Flexível mas padronizado

Servo-prensas e sistemas de manuseio para a montagem de conectores

Da mesma forma que as placas de circuito impresso conseguem armazenar cada vez mais energia num espaço menor, os desenvolvedores de conectores livres estão a trabalhar para armazenarem mais energia e uma densidade de contacto superior em conectores livres mais pequenos e leves. A fabricante britânica Harwin PLC confia na automatização da Festo para salvaguardar a qualidade e a flexibilidade da sua produção, utilizando equipamento como o conjunto de servo-prensas YJKP e o sistema de manuseio compacto YXMx.

Os conectores da Harwin são de alta qualidade, confiáveis e duradouros, e podem ser usados em condições ambientais adversas. Não só se encaixam na lista para os clientes nos setores da indústria, como a eletrónica, mas também na indústria aeroespacial, dos desportos motorizados e do automobilismo. Destinam-se ao uso em temperaturas de operação entre -65ºC e +150ºC, e onde as vibrações estão na ordem do dia. Isto significa que os conectores têm de ser feitos de acordo com padrões muito altos.

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Padrões altos

A resposta da Harwin a estes requisitos do mercado foi o lançamento da gama de conectores Gecko. Estes conectores avançados têm um espaçamento de pinos de apenas 1,25 mm e têm metade do tamanho e são 75% mais leves do que os conectores micro D. A sua conexão robusta a parafusos torna-os capazes de suportarem inúmeras operações de acoplamento sem provocar danos.

O processo de fabrico dos conectores Gecko tem sido constantemente refinado a partir de um processo inicialmente manual até à atual solução altamente automatizada. Esta solução permite a produção de milhares de conectores por ano com configurações de conector que variam entre 4 a 50 pinos por conector e várias opções de montagem de placas de circuito impresso.

Conceito modular

Harwin começou a desenvolver uma nova linha de produção altamente automatizada e flexível com o objetivo de produzir conectores Gecko de maneira mais eficiente. A nova solução precisava produzir conectores com diferentes formas e tamanhos numa só linha de montagem. "Foi por isso que desenvolvemos um conceito modular em conjunto com a Festo", explica Paul McGuinness, Diretor de Operações da Harwin.

As novas linhas de montagem da Harwin são construídas em torno do conjunto de servo-prensas YJKP e do sistema de manuseio compacto YXMx da Festo. O sistema de manuseio garante os movimentos XY nos transportadores das peças e nos corpos montados em várias estações do sistema. O conjunto de servo-prensa, que fornece um movimento controlado pela posição e pela força fácil de configurar ao longo do eixo Z, é usado para a prensagem e a curvatura dos pinos de contacto.

Peças normalizadas

Em todas as estações, os atuadores elétricos e pneumáticos são controlados pelo seu próprio controlador CECC-X em conjunto com um terminal de válvulas CPX/MPA. "Estes sistemas da Festo permitem a máxima padronização e modularização, já que as peças normalizadas são usadas para tudo. Isto facilita o comissionamento e a manutenção," explica McGuinness. Uma das linhas de montagem para a produção de conectores consiste em três estações centrais: para introduzir, prensar e curvar os pinos de contacto. Na primeira estação, os transportadores da peça estão equipados com corpos de conectores e são posicionados através do sistema de manuseio compacto YXMx para que os pinos de contacto possam ser introduzidos. Na segunda estação, a servo-prensa prensa os pinos de contacto no compartimento do conector.
A garra de precisão HGPT da Festo fixa os transportadores da peça ao segurar os corpos dos conectores enquanto os pinos são encaixados.

Dinâmico e preciso

A cinemática do pórtico de superfície planar compacto permite o movimento dinâmico e preciso, e garante que os conectores são corretamente colocados debaixo da ferramenta de prensagem. Isto funciona na perfeição graças à baixa massa do movimento.
O conjunto de servo-prensa modular YJKP consiste num servomotor de circuito fechado, um eixo mecânico, um controlador de movimentos, a deteção de força e o software da aplicação. O resultado é um movimento preciso, potente e suave dos pinos na posição correta. As funções de avaliação, como a introdução ou o bloqueio da monitorização da força pelo software da aplicação fornecido, detetam se o encaixe está dentro da tolerância.

Harwin; sistema de manuseio compacto YXMx

Dinâmico e preciso: o sistema de manuseio compacto YXMx garante o movimento XY dos conectores debaixo da servo-prensa.

Modular e seguro

O sistema de manuseio e o conjunto de servo-prensa também são usados na última estação para a curvatura dos pinos de contacto para o ângulo necessário. O software CoDeSys no controlador CECC-X permite o controlo abrangente do perfil da servo-prensa, providenciando o controlo da posição e da força ao longo do ciclo.

O software da aplicação fornecido com a servo-prensa facilita extremamente a programação graças a uma interface gráfica de utilizador intuitiva. Facilita também a adaptação ao perfil da prensa dos diferentes conectores sem precisar de competências de programação especiais. Três terminais de válvula CPX controlados pelo controlador Mestre CECC-X através da conexão de barramento CAN acionam as várias garras elétricas e pneumáticas, e os atuadores.

"O conceito modular automatizado garante baixos custos de produção e alta confiabilidade, precisão de repetibilidade e flexibilidade", explica o especialista em automatização McGuinness.

A estabelecer padrões

As novas linhas de montagem dos conectores elétricos não estão apenas a estabelecer altos padrões desde um ponto de vista técnico, mas também um conceito de automatização modular e escalável. As três estações principais para a introdução dos contactos dos pinos nos compartimentos dos conectores, a prensagem dos pinos e a curvatura dos pinos baseiam-se em módulos com o maior número de peças normalizadas possível:

  • Todas as três estações têm uma placa base comum.
  • Os compartimentos do conector moldado são movidos através do sistema de manuseio compacto YXMx.
  • Todos os atuadores elétricos e pneumáticos são controlados por um controlador CECC-X em combinação com um terminal de válvulas CPX/MPA.
  • As estações de prensagem e de curvatura utilizam o conjunto de servo-prensa YJKP.

Harwin plc Europe

Fitzherbert Road, Farlington
Portsmouth, PO6 1RT
Reino Unido

www.harwin.com

Área de atividade: produtor dos conectores elétricos e dos componentes mecânicos para placas de circuito impresso

  1. Este artigo foi publicado na revista da Festo "trends in automation" 1.2017
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