Estudo de Caso: Modernização da Linha de Produção de Presilhas Elásticas Ferroviárias, da Fabricação Manual para a Automação

Uma fabricante de componentes ferroviários na China produzia grampos elásticos tipo W há muitos anos. Com o aumento da demanda proveniente de projetos de construção e manutenção ferroviária, a empresa começou a avaliar maneiras de melhorar a capacidade de produção, mantendo a qualidade estável do produto.

O processo de fabricação existente dependia muito da operação manual. A linha de produção existente era operada por trabalhadores qualificados há muitos anos. Sua experiência ajudava a manter a produção diária funcionando sem problemas, mas o manuseio manual entre os processos criava limitações quando era necessária uma produção maior.

Com o aumento do volume de pedidos, o cliente começou a buscar uma forma mais estável de organizar o fluxo de produção. Em vez de contratar mais mão de obra, a empresa optou por modernizar a oficina com uma linha de produção automatizada de clipes elásticos sobre trilhos, desenvolvida especificamente para atender às suas condições de materiais, requisitos de produção e layout da fábrica.

Desafios da Manufatura Antes da Automação

Antes da modernização para a manufatura automatizada, a linha de produção dependia do carregamento, alimentação e movimentação manual de materiais entre as máquinas. Essas operações eram administráveis ​​durante a produção normal, mas tornaram-se cada vez mais difíceis quando a fábrica precisou aumentar a eficiência e o rendimento da produção. O principal problema era a conexão entre cada seção de processamento. Cada transferência manual resultava em um tempo de movimentação adicional, o que afetava a continuidade da produção e dificultava a manutenção de um ritmo de fabricação estável.

1. Manter a consistência da qualidade foi difícil.

A produção de clipes elásticos tipo W envolve múltiplos processos, incluindo aquecimento, conformação e tratamento térmico. Pequenas variações na temperatura de aquecimento ou no tempo de manuseio podem afetar o desempenho final do produto.

Para componentes ferroviários, a consistência é especialmente importante porque os clipes são usados ​​em aplicações de fixação ferroviária onde é necessária confiabilidade a longo prazo.

2. Capacidade de produção limitada

Com o aumento dos pedidos dos clientes, o método de produção existente tornou-se um gargalo.

O carregamento e descarregamento manual tornavam o processo geral mais lento. O aumento da produção exigia mais trabalhadores, o que dificultava a obtenção de uma produção estável em larga escala.

O fabricante precisava de uma solução que pudesse melhorar o ritmo de produção e, ao mesmo tempo, reduzir a dependência da operação manual.

Abordagem de Engenharia: Projetando um Sistema de Produção Automatizado Completo

Em vez de modernizar apenas uma máquina individual, o projeto focou em conectar todo o processo de fabricação em um fluxo de produção contínuo.

Com base nos requisitos do cliente, o sistema de produção foi configurado com:

•Alimentador automático de material em bobina

•Equipamento automático para endireitar e cortar bobinas

•Mecanismo automático de alimentação de material em haste

•Forno de aquecimento por indução de média frequência (IGBT)

•Seis robôs industriais

•Três prensas de forjamento

•Sistema de têmpera a óleo

•tanque de resfriamento e torre de resfriamento

•Forno de têmpera com correia de malha tipo rolo

•sistema de controle PLC

Todo o projeto foi concebido para garantir uma transferência de materiais eficiente entre cada processo.

Processo automático de preparação e aquecimento de materiais

A produção começa com o corte automático, onde os materiais de aço são preparados de acordo com as dimensões necessárias.

Após o corte, os materiais são transferidos automaticamente para a seção de aquecimento.

O forno de aquecimento por indução de média frequência proporciona um aquecimento controlado e uniforme antes da forjagem. Comparado aos métodos de aquecimento manual, o processo automatizado ajuda a manter condições de temperatura mais estáveis ​​e melhora a repetibilidade da produção.

Sistema de forjamento robótico melhora a eficiência da produção

Uma das principais melhorias deste projeto foi a integração de seis robôs industriais com três prensas de forjamento.

Os robôs gerenciam a transferência de materiais entre os processos de aquecimento e forjamento, criando um ciclo de produção contínuo.

Em comparação com o manuseio manual, a operação robótica reduz o tempo de espera entre os processos e mantém o ritmo de produção mais consistente.

O sistema robótico tornou-se a parte central da modernização.linha de produção de clipes elásticos ferroviários, ajudando o fabricante a aumentar a produção, mantendo ao mesmo tempo uma qualidade de moldagem estável.

Tratamento térmico e controle de qualidade

Após a moldagem, os clipes entram no processo de tratamento térmico.

A linha de produção inclui:

• Tanque de resfriamento de óleo

• Sistema de refrigeração

• Forno de têmpera

Esses processos são projetados para alcançar as propriedades mecânicas necessárias e melhorar a durabilidade do produto.

Para aplicações ferroviárias, o tratamento térmico desempenha um papel importante, pois os clipes elásticos devem suportar condições de carga repetidas durante o serviço.

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Resultados de produção após a atualização da automação

Após o comissionamento, o sistema de produção modernizado alcançou uma melhoria significativa na eficiência da fabricação.

Os principais resultados incluem:

A capacidade de produção aumentou significativamente em comparação com o método de produção manual anterior.

Mais importante ainda, o processo automatizado proporcionou um melhor controle sobre os parâmetros de produção, ajudando o fabricante a manter uma qualidade consistente durante a operação contínua.

Inspeção e tratamento de superfície após a produção.

Após a fabricação, os clipes elásticos acabados são inspecionados de acordo com os requisitos do cliente.

O processo de inspeção inclui testes de fadiga para verificar o desempenho do produto sob condições de carga repetidas.

Os processos de tratamento e revestimento de superfície também são realizados quando necessário para melhorar a resistência à corrosão.

Essas etapas são partes importantes do processo geral.sistema de fixação ferroviária, onde cada componente precisa atender a requisitos de confiabilidade rigorosos.

Valor do projeto: Construindo uma fábrica de componentes ferroviários mais flexível.

Essa modernização da automação ajudou o fabricante a migrar de uma produção intensiva em mão de obra para um modelo de fabricação mais estável e escalável.

O projeto demonstra que a automação não se resume simplesmente a substituir o trabalho manual.

A modernização de uma linha de produção sempre começa com a análise do processo existente. Antes de introduzir a automação, é fundamental compreender como os materiais se movimentam, onde os operadores gastam tempo e quais etapas afetam a estabilidade da produção.

Neste projeto, o sistema de automação foi desenvolvido com base nas necessidades reais de produção do cliente, em vez de um pacote de equipamentos padrão. Essa abordagem contribuiu para um fluxo de produção mais eficiente e ofereceu melhor suporte para futuras expansões de capacidade.

Com experiência em manuseio robótico, aplicações de forjamento e fabricação de componentes ferroviários, a XUJI continua a cooperar com fabricantes que buscam melhorias confiáveis ​​em automação.