EN
Návrh montážní linky pro dopravu palet: 10 parametrů, které je třeba nejprve definovat
Henton Aluminum | Inženýrská příprava a výběr dopravníků pro palety
Mnoho zákazníků požaduje cenovou nabídku na dopravník pro palety tím, že položí jednu otázku:
„Kolik stojí dopravník o délce 10 metrů?“
Délka dopravníku však sama o sobě neurčuje správné řešení.
Dva dopravníky mohou mít oba délku 10 metrů, ale jeden přepravuje lehké elektronické součásti, zatímco druhý přepravuje bateriové moduly o hmotnosti přesahující 100 kg. Jeden dopravník může pouze neustále posunovat výrobky, zatímco druhý musí palety automaticky zastavit, zvednout, nasměrovat, zkontrolovat a vrátit.
Různé provozní podmínky vyžadují různé řetězy, hliníkové profily, palety, pohonné systémy a řídicí systémy.
Stabilní montážní linka s dopravníkem pro palety začíná následujícími deseti parametry.
01 Jaká je celková hmotnost výrobku a palety?
Výpočet zatížení nelze provést pouze na základě hmotnosti výrobku.
Skutečné pohyblivé zatížení zahrnuje:
Výrobek + upínací zařízení + podložka palety + příslušenství pro palety
Například pokud váží výrobek 20 kg, upínací zařízení 8 kg a hliníková paleta 7 kg, skutečná zátěž na paletu činí 35 kg, nikoli 20 kg.
Inženýrská revize musí také potvrdit:
Zda je těžiště centrováno
Rozměry palet
Zda je zátěž excentrická
Kde se paleta dotýká dopravníkových řetězů
Kolik palet současně běží na linkě
Kolik palet se může nahromadit za plné zátěže
Výběr řetězu s volným pohybem musí ověřit nejen celkovou zátěž dopravníku, ale také zátěž každého válce, každého řetězu a možný rozdíl zátěže mezi levým a pravým řetězem.
Postupy pro výběr řetězu s volným pohybem vyžadují, aby inženýři zohlednili hmotnost palety, její rozměry, počet palet, rychlost dopravníku, délku dopravníku a délku akumulace současně, nikoli pouze hmotnost výrobku.
Pro Henton je prvním krokem nevýběr motoru. Je to identifikace nejtěžší provozní podmínky celé linky.
02 Kolik výrobků musí být dopravováno za minutu?
„Čím rychlejší je dopravník, tím lepší“ je jedním z nejčastějších nedorozumění při návrhu dopravníků pro palety.
Skutečný požadavek není nejvyšší rychlost řetězu, ale počet dokončených výrobků, které linka spolehlivě dodá za minutu.
Pokud je cílová výrobní kapacita 6 výrobků za minutu a každá paleta přepravuje 1 výrobek, je průměrný čas mezi paletami:
60 ÷ 6 = 10 sekund na paletu
Pokud každá paleta přepravuje 2 výrobky, povolený čas mezi paletami se změní na:
60 × 2 ÷ 6 = 20 sekund na paletu
Než bude určena rychlost dopravníku, je nutné potvrdit následující:
Cílový výstup za minutu
Počet výrobků na každém paletovém dřevě
Vzdálenost mezi pracovišti
Čas potřebný pro spuštění, zastavení a pozicování palety
Zda je naložení a vyložení manuální
Zda jsou zahrnuty kontrola, šroubování, dávkování, svařování nebo jiné procesy s prodlevou
Rychlost dopravníku je výstupem návrhového procesu, nikoli výchozím bodem.
Rychlejší řetěz nezvyšuje výrobu, pokud zůstávají pracoviště blokována. Může pouze zvýšit náraz, hluk a opotřebení.
03 Jaká je cyklová doba každého pracoviště?
Výstup za minutu definuje výrobní cíl. Cyklová doba pracoviště určuje, zda linka tento cíl skutečně dosáhne.
Pokud musí být každý výrobek dokončen každých 10 sekund, žádné pracoviště by nemělo trvale vyžadovat více než 10 sekund bez dodatečné kapacity.
