Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

https://iautomatyka.pl/wp-content/uploads/2022/10/LCMR200-1.png

Zwiększanie wydajności z użyciem systemów przenośników liniowych

autor: RENEX Group.

Producenci muszą wciąż dążyć do zwiększenia wydajności produkcji. Wiążące się z tym postępem zadania, takie jak modernizacja maszyn lub dodanie dodatkowej linii produkcyjnej są zwykle możliwe tylko w znacznych  odstępach czasu. Pomiędzy dużymi inwestycjami możliwe są jednak działania dodatkowe np. w zakresie ustawień procesu i praktyk, takich jak procedury przezbrajania, które również mają wymierny wpływ na wydajność produkcji.

 

Ciągłe doskonalenie

Producent części samochodowych z Japonii próbował zwiększenia wydajności produkcji poprzez zminimalizowanie czasu, w którym każdy element jest przenoszony pomiędzy procesami. W tym celu podjęto próby zwiększenia prędkości przenośnika. Zespół produkcyjny tej firmy odkrył jednak, że zwiększanie prędkości powyżej pewnego poziomu przynosi coraz mniejsze korzyści. W przypadku zatrzymania szybko poruszających się elementów za pomocą konwencjonalnego pneumatycznego cylindra zatrzymującego, potrzebny jest bowiem znaczny czas na ustabilizowanie się elementu, zanim będzie można go podjąć z przenośnika. Stwierdzono również, że zwiększenie prędkości urządzeń zaczęło powodować częstsze zatrzymania linii w celu usunięcia błędów sprzętu.

Inny producent, wytwarzający małe silniki elektryczne, dążył do zwiększenia wydajności produkcji małych serii poszczególnych modeli swoich produktów poprzez skrócenie czasu przezbrojenia linii. Optymalizacja procedur przezbrajania pozwoliła na skrócenie tego czasu o 50%, z 10 minut do 5 minut. Mimo to łączny efekt tych 5-minutowych przezbrojeń, wykonywanych zazwyczaj kilka razy dziennie, równał się około 16 godzinom straconej produkcji miesięcznie. Dlatego zespół przyjął procedurypriorytetyzacji produktów wytwarzanych w największej ilości.

Aby zaoszczędzić te stracone godziny, firma próbowała opracować specjalny przyrząd do produkcji wielu wariantów produktów bez konieczności rekonfiguracji linii. Ten niestandardowy przyrząd, zaprojektowany do przechowywania trzech różnych komponentów w małych, średnich i dużych rozmiarach, umożliwił linii obsługę do dziewięciu różnych wariantów produktów bez konieczności rekonfiguracji.

Jednak dwuosiowy robot, którego używano do usuwania wybranego elementu z przyrządu, wymagał zmiany pozycji zatrzymania przenośnika w zależności od budowanego wariantu produktu (grafika 1). Alternatywą byłoby zastąpienie robota dwuosiowego robotem trzyosiowym, który mógłby poruszać się wzdłuż przyrządu w celu wybrania żądanego elementu. Każde z tych podejść wiązałoby się z dodatkowymi kosztami i utratą części pożądanych oszczędności w zakresie czasu produkcji.

Grafika 1. Wspólny układ narzędzi z wieloma pozycjami zatrzymania lub robotem 3-osiowym.

Projektowanie i wsparcie systemu przenośników

Jako główna arteria biegnąca przez linię produkcyjną, inteligentnie zaprojektowany system przenośników może pomóc zmaksymalizować wydajność produkcji, zredukować zaangażowanie pracowników i zapewnić najlepsze wykorzystanie przestrzeni fabrycznej. Konfiguracja systemu przenośnikowego, tak by zoptymalizować działanie zakładu jest trudną sztuką. Często wymaga przystosowania standardowych jednostek dostępnych na rynku lub opracowania indywidualnych rozwiązań odpowiadających wyzwaniom danej przestrzeni fabrycznej. Częsta konieczne jest również stosowanie jednostek buforowych by zniwelować różnice w możliwościach poszczególnych urządzeń i umożliwić spójne, skoordynowane działanie całej linii.

