Jak vybrat flexibilní čisticí stroj pro výrobu více modelů: programovatelná řešení a rychlá výměna nástrojů

Přehled

Když jedna výrobní linka musí zpracovávat více typů součástí, čisticí systém musí být schopen zvládnout výměnu výrobků, různé provozní parametry a různé výrobní cykly bez kompromisu na čistotě.

Flexibilní čisticí stroj může tento cíl dosáhnout třemi hlavními přístupy: programovatelnou kontrolou procesu, automatickou identifikací modelu a společným nástrojováním nebo paletizací .

Tento článek vysvětluje, jak tyto technologie spolupracují, a jak vyhodnotit flexibilní čisticí systém pro výrobu více modelů.

Proč vyžaduje výroba více modelů flexibilní čisticí zařízení?

Tradiční výrobní linky s vysokým výkonem často zpracovávají pouze jeden model součásti. Čisticí parametry lze proto pevně nastavit a optimalizovat speciálně pro daný obrobek.

Moderní výroba však stále častěji zahrnuje:

• Více modelů součástí
• Menší výrobní šarže
• Časté změny modelů
• Různé rozměry a hmotnosti obrobků
• Různé požadavky na čistotu a velikost částic

Čisticí systém používaný pro tento typ výroby musí splňovat tři klíčové požadavky:

1. Rychlá výměna

Přepnutí z jednoho modelu obrobku na jiný nesmí vést k prodlouženému výrobnímu prostojů.

2. Parametry procesu specifické pro model

Různé součásti mohou vyžadovat různé trajektorie robotů, dobu čištění, tlak, teplotu, rozsah postřiku nebo parametry sušení.

3. Široká mechanická kompatibilita

Zařízení by mělo být schopno přizpůsobit se rozměrovým a konstrukčním rozdílům mezi obrobky bez nutnosti rozsáhlých mechanických úprav pro každý model.

Tři hlavní přístupy k flexibilnímu čištění

1. Programovatelné čisticí procesy

Programovatelnost je jednou ze základních schopností flexibilního čisticího stroje.

Různé modely obrobků mohou mít nezávislé čistící programy obsahující parametry, jako jsou:

• Dráhy pohybu robotu
• Oblasti postřiku
• Doba čištění
• Tlak vody
• Teplota čištění
• Počet průchodů čištěním
• Parametry sušení

Při změně výrobního modelu lze vybrat odpovídající program místo ručního nastavování každého procesního parametru.

Tím se vytváří základ pro opakovatelnou výrobu více modelů.

2. Automatická identifikace modelu

Automatická identifikace může dále snížit zapojení operátora během přepínání mezi modely.

V závislosti na výrobní lince může systém využívat:

• Identifikaci na základě kamery
• RFID
• Polohu dopravníku nebo signály z výrobní linky

k identifikaci přicházejícího polotovaru a automatickému vyvolání odpovídajícího čisticího programu.

Například čisticí systém hlavy válců motoru osobního vozidla může využívat motorizovaný válečkový dopravník a identifikaci modelu na základě kamery k rozpoznání různých variant hlav válců a automatickému výběru vhodného čisticího programu.

To umožňuje výrobu více modelů současně s nižší mírou ručního zásahu.

3. Běžné upínací zařízení a palety

Mechanická pružnost je stejně důležitá.

Pokud více modelů polotovarů může sdílet stejné upínací zařízení nebo paletu, lze mechanickou výměnu výrazně zjednodušit.

Například čisticí a odhrnovací systém bloku motoru osobního vozidla může využívat společnou paletu pro různé horní a dolní konfigurace bloku, což umožňuje vstup více modelů do čisticí a odhrnovací linky bez nutnosti výměny celého upínacího systému.

Proč je důležitý široký rozsah doby cyklu?

Nastavitelná doba cyklu flexibilního čisticího stroje je dalším důležitým ukazatelem jeho flexibility.

Například řešení Big Bird Industrial pro čištění a odstraňování odlisných hran u motorových bloků osobních vozidel umožňuje rozsah doby cyklu přibližně 20 sekund až 20 minut .

Široký rozsah doby cyklu umožňuje použít stejnou zařízení platformu v různých výrobních scénářích.

Vysokovýrobní výroba

U velkosériových standardních komponent lze čistící proces nakonfigurovat s kratší dobou cyklu, aby se maximalizoval výstup výroby.

Komponenty s nízkým výstupem nebo složité komponenty

U malosériových nebo složitějších komponent lze dobu cyklu prodloužit, aby bylo možné provést dodatečné čistící průchody nebo prodloužit dobu procesu tam, kde je to nutné.

Tímto způsobem se zařízení dokáže přizpůsobit změnám v objemu výroby i složitosti výrobků, aniž by bylo nutné nasadit zcela jiný čistící systém.

Automatická výměna nástrojů a tryskek

Flexibilita se může rozšířit i za hranice čistících programů a upínacích zařízení.

Některé aplikace vyžadují různé nástroje nebo trysky pro různé modely obrobků.

Například robotický zařízení na odstraňování ohrubů z bloku šestiválcového dieselového motoru může využívat elektrický vřetenní nástroj s možností výměny nástroje, který podporuje více typů kartáčů. Při přepínání mezi modely systém automaticky vybere a vymění požadovaný nástroj.

Flexibilní čisticí systém pro klikové hřídele lze rovněž nakonfigurovat pro různé modely klikových hřídelí, například pro čtyřválcové a šestiválcové klikové hřídele, s čištěním pomocí vysokotlakého vřetene a automatickou výměnou trysek.

Tyto konfigurace snižují nutnost ručního zásahu a umožňují, aby jeden výrobní systém podporoval více variant součástí.

