Miten valita joustava puhdistuskone monimalliseen tuotantoon: ohjelmoitavat ja nopeasti vaihdettavat puhdistusratkaisut

Yleiskatsaus

Kun yksi tuotantolinja täytyy käsitellä useita eri komponenttityyppejä, puhdistusjärjestelmän on kyettävä käsittelyyn tuotteen vaihtoa, eri prosessiparametreja ja vaihtelevia tuotantosykliä ilman puhtauden heikentämistä.

Joustava puhdistuskone voi saavuttaa tämän kolmella pääasiallisella tavalla: ohjelmoitavalla prosessin ohjauksella, automaattisella mallitunnistuksella ja yhteisillä työkaluilla tai paletointijärjestelmällä .

Tässä artikkelissa selitetään, miten nämä teknologiat toimivat yhdessä ja miten joustavan puhdistusjärjestelmän soveltuvuutta monimalliseen tuotantoon arvioidaan.

Miksi monimallinen tuotanto vaatii joustavaa puhdistusvarustusta?

Perinteisissä suuritehoisissa tuotantolinjoissa käsitellään usein vain yhtä komponenttimallia. Puhdistusparametrit voidaan siksi kiinnittää ja optimoida tarkalleen kyseistä työkappaletta varten.

Nykyinen valmistus kuitenkin sisältää yhä enemmän:

• Useita komponenttimalleja
• Pienempiä tuotanterunnoja
• Useita mallimuutoksia
• Erilaisia työkappaleiden mittoja ja painoja
• Eri puhtaus- ja hiukkaskoko vaatimukset

Tällaisessa tuotannossa käytettävän puhdistusjärjestelmän on täytettävä kolme keskeistä vaatimusta:

1. Nopea vaihto

Työkappaleen mallin vaihtaminen toiseen ei saa aiheuttaa pitkiä tuotantokatkoja.

2. Mallikohtaiset prosessiparametrit

Eri komponentit voivat vaatia erilaisia robottiratoja, puhdistusaikoja, paineita, lämpötiloja, suihkualueita tai kuivatusparametreja.

3. Laaja mekaaninen yhteensopivuus

Laitteiston on sopeuduttava työkappaleiden mitallisille ja rakenteellisille eroille ilman, että jokaista mallia varten tarvitaan laajaa mekaanista muokkausta.

Kolme pääasiallista joustavan puhdistuksen lähestymistapaa

1. Ohjelmoitavat puhdistusprosessit

Ohjelmoitavuus on yksi joustavan puhdistuskoneen perusominaisuuksista.

Eri työkappalemalleilla voi olla itsenäisiä puhdistusohjelmia, jotka sisältävät parametrejä, kuten:

• Robottiliikkeiden radat
• Suihkutusalueet
• Puhdistusaika
• Vedenpaine
• Puhdistuslämpötila
• Puhdistuskierrosten määrä
• Kuivatusparametrit

Kun tuotantomalli vaihtuu, vastaava ohjelma voidaan valita manuaalisen jokaisen prosessiparametrin säätämisen sijaan.

Tämä tarjoaa perustan toistettavalle monimalliselle tuotannolle.

2. Automaattinen mallitunnistus

Automaattinen tunnistus voi vähentää lisäksi operaattorin osallistumista vaihtoprosessin aikana.

Tuotantolinjan mukaan järjestelmä voi käyttää:

• Kamerapohjaista tunnistusta
• RFID
• Kuljetinposiota tai tuotantolinjan signaaleja

tunnistamaan saapuvan työkappaleen ja kutsuakseen automaattisesti vastaavan puhdistusohjelman.

Esimerkiksi henkilöautojen moottorin sylinteripäiden puhdistusjärjestelmä voi käyttää moottoroidun rullakuljettimen ja kamerapohjaisen mallitunnistuksen avulla erilaisten sylinteripäiden vaihtoehtojen tunnistamiseen ja oikean puhdistusohjelman automaattiseen valintaan.

Tämä mahdollistaa eri mallien sekoitetun tuotannon vähentäen samalla manuaalista puuttumista.

3. Yleiset kiinnityslaitteet ja paletit

Mekaaninen joustavuus on yhtä tärkeää.

Jos useat työkappalemallit voivat jakaa saman kiinnityslaitteen tai paletin, mekaaninen vaihto voidaan huomattavasti yksinkertaistaa.

Esimerkiksi henkilöautojen moottorin lohkopuhdistus- ja terävöintijärjestelmä voi käyttää yhteistä palettia eri ylä- ja alalohkojen konfiguraatioille, mikä mahdollistaa useiden mallien pääsyn puhdistus- ja terävöintilinjalle ilman, että koko kiinnityslaitteiston pitää vaihtaa.