Systemy tego typu są z reguły tworzone do realizacji określonych potrzeb w danym przedsiębiorstwie, zgodnie z przyjętymi założeniami. W miarę jak potrzeby te zmieniają się i ewoluują, dokonywanie odpowiednich adaptacji systemu przenośnikowego może być jednak trudne. Na przykład zmiana pozycji zatrzymania za pomocą siłowników pneumatycznych i powiązanych z nimi czujników i zaworów elektromagnetycznych może wymagać rozbudowanego oprogramowania, okablowania i regulacji mechanicznych.

Wspomniane wcześniej dwie firmy: produkujące części samochodowe i małe silniki napotkały takie właśnie problemy podczas próby zwiększenia wydajności produkcji przy użyciu konwencjonalnych przenośników. W obydwóch przypadkach zespoły projektowe nie był w stanie osiągnąć zakładanej poprawy.

Transport detali za pomocą modułów liniowych

W porównaniu do konwencjonalnych przenośników, moduł liniowy LCMR200 firmy YAMAHA pozwala na znacznie większą elastyczność w dostosowaniu i poprawie wydajności linii. Parametry takie jak przyspieszenie, spowolnienie, prędkość i pozycje zatrzymania poprzez łatwe wprowadzenie żądanych wartości do sterownika. Dodatkowo, silnik liniowy umożliwia ruch dwukierunkowy.

Sterownik YHX eliminuje konieczność pisania kodów logiki drabinkowej i pozwala użytkownikowi określić bezpośrednie wartości i proste ruchy punkt-punkt. Pojedynczy sterownik może koordynować wiele modułów LCMR200 połączonych razem jako część kompletnej komórki produkcyjnej.

Ponieważ do dodania dodatkowych pozycji zatrzymania nie są potrzebne żadne dodatkowe czujniki, użytkownicy mogą łatwo rekonfigurować swoją linię produkcyjną. Silnik liniowy przyspiesza i zatrzymuje się szybko i płynnie, a czas osiadania po osiągnięciu żądanej pozycji może być bardzo krótki. Czas ten można zoptymalizować poprzez regulację tolerancji pozycjonowania: większa tolerancja pozwala na skrócenie czasu ustalania pozycji. Co więcej, użytkownicy mogą zwiększyć prędkość przenośnika bez konieczności wprowadzania dodatkowego buforowania, ponieważ każdy moduł może się niezależnie zatrzymywać, ponownie uruchamiać i cofać, w zależności od potrzeb, aby dostarczyć każdy element w optymalnym czasie.

Wózek LCMR200 (zwany również karetką) można zaprogramować tak, aby zatrzymywał się w dowolnym miejscu, z powtarzalnością ±5µm (maksymalnie). Prędkość transferu jest regulowana elektronicznie do 2500 mm/s. W tabeli poniżej porównano typowe czasy potrzebne do przeniesienia elementów, w zależności od obciążenia użytkowego.

Tabela 1. LCMR200 może przenosić stosunkowo ciężkie elementy z dużą prędkością.

Wózek może przenosić ładunki o masie do 15 kg, a sztywność modułu pozwala na wykonywanie procesów bez zdejmowania przedmiotu z suwaka (grafika 2). Zapewnia to krótki czas cyklu, a także oszczędza wysiłek i koszty inżynieryjne związane z opracowaniem mechanizmu przenoszenia przedmiotu do i z oddzielnego przyrządu dla każdego procesu.

Grafika 2. Moduły przenośników liniowych prezentują obrabiane elementy bezpośrednio do każdego procesu w sekwencji.

Wspomniany wcześniej producent części samochodowych szybko zauważył, że LCMR200 może pomóc w osiągnięciu 100 procent pożądanej poprawy produktywności. W ramach projektu pilotażowego, przeprojektowanie jednej linii produkcyjnej w celu zastąpienia konwencjonalnych przenośników modułami LCMR200 pozwoliło na znaczne skrócenie czasu transferu. Ta oszczędność czasu z kolei zmniejszyła presję na skrócenie czasu cyklu różnych procesów w linii. W rezultacie wielkość produkcji przekroczyła pierwotny cel zespołu, a liczba błędów prowadzących do przestojów zmniejszyła się do tego stopnia, że ta linia montażowa stała się uważana za wzorcową w zakładzie.