Jak vybrat flexibilní čisticí stroj

Při hodnocení flexibilního čisticího řešení zvažte následující faktory.

1. Rozmanitost výrobků

V jaké míře se obrobky liší z hlediska:

• Délka a šířka
• Hmotnost
• Geometrie
• Konfigurace otvorů a průchodů
• Materiál

Čím větší je rozdíl, tím vyšší jsou požadavky na pružnost uchycovacích zařízení, dosah robotů, pohyblivost zařízení a manipulační kapacitu.

2. Četnost změny modelů

Pokud se na výrobní lince modely mění často, upřednostněte:

• Programovatelnou změnu modelu
• Automatickou identifikaci modelu
• Univerzální uchycovací zařízení
• Automatickou výměnu nástrojů nebo tryskek

U změn modelů s nízkou četností je přípustná určitá ruční úprava.

3. Požadavky na dobu cyklu

Určete, zda různé modely mají výrazně odlišné požadavky na dobu výrobního cyklu.

Pokud jeden výrobek vyžaduje krátký cyklus, zatímco jiný výrazně delší čištění, stroj s širokým rozsahem nastavitelné délky cyklu může poskytnout větší flexibilitu výroby.

4. Požadavky na čistotu

Různé modely mohou mít odlišné požadavky na čistotu a přijatelnou velikost částic.

V tomto případě by měl každý model mít své vlastní ověřené parametry procesu místo použití jednoho univerzálního programu pro čištění.

5. Rozšíření výrobního sortimentu v budoucnu

Při návrhu nové výrobní linky zvažte potenciální budoucí modely.

Zanechání dostatečné kapacity v rozsahu pohybu robotů, konstrukci uchycovacích zařízení, architektuře programů a manipulačním systému může zabránit tomu, aby stroj pro čištění stal kritickým bodem zúžení kapacity při zavádění nových výrobků.

Big Bird Industrial Flexibilní řešení pro čištění

Společnost Big Bird Industrial nabízí flexibilní řešení pro čištění, včetně:

• Robotic Flexible Cleaning Machines
• Pružné robotické zařízení pro odstraňování oštěpů
• Víceprocesní čistící a odstraňovací systémy pro oštěpy
• Průmyslové čistící zařízení s širokým rozsahem cyklových dob
• Automatické systémy pro identifikaci modelů
• Automatické konfigurace pro výměnu nástrojů a tryskek

V závislosti na aplikaci lze zařízení navrhnout podle požadavků zákazníka rozmezí vyráběných výrobků, výrobního objemu, frekvence výměny modelů, požadavků na čistotu a plánů budoucího rozšíření .

U vybraných pružných aplikací se rozsah cyklových dob může pohybovat přibližně od 20 sekund až 20 minut .

Často kladené otázky

Jak dlouho trvá výměna modelu na pružném čistícím stroji?

Záleží na konfiguraci výměny modelů.

Díky programovatelnému výběru procesu a automatické identifikaci modelu lze přeřizování provést převážně přepnutím programu a ověřením prvního kusu.

Pokud vyžaduje přeřizování výměnu upínače nebo ruční nastavení trysky, může být nutná dodatečná doba prostojů.

U výrobních linek s častou výměnou modelů jsou obecně důležitými konstrukčními aspekty programovatelné přeřizování a automatická identifikace.

Kolik různých modelů může jeden flexibilní čisticí stroj zpracovat?

Neexistuje univerzální pevně stanovené číslo.

Skutečná kapacita závisí na rozměrových a konstrukčních rozdílech mezi obrobky, kompatibilitě upínačů, dosahu robotického manipulátoru, systému manipulace a požadavcích na proces.

Proto by měla být praktická kompatibilita flexibilního čisticího stroje hodnocena již v inženýrské fázi na základě kompletního seznamu výrobků, nikoli pouze na základě počtu dostupných programů.

Jak může jeden stroj podporovat cykly od 20 sekund do 20 minut?

Cyklus lze upravit prostřednictvím faktorů, jako je rychlost pohybu robota, doba postřiku, počet čisticích průchodů a konfigurace procesu.

Jednoduché součásti vysokého objemu mohou využívat kratší procesní sekvence, zatímco složité nebo nízkovýkonné součásti mohou využívat delší čisticí sekvence.

Různé programy lze proto přiřadit různým modelům obrobků na stejné výrobní platformě.

Jak může vícemodelová výroba zajistit, aby každá součást splňovala požadavky na čistotu?

Každý model obrobku by měl mít samostatně definovaný a ověřený čisticí program.

Mezi parametry patří například:

• Dráha robota
• Tlak čištění
• Doba čištění
• Umístění postřikovacích tryskek
• Parametry sušení

Po změně modelu by měla být provedena kontrola prvního kusu, aby se potvrdilo dosažení požadované úrovně čistoty a kritérií velikosti částic.

Automatická identifikace modelu může také snížit riziko výběru nesprávného čisticího programu.

Závěr

Flexibilní čištění neznamená pouze možnost zpracování více součástí ve stejném stroji. Skutečně flexibilní systém musí koordinovat software, identifikaci, upínací zařízení, nástroje, parametry čištění a dobu cyklu .

U výrobců, kteří provozují na stejné výrobní lince více modelů součástí, mohou programovatelné procesy čištění, automatická identifikace modelu, společná upínací zařízení a široká úprava doby cyklu výrazně zvýšit flexibilitu výroby.

Big Bird Industrial může vyvíjet flexibilní systémy pro čištění a odstraňování hran podle konkrétních požadavků zákazníka na portfolio součástí, výrobní požadavky, frekvenci výměny, cíle čistoty a plány budoucích výrobků .