Skutečná výrobní linka může vypadat například takto:
Nahrávání: 5 sekund
Skenování: 3 sekundy
Šroubování: 18 sekund
Kontrola: 8 sekund
V tomto případě je skutečným výrobním úzkým hrdlem stanice pro šroubování trvající 18 sekund – nikoli rychlost dopravníku.
Možná řešení zahrnují:
Přidání paralelní pracovní stanice
Přeprava více výrobků na jednom paletovém nosiči
Rozdělení jednoho procesu na několik kroků
Přidání záložní kapacity
Využití automatického zařízení
Přeuspoření uspořádání pracoviště
Doprvní pás pro palety není pouze zařízení, které posunuje výrobky vpřed. Musí organizovat procesy s různými taktovými časy do vyváženého výrobního toku.
Bez vyrovnání taktových časů zvětšení velikosti řetězu, výkonu motoru nebo rozměrů rámu problém kapacity nevyřeší.
04 Kolik palet se musí najedou shromáždit současně?
Jednou z hlavních výhod dopravního pásu pro palety s volným průtokem je, že řetěz může nadále běžet, zatímco palety zastaví a zařadí se do fronty u zastavovacího zařízení.
Kapacita hromadění však není neomezená.
Větší počet palet a delší zóny hromadění zvyšují tření, zátěž pohonného ústrojí a opotřebení válečků.
Požadovaná kapacita hromadění se obvykle vypočítává na základě možného výpadku následného procesu.
Například:
Výrobní cyklus: 20 sekund na paletu
Typická doba obnovy v následném procesu po poruše: 3 minuty
Během těchto 3 minut pokračuje předchozí proces ve výživě
Minimální teoretická zásoba je:
180 ÷ 20 = 9 palet
Konečný návrh musí také zohlednit rozestupy mezi paletami, logiku uvolnění po obnovení výroby a vhodnou rezervu.
Inženýrská revize musí dále potvrdit:
Zda se palety hromadí v celé lince nebo pouze v vybraných zónách
Zda se výrobky mohou během hromadění dotýkat
Kolik palet musí zastavit zábrana
Zda zóny akumulace vyžadují částkové zastavení
Zda pohon dokáže zvládnout plně akumulovanou linku
Mnoho dopravníků běží normálně, když jsou prázdné, ale při plné akumulaci palet se přetěžují, vibrací nebo zastaví. Ve většině případů byla plná akumulovaná zátěž do návrhu úplně zahrnuta.
05 Jaká je délka dopravníku a pracovní výška?
Delší dopravník není prostě jen otázkou přidání několika metrů hliníkového profilu.
Se zvyšující se délkou roste také hmotnost řetězu, tření vedení, množství palet a akumulované napětí. Nad určitou délku může návrh vyžadovat:
Více pohonných úseků
Další mezilehlé podpory
Větší rámové profily
Přepracovanou konstrukci napínání řetězu
Ovládání podle zón
Přístup pro údržbu
Metody výběru řetězu berou v úvahu délku dopravníku, rychlost, koeficient tření, maximální přepravovanou hmotnost a provozní prostředí jako klíčové vstupy pro výpočet napnutí řetězu. Setrvačnost je nutné zohlednit také v případě rychlého startu dopravníku nebo náhlého posunutí zátěže.
Pracovní výška musí být rovněž technicky navržena, nikoli libovolně zvolena.
U ručních montážních linek je třeba vzít v úvahu výšku operátora, práci sedícího nebo stojícího pracovníka, polohu nástrojů a pracovní povrch výrobku. U automatických linek musí být zařízení (roboty, systémy kontroly, dávkovací stroje a manipulační zařízení) vzájemně sladěna.
U dopravníku s dvojúrovňovým návratem musí být navíc zkontrolováno:
Horní pracovní výška
Dolní volný prostor pro návrat
Výška mechanismu pro zvedání a přenos
Prostor pro motory a ozubená kola
Rozsah nastavení vyrovnávacích nožiček
Pracovní výška se jeví jako jednoduchý rozměr, ale přímo ovlivňuje ergonomii a integraci zařízení.
