Como funciona uma linha de montagem de carros?

Em Máquinas incríveis por André M. Coelho

Embora a maior parte de um automóvel seja de aço virgem, os produtos à base de petróleo (plásticos e vinil) representaram uma porcentagem cada vez maior de componentes automotivos. Os materiais leves derivados do petróleo ajudaram a aliviar o peso de alguns modelos em uma considerável porcentagem. À medida que o preço dos combustíveis fósseis continua a aumentar e a demanda por veículos elétricos aumenta, a preferência por veículos mais leves e com menor consumo de combustível se tornará mais significativa.

Apresentar um novo modelo de automóvel geralmente leva de três a cinco anos desde o início até a montagem. Idéias para novos modelos são desenvolvidas para responder a necessidades e preferências publicas não atendidas. Tentando prever o que o público quer dirigir em cinco anos não é um feito pequeno, ainda assim as empresas de automóveis criaram automóveis com sucesso para atender aos gostos públicos. Com a ajuda de equipamentos de design assistidos por computador, os designers desenvolvem desenhos conceituais básicos que os ajudam a visualizar a aparência do veículo proposto. Com base nessa simulação, eles então constroem modelos em menor escala que podem ser estudados por especialistas em design familiarizados com o que o público provavelmente aceita. Os engenheiros aerodinâmicos também analisam os modelos, estudam parâmetros de fluxo de ar e realizam estudos de viabilidade em testes de colisão. Somente depois de todos os modelos terem sido revisados e aceitos é que os designers de ferramentas podem começar a construir as ferramentas que fabricarão os componentes do novo modelo.

Linha de montagem de um veículo

A montagem de um veículo segue alguns passos padronizados que mudam um pouco dependendo da montadora.

Componentes do veículo

A planta de montagem do automóvel representa apenas a fase final no processo de fabricação de um automóvel, pois é aqui que os componentes fornecidos por milhares de fornecedores externos, incluindo os fornecedores de peças pertencentes à empresa, são reunidos para montagem, geralmente por caminhão ou ferrovia. As partes que serão usadas no chassi são entregues em uma área, enquanto as que compõem o corpo são descarregadas em outra.

Chassis do veículo

O carro ou o caminhão típico é construído desde o início e de dentro para fora. O quadro forma a base em que o corpo se encontra e a partir do qual todos os componentes de montagem subsequentes seguem. O quadro é colocado na linha de montagem e preso ao transportador para evitar deslocamento à medida que ele se move na linha. A partir daqui, a estrutura do automóvel se move para áreas de montagem de componentes onde as suspensões completas dianteiras e traseiras, tanques de gasolina, eixos traseiros e eixos de transmissão, caixas de engrenagem, componentes da caixa de direção, tambores de roda e sistemas de frenagem são instalados sequencialmente.

A linha de montagem de carros barateia o custo dos veículos e democratiza o acesso da população aos meios de transporte. (Foto: Alam)

Uma operação off-line nesta fase de produção combina o motor do veículo com sua transmissão. Os trabalhadores usam braços robóticos para instalar esses componentes pesados dentro do compartimento do motor do quadro. Depois que o motor e a transmissão estão instalados, as linhas de montagem do automóvel, a maior parte do trabalho é feita agora por robôs e não por seres humanos. Nas primeiras etapas da fabricação de automóveis, os robôs soldam as peças e ajudam os trabalhadores a colocar componentes como a suspensão no chassi.

O trabalhador coloca o radiador e outro o parafusa. Devido à natureza destes componentes pesados, os robôs articuladores executam todas as operações de elevação e transporte enquanto montadores usando peças de parafusos de chaves pneumáticas. Estudos ergonômicos cuidadosos de cada tarefa de montagem forneceram aos trabalhadores da montagem as ferramentas mais seguras e eficientes disponíveis.

Corpo do veículo

Geralmente, a parte inferior do veículo é o maior componente, ao qual uma infinidade de painéis e serão posteriormente soldadas ou aparafusadas. À medida que ele se move na linha de montagem, mantida no lugar por fixações de aperto, o invólucro do veículo é construído. Primeiro, os painéis do quarto esquerdo e direito são desbloqueados de forma robótica dos recipientes de transporte pré-encenados e colocados no painel inferior, onde são estabilizados com acessórios de posicionamento e soldados.

