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Trabajando para ser Lean, verde y sabio de la energía

La manufactura esbelta es un concepto que los ingenieros a menudo tienden a pensar demasiado en el diseño y complicar demasiado en la ejecución. Cuando se trata de operaciones de ensamblaje, esto a menudo hace que los ingenieros vuelvan a desarmar el equipo hasta los huesos, lo que casi siempre es un gran error.

Lean significa cortar la grasa, no el músculo, o como Sami Niemela, el director creativo de Nordkapp Creative Oy de Finlandia, dijo: "Lean se trata de ser un atleta, no un esqueleto". Puede preguntar: "¿Qué tiene eso ¿con la energía? "La respuesta es mucho, porque las operaciones de ensamblaje magro bien pensadas y aplicadas pueden ser muy verdes y energéticas sin ninguna inversión adicional.

Aquí hay un ejemplo de la industria electrónica. Los fabricantes de placas de circuito tienen un problema porque los conectores que deben instalarse en sus productos no se pueden ajustar a través de los sistemas de soldadura por reflujo SMT (montaje en superficie) utilizados para conectar los componentes electrónicos. Eso significa que los tableros completamente ensamblados de alto valor tienen que procesarse a través de estaciones de soldadura manual donde técnicos expertos sueldan a mano los conectores en su lugar. Un solo conector puede tener cien o más pines y, a menudo, son pequeños y están muy compactos. Las tasas de chatarra tienden a ser altas y costosas.

Compliant Pin Application

Compliant Pin Application

La tecnología de pin compatible es una solución potencial a este problema. La idea es presionar los conectores en las placas de circuito en lugar de soldarlos. Los pines compatibles son radialmente flexibles y crean una conexión mecánica y eléctricamente estable a los enchufes de la placa de circuito, sin que se requiera una operación de soldadura que consuma energía.

Obviamente, un proceso de montaje a presión es familiar y fácil de automatizar, lo que debería hacer que la transición del ensamblaje soldado a mano sea una obviedad. En la práctica, sin embargo, no resultó ser simple ni directo.

Los problemas surgen en el compromiso inicial entre el conector y la placa de circuito, donde muchas cosas pueden salir mal. Por ejemplo, ¿qué sucede si un pasador en el conector está doblado y no se alinea con el orificio en el que se va a presionar? ¿Qué sucede si hay una discordancia y se presiona el conector incorrecto en la placa? Tal vez uno o más de los agujeros estén bloqueados por una imperfección o soldadura. ¿Qué pasa si la máquina no alinea el conector y la placa correctamente?

El resultado de estos "qué pasa si" es generalmente el mismo. La prensa intenta forzar el conector y la placa juntos, destruyendo ambos, en su punto más costoso del proceso.

Estos desafíos se pueden superar utilizando una sofisticada prensa electromecánica servoaccionada con los sensores apropiados y el software adecuado. Promess ha suministrado cientos de estos sistemas a los fabricantes de placas de circuito para su uso en celdas automatizadas que implementan el proceso de pin conformes.

El corazón de estos sistemas es un acondicionador de señal digital (DSC) patentado diseñado específicamente para monitorear el compromiso inicial entre el conector y la placa de circuito. El DSC tiene un algoritmo de linealización integrado en su rutina de calibración que le da a la prensa la capacidad de medir la fuerza con precisión en el extremo inferior de su rango de medición. Esto le permite monitorear el punto de enganche inicial con precisión y el control de posicionamiento en circuito cerrado del sistema le permite detener el ciclo de prensado antes de dañar la pieza si se detecta un problema.

Una vez pasada esta etapa crítica sin problemas detectados, el sistema continúa la operación hasta que el conector esté completamente instalado. Los datos de fuerza y ​​posición para cada conjunto se analizan y almacenan para fines de garantía de calidad.

Debido a que el sistema es totalmente programable, el hardware puede usarse para ensamblar una amplia gama de conectores a una amplia gama de placas simplemente cambiando los detalles del localizador y la pinza. Una pieza inteligente de equipo en una celda que realiza una multitud de operaciones es la esencia de la manufactura esbelta.

Soldar manualmente miles de placas de circuito al día significa que cientos o más de estaciones de soldadura industriales están consumiendo electricidad todo el día, todos los días en la planta. Gran parte de esa energía se desperdicia manteniendo el soldador caliente mientras el operador maneja las tablas y los conectores de posicionamiento. los prensa electromecanica, sin embargo, genera electricidad solo en la operación de presión. No usa energía cuando está inactiva.

Además, los sistemas de soldadura por reflujo SMT se pueden calibrar con precisión para manejar las altas temperaturas a las que deben aplicarse las soldaduras sin plomo de hoy en día sin dañar los componentes electrónicos sensibles. Eso no es así en el caso de los hierros manuales utilizados en el proceso tradicional.

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