Maior possibilidade de ocorrência de falhas
Manutenção mais exigente
Maior área ocupada em torno da ferramenta
Por estas razões, quando comparadas as duas soluções, conclui-se que o sistema de vácuo pela face inferior satisfaz o problema inicial de uma forma mais simples e com um custo de implementação inferior, sendo por isso, o sistema mais aconselhado a implementar.
Ferramenta Progressiva Ferramenta de Cravamento Rampa Passadeira Rolante Braço Oscilante Carril de Transporte Pick & Place
da Tampa
Reservatório de Folhas
Pick & Place da Folha
Pinça de Inserção
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5.
Dimensionamento do Sistema de Inserção
Este capítulo apresenta uma descrição mais detalhada de todos os componentes que constituem o sistema de Pick&Place pela face inferior da folha. Além da análise do ciclo de funcionamento da prensa para integrar o sistema de inserção da película, é feito o dimensionamento dos componentes mais relevantes.
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