Os pilares da porta dianteira e traseira, o teto e os painéis laterais do corpo são montados da mesma forma. A concha do automóvel montada nesta seção do processo se presta ao uso de robôs porque os braços articulados podem facilmente introduzir vários aparelhos e painéis de componentes no painel do chão e realizar um alto número de operações de solda em um período de tempo e com um grau de precisão, nenhum trabalhador humano pode se aproximar. Os robôs podem pegar e carregar painéis de teto com grande peso e colocá-los precisamente na posição de solda adequada, com variações de tolerância mantidas ao mínimo. Além disso, os robôs também podem tolerar a fumaça, as faíscas de solda e os gases criados durante esta fase de produção.

À medida que o corpo se move da área de solda isolada da linha de montagem, são instalados componentes subsequentes do corpo, incluindo portas totalmente montadas, tampas de plataforma, painel de capota, pára-lamas, tampa do porta-malas e reforços de pára-choques. Embora os robôs ajudem os trabalhadores a colocar esses componentes na carcaça do corpo, os trabalhadores proporcionam o ajuste adequado para a maioria das peças funcionais de parafusos usando ferramentas assistidas pneumaticamente.

Pintura do carro

Antes da pintura, o corpo deve passar por um rigoroso processo de inspeção A concha do veículo passa por uma sala branca brilhantemente iluminada, onde é totalmente limpa por inspetores visuais usando panos embebidos em óleo de alta iluminação. Sob as luzes, este óleo permite que os inspetores vejam quaisquer defeitos nos painéis de chapa metálica. Amassados, lascas e quaisquer outros defeitos são reparados diretamente na linha por reparadores especializados de corpo. Depois que o invólucro foi completamente inspecionado e reparado, o transportador de montagem o transporta através de uma estação de limpeza onde é imerso e limpo de todos os resíduos de óleo, sujeira e contaminantes.

À medida que a carcaça sai da estação de limpeza, ela atravessa uma cabine de secagem e, em seguida, através de um molho de pintura inicial carregado eletrostaticamente que cobre todos os recantos da casca do corpo, tanto dentro quanto fora com o primer. Este revestimento atua como uma superfície de substrato à qual vai aderir a camada superior de tinta colorida.

Após a camada eletronicamente carregada, o invólucro é novamente seco em uma cabine à medida que prossegue para a operação de pintura final. Na maioria das plantas de montagem de automóveis hoje, os corpos dos veículos são pintados por pulverização por robôs que foram programados para aplicar as quantidades exatas de tinta para as áreas durante o tempo certo. Uma pesquisa e programação considerável entram na dinâmica da pintura robótica para garantir os finos acabamentos esperados.

Uma vez que o invólucro for totalmente coberto com uma camada de tinta colorida e um revestimento superior transparente, o transportador transfere os corpos através dos fornos onde a tinta é curada a temperaturas superiores a 135 graus Celsius. O corpo e as montagens do chassi estão unidos perto do final do processo de produção. Os braços robóticos levantam a carcaça do corpo na moldura do chassi, onde os trabalhadores humanos então aparafusam os dois. Após a instalação dos componentes finais, o veículo é deslocado da linha de montagem para um ponto de controle de qualidade. Depois que a casca sair da área da pintura, ela está pronta para a montagem do interior.

Montagem interior

A carcaça pintada prossegue através da área de montagem interior, onde os trabalhadores montam todos os sistemas de instrumentação e fiação, painéis, luzes interiores, assentos, painéis de portas e guarnições, faróis, rádios, alto-falantes, todo o vidro, exceto o pára-brisa do automóvel, coluna de direção e rodas, faixas e fitas no corpo do veículo, coberturas de vinil, pedais de freio e aceleração, carpetes e demais elementos de acabamento.

Em seguida, os robôs equipados com ventosas removem o pára-brisa de um recipiente de transporte, aplicam um vedante de uretano ao perímetro do vidro e, em seguida, coloca no quadro do pára-brisa do corpo. Os robôs também escolhem os assentos e os painéis e os transportam para o veículo para a facilidade e eficiência do operador de montagem. Depois de passar por esta seção, o reservatório recebe um teste de água para garantir o ajuste adequado dos painéis das portas, do vidro e do corte de fogo. Agora está pronto para se acasalar com o chassi.