Miksi laaja kiertoaikaväli on tärkeä?

Joustavan puhdistuskoneen säädettävä kiertoaika on toinen tärkeä sen joustavuuden indikaattori.

Esimerkiksi Big Bird Industrialin henkilöautojen moottorikotelojen puhdistus- ja teroitusratkaisu voi käsitellä kiertoaikaväliä noin 20 sekuntia–20 minuuttia .

Laaja kiertoaikaväli mahdollistaa saman laitteistoplatforman käytön eri tuotantoskenaarioissa.

High-Volume Production

Suurten sarjojen standardikomponenteille puhdistusprosessi voidaan määrittää lyhyemmällä kiertоajalla, jotta tuotantotulosta voidaan maksimoida.

Pienet sarjat tai monimutkaiset komponentit

Pienillä sarjoilla tai monimutkaisemmillä komponenteilla kiertoaikaa voidaan pidentää tarvittaessa lisäpuhdistuskertoja tai pidempiä prosessiaikoja varten.

Tämä mahdollistaa laitteiston sopeutumisen tuotannon määrän ja tuotteiden monimutkaisuuden muutoksiin ilman, että tarvitaan täysin erilainen puhdistusjärjestelmä.

Automaattinen työkalu- ja suutintenvaihto

Joustavuus voi ulottua myös puhdistusohjelmien ja kiinnitysten ulkopuolelle.

Jotkin sovellukset vaativat eri työkappalemalleihin erilaisia työkaluja tai ruiskutuspiippuja.

Esimerkiksi kuusisylinterisen dieselmoottorin lohkon robottipohjainen kierteiden poistojärjestelmä voi käyttää työkalunvaihtokykyistä sähköistä pyörivää akselia useiden eri harjatyyppejen tukemiseen. Mallinvaihdossa järjestelmä voi valita ja vaihtaa vaaditun työkalun automaattisesti.

Joustava kampiakselin puhdistusjärjestelmä voidaan myös määrittää eri kampiakselimalleille, kuten nelisylinterisille ja kuusisylinterisille kampiakseleille, korkeapaineisella pyörivällä akselilla ja automaattisella suutinvaihdolla.

Nämä konfiguraatiot vähentävät manuaalista puuttumista ja mahdollistavat yhden tuotantojärjestelmän käytön useiden komponenttimallien tuottamiseen.

Joustavan puhdistuskoneen valinta

Arvioitaessa joustavaa puhdistusratkaisua tulee ottaa huomioon seuraavat tekijät.

1. Tuotevaihtelu

Kuinka paljon työkappaleet eroavat toisistaan seuraavien ominaisuuksien suhteen:

• Pituus ja leveys
• Paino
• Geometria
• Reikä- ja kulkukanavarakenteet
• Materiaali

Mitä suurempi vaihtelu, sitä suuremmat vaatimukset kiinnityslaitteiden joustavuudelle, robottien ulottuvuudelle, laitteiden liikkumisalueelle ja käsittelykapasiteetille.

2. Mallinvaihtojen taajuus

Jos tuotantolinja vaihtaa malleja usein, priorisoita seuraavia asioita:

• Ohjelmoitava mallinvaihto
• Automaattinen mallitunnistus
• Yhteiset kiinnityslaitteet
• Automaattinen työkalun tai suuttimen vaihto

Harvinaisemmissa mallinvaihdoissa jonkin verran manuaalista säätöä saattaa olla hyväksyttävää.

3. Kiertoaikavaatimukset

Määritä, eroavatko eri mallit merkittävästi toisistaan tuotantokierroksen aikavaatimuksissa.

Jos yhden tuotteen puhdistus vaatii lyhyen kierton ja toisen huomattavasti pidemmän puhdistusajan, kone, jolla on laaja säädettävä kiertoaikaväli, voi tarjota suurempaa tuotantojoustavuutta.

4. Puhdistustasovaatimukset

Eri mallit voivat vaatia erilaisia puhdistustasoja ja hyväksyttäviä hiukkaskokoja.

Tässä tapauksessa jokaisella mallilla tulisi olla omat validoitut prosessiparametrit eikä yhtä yleistä puhdistusohjelmaa.

5. Tulevien tuotteiden laajentaminen

Suunniteltaessa uutta tuotantolinjaa on otettava huomioon mahdolliset tulevat mallit.

Riittävän suuri kapasiteetti robottien liikealueella, kiinnityslaitteiden suunnittelussa, ohjelmallisessa arkkitehtuurissa ja käsittelyjärjestelmässä voi estää puhdistuskoneen muuttumisen pullonkaulaksi, kun uusia tuotteita otetaan käyttöön.

