Cómo elegir una máquina de limpieza flexible para producción multimodelo: soluciones de limpieza programables y de cambio rápido

Resumen

Cuando una línea de producción debe procesar varios tipos de componentes, el sistema de limpieza debe ser capaz de gestionar el cambio de producto, distintos parámetros de proceso y ciclos de producción variables sin comprometer la limpieza.

Una máquina de limpieza flexible puede lograr esto mediante tres enfoques principales: control de proceso programable, identificación automática de modelo y herramientas o paletización comunes .

Este artículo explica cómo estas tecnologías funcionan en conjunto y cómo evaluar un sistema de limpieza flexible para la producción multimodelo.

¿Por qué la producción multimodelo requiere equipos de limpieza flexibles?

Las líneas de producción tradicionales de alto volumen suelen procesar un solo modelo de componente. Por lo tanto, los parámetros de limpieza pueden fijarse y optimizarse específicamente para esa pieza de trabajo.

La fabricación moderna, sin embargo, implica cada vez más:

• Múltiples modelos de componentes
• Lotes de producción más pequeños
• Cambios frecuentes de modelo
• Distintas dimensiones y pesos de las piezas de trabajo
• Distintos requisitos de limpieza y de tamaño de partículas

Un sistema de limpieza utilizado para este tipo de producción debe cumplir tres requisitos clave:

1. Cambio rápido

El cambio de un modelo de pieza de trabajo a otro no debe provocar una interrupción prolongada de la producción.

2. Parámetros de proceso específicos por modelo

Distintos componentes pueden requerir distintas trayectorias robóticas, tiempos de limpieza, presión, temperatura, áreas de pulverización o parámetros de secado.

3. Amplia compatibilidad mecánica

El equipo debe adaptarse a las diferencias dimensionales y estructurales entre las piezas sin necesidad de modificaciones mecánicas extensas para cada modelo.

Tres enfoques principales para la limpieza flexible

1. Procesos de limpieza programables

La programabilidad es una de las capacidades fundamentales de una máquina de limpieza flexible.

Distintos modelos de piezas pueden tener programas de limpieza independientes que contengan parámetros tales como:

• Trayectorias de movimiento del robot
• Áreas de pulverización
• Tiempo de Limpieza
• Presión del agua
• Temperatura de limpieza
• Número de pasadas de limpieza
• Parámetros de secado

Cuando cambia el modelo de producción, se puede seleccionar el programa correspondiente en lugar de ajustar manualmente cada parámetro del proceso.

Esto proporciona una base fundamental para la producción repetible de múltiples modelos.

2. Identificación automática de modelos

La identificación automática puede reducir aún más la participación del operador durante los cambios de modelo.

Según la línea de producción, el sistema puede utilizar:

• Identificación basada en cámaras
• RFID
• Posición del transportador o señales de la línea de producción

para identificar la pieza entrante y llamar automáticamente al programa de limpieza correspondiente.

Por ejemplo, un sistema de limpieza de culatas de motores para vehículos de pasajeros puede usar un transportador de rodillos motorizados y una identificación de modelos basada en cámaras para reconocer distintas variantes de culatas y seleccionar automáticamente el programa de limpieza adecuado.

Esto permite la producción mixta de modelos con menor intervención manual.

3. Accesorios y paletas comunes

La flexibilidad mecánica es igualmente importante.

Si varios modelos de piezas pueden compartir el mismo accesorio o paleta, la conmutación mecánica puede simplificarse significativamente.

Por ejemplo, un sistema de limpieza y desbarbado de bloques de motor para vehículos de pasajeros puede utilizar una paleta común para distintas configuraciones de bloques superiores e inferiores, lo que permite que varios modelos ingresen a la línea de limpieza y desbarbado sin sustituir todo el sistema de accesorios.

¿Por qué es importante un amplio rango de tiempos de ciclo?

El tiempo de ciclo ajustable de una máquina de limpieza flexible constituye otro indicador importante de su flexibilidad.

Por ejemplo, la solución de limpieza y desbarbado de bloques de motor para vehículos de pasajeros de Big Bird Industrial puede admitir un rango de tiempos de ciclo de aproximadamente 20 segundos a 20 minutos .

Un amplio rango de tiempos de ciclo permite que la misma plataforma de equipo aborde distintos escenarios productivos.

Producción de alto volumen

Para componentes estándar de alta volumetría, el proceso de limpieza puede configurarse con un tiempo de ciclo más corto para maximizar la producción.

Componentes de bajo volumen o complejos

Para componentes de pequeños lotes o más complejos, el ciclo puede extenderse para permitir pasadas adicionales de limpieza o tiempos de proceso más largos, según sea necesario.

Esto permite que el equipo se adapte a cambios en el volumen de producción y en la complejidad del producto sin requerir un sistema de limpieza completamente distinto.

Cambio automático de herramientas y boquillas

La flexibilidad también puede ir más allá de los programas y soportes de limpieza.

Algunas aplicaciones requieren distintas herramientas o boquillas de pulverización para distintos modelos de piezas.

Por ejemplo, una máquina robótica de desbaste para bloques de motores diésel de seis cilindros puede utilizar un eje motor eléctrico con cambio de herramienta para soportar varios tipos de cepillos. Durante el cambio de modelo, el sistema puede seleccionar y cambiar automáticamente la herramienta requerida.

Un sistema flexible de limpieza de cigüeñales también puede configurarse para distintos modelos de cigüeñal, como los de cuatro y seis cilindros, con limpieza mediante eje de alta presión y cambio automático de boquillas.

Estas configuraciones reducen la intervención manual y permiten que un solo sistema de producción soporte múltiples variantes de componentes.

