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Sep 19, 2023

Iniciando a produção de cárter

O sucesso na fabricação de motores de alto volume requer o máximo em precisão

O sucesso na fabricação de motores de alto volume requer 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, Mo., onde centenas de milhares de cárteres de cortadores de grama/tratores são produzidos anualmente, serão os primeiros a atestar isso . Os resultados da automação de usinagem de precisão contribuem fortemente para um dos principais objetivos da Kawasaki: a qualidade.

Em um mercado consumidor lotado de marcas populares, a qualidade não é de forma alguma um fator pequeno. "Todos os anos, nossos clientes querem mais de nossos motores porque nossa qualidade é altamente respeitada no mercado", disse Walter. E mais é o que eles recebem. “Em 2022, estamos novamente no caminho para quebrar nossos recordes de produção ano a ano”, acrescentou. O crescimento também levou a Kawasaki a abrir uma segunda fábrica, a 200 milhas de distância, em Boonville, Mo.

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 metros quadrados] de espaço de fabricação e impressionantes 470 máquinas CNC - variando de VMCs e HMCs a tornos e lavadoras — 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 por cento de seus produtos (começando com a fundição dos cárteres) sendo totalmente fabricados e montados na 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 fabricação mais eficientes não estão imunes aos desafios que o aumento da demanda, a escassez de mão de obra e a redução dos prazos de entrega do cliente podem apresentar. Este foi o caso da KMM, apesar de seu modo de operação de três turnos e sete dias. Terceirizar a fabricação de quase 200.000 cárteres por ano era necessário para atender à demanda antes que uma nova solução de usinagem fosse desenvolvida. Em um esforço para economizar custos, manter os padrões de qualidade e eliminar o tempo de inatividade, a KMM buscou uma maneira mais robusta de resolver esse problema.

"Estabelecemos uma meta, nossa visão número um, para eliminar o tempo e o erro 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 existentes (semi-automatizadas) da KMM, consistindo em oito máquinas (HMCs multi-paletes, VMCs) nas quais duas células eram dedicadas a um funcionário em cada turno completo que tinha que carregar manualmente cárteres de alumínio pesando 19 a 28 lbs [8,6-12,7 kg].

"Analisamos a situação e o problema que ela criou, incluindo problemas de qualidade e tempo de inatividade causado 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, exigindo muitos furos, cilindros e recursos que precisam ser furados, perfurados, rosqueados e faceados em poucos minutos, a KMM sabia que precisava de uma técnica dinâmica. Para isso, recorreu à Grob Systems Inc., fabricantes 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 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 consistindo de oito máquinas por linha com uma pessoa carregando as peças manualmente - o que era repleto de problemas - uma solução melhor seria uma linha de quatro máquinas em duas células com um pórtico aéreo personalizado que carregaria e alimentaria automaticamente toda a linha e cada máquina. O resultado até melhorou os requisitos de tempo de ciclo da KMM.