Big Bird Industrialin joustavat puhdistusratkaisut

Big Bird Industrial tarjoaa joustavia puhdistusratkaisuja, mukaan lukien:

• Robottipohjaiset joustavat puhdistuskoneet
• Joustavat robottipohjaiset terävyydenpoistokoneet
• Monitoimiset puhdistus- ja terävyydenpoistojärjestelmät
• Laajaan sykliaikaan suunnitellut joustavat puhdistuskoneet
• Automaattiset mallitunnistusjärjestelmät
• Automaattiset työkalu- ja suutinvaihtokonfiguraatiot

Sovelluksesta riippuen laitteisto voidaan suunnitella asiakkaan tuotevalikoiman, tuotantomäärän, vaihtofrekvenssin, puhtausvaatimusten ja tulevaisuuden laajentamissuunnitelmien mukaan .

Valituille joustaville sovelluksille sykliaikaväli voi olla noin 20 sekuntia–20 minuuttia .

UKK

Kuinka kauan kestää vaihtaa mallia joustavalla puhdistuskoneella?

Se riippuu vaihtokonfiguraatiosta.

Ohjelmoitavan prosessin valinnan ja automaattisen mallitunnistuksen avulla vaihto voidaan suorittaa pääasiassa ohjelman vaihdolla ja ensimmäisen kappaleen tarkistuksella.

Jos vaihto vaatii kiinnikkeen vaihtoa tai manuaalista suihkupään säätöä, saattaa lisäkatoaika olla tarpeen.

Tuotantolinjoilla, joissa mallivaihtoja tapahtuu usein, ohjelmoitava vaihto ja automaattinen tunnistus ovat yleensä tärkeitä suunnittelunäkökohtia.

Kuinka montaa eri mallia yksi joustava pesukone voi käsitellä?

Yleispätevää kiinteää lukumäärää ei ole.

Todellinen kapasiteetti riippuu työkappaleiden mitallisista ja rakenteellisista eroista, kiinnikkeiden yhteensopivuudesta, robotin työalueesta, käsittelyjärjestelmästä ja prosessivaatimuksista.

Siksi joustavan pesukoneen käytännöllistä yhteensopivuutta tulisi arvioida kokonaisella tuoteluettelolla suunnitteluvaiheessa eikä pelkästään saatavilla olevien ohjelmien määrän perusteella.

Kuinka yksi kone voi tukea sykliä, joka vaihtelee 20 sekunnista 20 minuuttiin?

Kiertoprosessia voidaan säätää esimerkiksi robotin liikkeen nopeuden, suihkutusajan, pesukertojen määrän ja prosessin konfiguraation avulla.

Yksinkertaiset suurituotantokomponentit voivat käyttää lyhyempiä prosessijonoja, kun taas monimutkaiset tai pienituotantokomponentit voivat käyttää pidempiä pesuprosesseja.

Eri ohjelmia voidaan siksi määrittää eri työkappalemalleille samalla laitteistoplatformilla.

Miten monimallinen tuotanto voi varmistaa, että jokainen komponentti täyttää sen puhdistusvaatimukset?

Jokaisella työkappalemallilla tulee olla oma, erikseen määritetty ja validoitu puhdistusohjelma.

Parametrejä voivat olla:

• Robotin liikerata
• Puhdistuspaine
• Puhdistusaika
• Suihkutuspaikat
• Kuivatusparametrit

Mallinvaihdon jälkeen tulee suorittaa ensimmäisen kappaleen tarkastus, jotta voidaan vahvistaa, että vaadittu puhdistustaso ja hiukkaskokovaatimukset täyttyvät.

Automaattinen mallintunnistus voi myös vähentää virheellisen puhdistusohjelman valinnan riskiä.

Yhteenveto

Joustava puhdistus ei tarkoita pelkästään sitä, että useita työkappaleita voidaan käsitellä samassa koneessa. Todella joustava järjestelmä vaatii koordinaatiota ohjelmistojen, tunnistusjärjestelmien, kiinnityslaitteiden, työkalujen, puhdistusparametrien ja kiertoaikojen osalta .

Valmistajille, jotka tuottavat useita eri komponenttimalleja samalla tuotantolinjalla, ohjelmoitavat puhdistusprosessit, automaattinen mallitunnistus, yhteiset kiinnityslaitteet ja laaja kiertoaikojen säätömahdollisuus parantavat merkittävästi tuotannon joustavuutta.

Big Bird Industrial voi kehittää joustavia puhdistus- ja teroitussysteemejä asiakkaan erityisten työkappalevalikoiman, tuotantovaatimusten, vaihtovälien tiukkuuden, puhtausvaatimusten ja tulevien tuoteohjelmien mukaan .