Cómo seleccionar una máquina de limpieza flexible

Al evaluar una solución de limpieza flexible, considere los siguientes factores.

1. Variación del producto

¿Qué tan diferentes son las piezas de trabajo en cuanto a:

• Longitud y ancho
• Peso
• Geometría
• Configuración de orificios y pasajes
• Material

Cuanto mayor sea la variación, mayores serán los requisitos de flexibilidad del dispositivo de sujeción, alcance del robot, recorrido del equipo y capacidad de manipulación.

2. Frecuencia de cambio de modelo

Si la línea de producción cambia de modelo con frecuencia, priorice:

• Cambio de modelo programable
• Identificación automática del modelo
• Fijaciones comunes
• Cambio automático de herramienta o boquilla

Para cambios de baja frecuencia, puede ser aceptable algún ajuste manual.

3. Requisitos de tiempo de ciclo

Determinar si los distintos modelos tienen requisitos de tiempo de ciclo de producción significativamente diferentes.

Si un producto requiere un ciclo corto mientras que otro necesita un tiempo de limpieza considerablemente más largo, una máquina con un rango amplio y ajustable de tiempos de ciclo puede ofrecer mayor flexibilidad productiva.

4. Requisitos de limpieza

Los distintos modelos pueden tener distintos criterios de aceptación en cuanto a limpieza y tamaño de partículas.

En este caso, cada modelo debe tener sus propios parámetros de proceso validados, en lugar de utilizar un programa de limpieza universal.

5. Ampliación futura de productos

Al diseñar una nueva línea de producción, considere los modelos potenciales futuros.

Dejar suficiente capacidad en el rango de desplazamiento del robot, en el diseño de los accesorios, en la arquitectura del programa y en el sistema de manipulación puede evitar que la máquina de limpieza se convierta en un cuello de botella al introducir nuevos productos.

Soluciones industriales flexibles de limpieza Big Bird

Big Bird Industrial ofrece soluciones industriales flexibles de limpieza, entre las que se incluyen:

• Máquinas robóticas flexibles de limpieza
• Máquinas robóticas flexibles de desburrado
• Sistemas integrados de limpieza y desburrado con múltiples procesos
• Equipos de limpieza flexibles con amplio rango de tiempos de ciclo
• Sistemas automáticos de identificación de modelos
• Configuraciones automáticas de cambio de herramientas y boquillas

Según la aplicación, el equipo puede diseñarse en torno a los modelos del cliente, volumen de producción, frecuencia de cambio de modelos, requisitos de limpieza y planes de expansión futura .

Para ciertas aplicaciones flexibles, el rango de tiempo de ciclo puede extenderse desde aproximadamente 20 segundos a 20 minutos .

Preguntas frecuentes

¿Cuánto tiempo se tarda en cambiar de modelo en una máquina de limpieza flexible?

Depende de la configuración de cambio de modelo.

Con selección programable del proceso e identificación automática del modelo, el cambio de modelo implica principalmente el cambio de programa y la verificación de la primera pieza.

Si el cambio de modelo requiere sustitución de fijaciones o ajuste manual de boquillas, puede ser necesario un tiempo de inactividad adicional.

En líneas de producción con cambios frecuentes de modelo, la programación del cambio de modelo y la identificación automática suelen ser consideraciones importantes en el diseño.

¿Cuántos modelos diferentes puede manejar una máquina de limpieza flexible?

No existe un número fijo universal.

La capacidad real depende de las diferencias dimensionales y estructurales entre las piezas, la compatibilidad del dispositivo de sujeción, el alcance de trabajo del robot, el sistema de manipulación y los requisitos del proceso.

Por lo tanto, la compatibilidad práctica de una máquina de limpieza flexible debe evaluarse utilizando la lista completa de productos durante la fase de ingeniería, en lugar de basarse únicamente en el número de programas disponibles.

¿Cómo puede una sola máquina soportar un rango de ciclo de 20 segundos a 20 minutos?

El ciclo se puede ajustar mediante factores como la velocidad de movimiento del robot, la duración de la pulverización, el número de pasadas de limpieza y la configuración del proceso.

Las piezas simples de alta producción pueden utilizar secuencias de proceso más cortas, mientras que las piezas complejas o de baja producción pueden utilizar secuencias de limpieza más largas.

Por lo tanto, se pueden asignar distintos programas a distintos modelos de piezas dentro de la misma plataforma de equipo.

¿Cómo puede la producción multimodelo garantizar que cada componente cumpla sus requisitos de limpieza?

Cada modelo de pieza debe tener un programa de limpieza definido y validado de forma independiente.

Los parámetros pueden incluir:

• Trayectoria del robot
• Presión de limpieza
• Tiempo de Limpieza
• Ubicaciones de pulverización
• Parámetros de secado

Tras un cambio de modelo, se debe realizar una inspección de la primera pieza para confirmar que se cumplen los criterios requeridos de limpieza y tamaño de partículas.

La identificación automática de modelos también puede reducir el riesgo de seleccionar un programa de limpieza incorrecto.

Conclusión

La limpieza flexible no consiste simplemente en permitir que múltiples piezas ingresen a la misma máquina. Un sistema verdaderamente flexible debe coordinar software, identificación, accesorios, herramientas, parámetros de limpieza y tiempo de ciclo .

Para los fabricantes que operan varios modelos de componentes en la misma línea de producción, los procesos de limpieza programables, la identificación automática de modelos, los accesorios comunes y el ajuste amplio del tiempo de ciclo pueden mejorar significativamente la flexibilidad productiva.

Big Bird Industrial puede desarrollar sistemas flexibles de limpieza y desbarbado según las necesidades específicas del cliente cartera de piezas, requisitos de producción, frecuencia de cambio de configuración, objetivos de limpieza y planes futuros de productos .