Aumentando a produção do cárter

May 20, 2023

O sucesso na fabricação de motores em grandes volumes exige o máximo em usinagem de precisão, confiabilidade, engenharia inteligente e, acima de tudo, automação.

Shannon Walter, engenheira de processo de fabricação, e a equipe da Kawasaki Motors Manufacturing Corp., EUA (KMM) de Maryville, Missouri, onde centenas de milhares de cárteres de cortadores de grama/tratores são produzidos anualmente, serão os primeiros a atestar isso . Os resultados da automação da usinagem de precisão contribuem fortemente para um dos principais objetivos da Kawasaki: qualidade.

Num mercado consumidor lotado de marcas populares, a qualidade não é de forma alguma um fator pequeno. “Todos os anos, nossos clientes desejam mais de nossos motores porque nossa qualidade é altamente respeitada no mercado”, disse Walter. E mais é o que eles ganham. “Em 2022, estamos novamente no caminho certo para quebrar nossos recordes de produção ano após ano”, acrescentou. O crescimento também levou a Kawasaki a abrir uma segunda fábrica, a 320 quilômetros de distância, em Boonville, Missouri.

Fundada em 1989, e a única operação dedicada à fabricação de motores Kawasaki nos EUA, a empresa tem cerca de 1.000 funcionários, mais de 900.000 pés quadrados [83.613 m²] de espaço de fabricação e impressionantes 470 máquinas CNC - variando de VMCs e HMCs para tornos e arruelas — apresentando uma lista de quem é quem das marcas líderes.

Outro ponto forte da operação da fábrica de Maryville da Kawasaki é a integração vertical, com 95% de seus produtos (começando com a fundição sob pressão dos cárteres) sendo totalmente fabricados e montados dentro da fábrica. Isso garante o controle da fabricação de todas as peças do motor (cárteres, cabeçotes, eixos, tampas e volantes) do início ao fim.

Mesmo as operações de produção mais eficientes não estão imunes aos desafios que o aumento da procura, a escassez de mão-de-obra e a redução dos prazos de entrega dos clientes podem apresentar. Este foi o caso do KMM, apesar do seu modo de operação de três turnos e sete dias. A terceirização da fabricação de quase 200 mil cárteres por ano foi necessária para atender à demanda antes que uma nova solução de usinagem fosse desenvolvida. Num esforço para reduzir custos, manter os padrões de qualidade e eliminar o tempo de inatividade, a KMM procurou uma forma mais robusta de resolver este problema.

“Estabelecemos uma meta, nossa visão número um, para eliminar o tempo e os erros do operador e controlar totalmente nossa qualidade”, disse Walter. “Formamos um comitê de seis pessoas para avaliar as opções. Inquestionavelmente, o comitê decidiu que todos os caminhos levariam à automação total.”

De acordo com Walter, os robôs estavam inicialmente no topo da lista do comitê, principalmente devido às linhas de usinagem CNC (semiautomáticas) existentes da KMM, compostas por oito máquinas (HMCs multi-paletes, VMCs) nas quais duas células eram dedicadas a um funcionário em cada turno completo que precisava carregar manualmente cárteres de alumínio pesando de 8,6 a 12,7 kg [19 a 28 libras].

“Analisamos a situação e o problema que ela criou, incluindo problemas de qualidade e tempo de inatividade causados ​​por peças extraviadas, que podem ocorrer facilmente sem automação total”, explicou Walter. “Determinamos que, para atingir nossa meta, precisávamos de uma solução totalmente automatizada para eliminar o tempo de inatividade e usinar os motores com precisão pelo menos tão rápida quanto nossas linhas semiautomáticas existentes.”

Considerando o objetivo de completar cada motor, que exige muitos furos, cilindros e recursos que precisam ser furados, rosqueados e fresados ​​em poucos minutos, a KMM sabia que precisava de uma técnica dinâmica. Para isso, recorreu à Grob Systems Inc., fabricante de centros de usinagem CNC avançados com amplas possibilidades de automação.

Depois que a KMM emitiu seus exigentes requisitos, a Grob avaliou a melhor maneira de reduzir o tempo de ciclo, garantindo ao mesmo tempo a qualidade e eliminando o tempo de inatividade. A equipe da Grob conduziu uma análise aprofundada e determinou que, em vez de ter duas células compostas por oito máquinas por linha com uma pessoa carregando peças manualmente - o que era repleto de problemas - uma solução melhor seria uma linha de quatro máquinas em duas células com um pórtico suspenso personalizado que carregaria e alimentaria automaticamente toda a linha e cada máquina. O resultado melhorou ainda mais os requisitos de tempo de ciclo do KMM.