Unindo as partes do veículo

O transportador de montagem do chassi e o transportador do corpo se encontram nesta fase de produção. À medida que o chassi passa pelo transportador do corpo, o invólucro é roboticamente levantado de seus dispositivos de transporte e colocado sobre o quadro do carro. Trabalhadores de montagem, alguns ao nível do solo e alguns em poços de trabalho sob o transportador, aparafusam o corpo do carro ao quadro. Uma vez que a união ocorre, o automóvel prossegue na linha para receber os componentes finais da guarnição, bateria, pneus, fluidos de resfriamento e gasolina.

O veículo agora pode ser iniciado. A partir daqui, é conduzido a um ponto de controle fora da linha, onde o seu motor é auditado, as luzes e o restante verificados, os pneus equilibrados e o sistema de carregamento examinado. Qualquer defeito descoberto nesta fase exige que o carro seja levado para uma área de reparo central, geralmente localizada perto do final da linha. Uma equipe de engenheiros especializados nesta fase analisa e repara todos os problemas. Quando o veículo passa a auditoria final é dado um rótulo de preço e conduzido a um lote de estadias onde aguardará a transferência para seu destino.

Controle de qualidade

Todos os componentes que entram no automóvel são produzidos em outros locais. Isso significa que as milhares de peças componentes que compõem o carro devem ser fabricadas, testadas, embaladas e enviadas para as plantas de montagem, muitas vezes no mesmo dia em que serão utilizados. Isso não requer uma pequena quantidade de planejamento. Para conseguir isso, a maioria dos fabricantes de automóveis exigem que os fornecedores de peças externas submetam suas componentes a auditorias rigorosas de testes e inspeções semelhantes às utilizadas pelas plantas de montagem. Desta forma, as fábricas de montagem podem antecipar que os produtos que chegam às suas docas de recepção são aprovados pelo controle de processo estatístico e livre de defeitos.

Uma vez que os componentes do automóvel começam a ser montados na fábrica automotiva, os especialistas em controle de produção podem acompanhar o progresso de cada automóvel embrionário por meio do número de identificação do veículo atribuído no início da linha de produção. Em muitas das plantas de montagem mais avançadas, um pequeno transponder de frequência de rádio está ligado ao chassi e à bandeja de chão. Esta unidade de envio carrega as informações e monitora seu progresso ao longo do processo de montagem. Sabendo quais as operações realizadas pelo veículo, onde ele está indo, e quando ele deve chegar à próxima estação de montagem, o pessoal de gerenciamento de produção pode controlar eletronicamente a seqüência de produção. Ao longo do processo de montagem, as estações de auditoria de qualidade acompanham informações vitais sobre a integridade de vários componentes funcionais do veículo.

Essa ideia vem de uma mudança na ideologia do controle de qualidade ao longo dos anos. Anteriormente, o controle de qualidade era visto como um processo de inspeção final que buscava descobrir defeitos somente após a construção do veículo. Em contraste, hoje a qualidade é vista como um processo construído diretamente no projeto do veículo, bem como no processo de montagem. Desta forma, os operadores de montagem podem parar o transportador se os trabalhadores encontrarem um defeito. As correções podem então ser feitas, ou os suprimentos são verificados para determinar se um lote inteiro de componentes é ruim. As retiradas de veículos são dispendiosas e os fabricantes fazem todo o possível para garantir a integridade do produto antes de serem enviados ao cliente. Depois que o veículo é montado, um processo de validação é conduzido no final da linha de montagem para verificar auditorias de qualidade dos vários pontos de inspeção ao longo do processo de montagem. Este teste de auditoria final para os painéis adequadamente instalados; dinâmica, e barulhos, componentes elétricos funcionais, e motor, chassis e alinhamento das rodas. Em muitas fábricas de montagem, os veículos são retirados periodicamente da linha de auditoria e recebem testes funcionais completos. Todos os esforços são desenvolvidos para assegurar que a qualidade e a confiabilidade sejam incorporadas no produto montado.

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Sobre o autor

Engenheiro eletricista, André sempre foi interessado em novas tecnologias. Na primeira década dos anos 2000, atuou como consultor tecnológico em empresas, ajudando as empresas a escolherem as melhores tecnologias para suas necessidades. Desde então, continuou estudando o assunto e hoje compartilha o que aprendeu e continua aprendendo através do site Tecnologia É.

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