Podobnie, producent silników elektrycznych wykorzystał LCMR200 do poprawy wydajności. Możliwość zmiany pozycji zatrzymania modułu poprzez proste przeprogramowanie pozwoliła zaoszczędzić dużą ilość pracy związanej z ręcznym ustawianiem. Następnie zespół wprowadził czytnik kodów QR do identyfikacji każdego typu jednostki na początku produkcji, aby umożliwić wszystkim modułom LCMR200 automatyczną rekonfigurację ustawień. Dzięki temu wyeliminowano obecnie wszelką potrzebę interakcji człowieka z maszynami lub urządzeniami za pomocą panelu dotykowego, co zaowocowało pełną, kompleksową automatyzacją montażu produktów. To znacznie zwiększyło tempo pracy i wyeliminowało konieczność pracy operatora przy każdorazowej zmianie modelu produktu. Firma może teraz obsługiwać małe serie produkcyjne równie sprawnie jak największe zamówienia.

Wniosek

Przedsiębiorstwa produkcyjne nieustannie mierzą się z wyzwaniem zwiększenia swojej produktywności poprzez takie działania jak podniesienie prędkości linii i skrócenie czasu przezbrojenia. Konwencjonalne przenośniki mogą stanowić barierę dla postępu, oferując jedynie ograniczoną elastyczność, której rekonfiguracja wymaga dużego wysiłku inżynierskiego. Proste zmiany często nie pozwalają na osiągnięcie wymaganych ulepszeń. Z drugiej strony, wprowadzanie poważnych zmian wymaga zwykle znacznego wsparcia ze strony dostawcy.

Dwukierunkowe moduły przenośników liniowych umożliwiają szeroką rekonfigurację parametrów, takich jak prędkość i pozycje zatrzymania. Co więcej, właściciele urządzeń mogą zazwyczaj przeprowadzać te zmiany samodzielnie. Dodatkowe korzyści to możliwość wykonywania procesów takich jak montaż mechaniczny bezpośrednio na module, co pozwala zaoszczędzić zarówno czas procesu, jak i koszty ogólne związane z usuwaniem i wymianą elementu na konwencjonalnym przenośniku.

Co dalej?

Urządzenia i roboty YAMAHA oraz REECO można zobaczyć i sprawdzić w działaniu w CENTRUM TECHNOLOGICZNO-SZKOLENIOWYM RENEX. W ramach tego ośrodka Grupa RENEX – będąca jedną z największych polskich firm z branży elektronicznej, a zarazem dystrybutorem YAMAHA Robotics na Polskę i kraje bałkańskie realizuje swoją misję świadczenia kompleksowych usług dla branży elektronicznej.

Grupa RENEX dostarcza nie tylko same urządzenia i roboty przemysłowe ale również szeroki zakres usług doradczych, serwisowych i szkoleniowych. Specjaliści CENTRUM TECHNOLOGICZNO-SZKOLENIOWEGO RENEX pomagają w identyfikacji problemów produkcyjnych i doborze odpowiednich rozwiązań technologicznych.

https://www.youtube.com/watch?v=qezIA-or1Vg

W Centrum prowadzone są również szkolenia z zakresu wprowadzanych rozwiązań zrobotyzowanych. W ośrodku działa AUTORYZOWANE CENTRUM SZKOLENIOWE YAMAHA dostarczające wiedzę specjalistyczną dotyczącą obsługi i programowania urządzeń i robotów przemysłowych, co pozwala użytkownikom w pełni korzystać z ich możliwości.

 

Więcej na www.renex.pl



Utworzono: / Kategoria: ,
  • Autor: RENEX Group
  • RENEX jest jedną z największych i najdłużej działających polskich firm, dostarczającą najnowsze technologie w zakresie produkcji i serwisu urządzeń elektronicznych. Jako pierwsi, oddaliśmy do Państwa dyspozycji w pełni wyposażony Demo-Room w kompletne linie do produkcji elektroniki.
  • Profil Autora
  • http://www.renex.pl

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!



PRZECZYTAJ RÓWNIEŻ



NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

Reklama



POLECANE FIRMY I PRODUKTY