06 Je nutné umístit zařízení na zvedání a umístění?
Zastavení palety může být zastaveno zátky, ale zastavení není to samé jako přesné umístění.
Ruční montáž, vizuální kontrola a základní skenování mohou vyžadovat, aby se paleta zastavila pouze v rámci obecné oblasti. Pro tyto operace může být dostatečná zátka.
Jednotky pro zvedání a umístění jsou obvykle potřebné pro:
Roboty sbírají
Automatické šroubovádění
Vytváření nebo potažení
Tlačový spoj
Laserová kontrola
Snímkování zraku
Přesné měření
Svařování
Automatické nahrávání a vykládání
Zvedací a polohovací jednotka zvedne paletu od válečků dopravníku a zajistí její přesné umístění pomocí kolíků, vložek nebo přesných referenčních ploch.
Tím se dosáhne dvou důležitých výhod:
Za prvé se zpracovatelské a lisovací síly nepřenášejí přímo na dopravní řetěz a válečky.
Za druhé je poloha palety určena polohovací jednotkou, nikoli polohou zastavení řetězu.
Proto nestačí uvést pouze, že je potřeba zastavovací zařízení. Je nutné také specifikovat procesy, které probíhají po zastavení.
07 Jaká je požadovaná přesnost polohování?
Prohlášení, že je polohování nutné, nestačí. Je třeba definovat požadovanou opakovatelnost.
Různé procesy mají velmi odlišné požadavky na přesnost:
Ruční montáž vyžaduje pouze stabilně zastavenou paletu
Základní kontrola senzory vyžaduje rozumně konzistentní polohování
Roboty pro sběr zboží vyžadují stabilní opakovatelnost
Vidění, distribuce, šroubovárání a přesné lisování vyžadují vyšší přesnost
V zavedených systémech paletových dopravníků mohou specializované jednotky pro umístění dosáhnout opakovatelnosti v přibližném rozsahu od ±0,1 mm do ±0,3 mm. Skutečná výkonnost závisí na konstrukci palety, umístění kolíků a náprav, zatížení, přesnosti instalace a konstrukci mechanismu.
Je třeba zdůraznit jeden bod:
Přesnost umístění nelze dosáhnout pouhým zapsáním čísla do specifikace.
Záleží také na:
Tuhost palety
Vhodnost mezi lokalizačními kolíky a nápravami
Jak je výrobek umístěn v svítidle
Synchronizace mechanismu zvedače
Tuhost rámu
Zda je zátěž excentrická
Základní a montážní zařízení
Údržba po dlouhodobém opotřebení
Čím vyšší je požadavek na přesnost, tím méně pravděpodobné je, že stačí jednoduchá zátka.
08 Jednotřídní, dvojřídní nebo smyčkové návratnosti?
Konstrukce dopravníku by měla být vybrána podle dostupného podlahového prostoru, požadavků na vracení palet a průtoku procesu.
Jednostupňový rovný dopravník
Jedná se o nejjednodušší konstrukci s nižšími investicemi a jednodušší údržbou. Je vhodný, když provozovatelé odstraňují palety na konci tratě nebo když není vyžadován automatický návrat palet.
Jeho hlavním omezením je, že prázdné palety musí být vráceny ručně.
Automatické vracení dvou úrovní
V horní části se používají pro montáž a přepravu naložených palet, zatímco v dolní části se vrací prázdné palety. Výtahy, jednotky pro zvedání a přenos nebo jiné přenosové mechanismy spojují tyto dvě úrovně.
Tento design šetří podlahový prostor a umožňuje automatickou cirkulaci palet, což je vhodné pro rovné montážní linky.
Přidání mechanismů zvedání, přenosu a řízení však také zvyšuje požadavky na ochranu a blokování chyb.
Horizontální spojovací dopravník
Palety neustále krojí po vodorovné smyčce. Toto uspořádání je vhodné, pokud jsou pracovní stanice umístěny kolem dopravníku a pokud mohou být přidány pobočky, kontrolní stanice nebo oblasti pro opravu.
Rozložení smyčky je flexibilní, ale obvykle zabírá větší podlahový prostor a vyžaduje více mechanismů otáčení a přenosu.
Neexistuje univerzálně nejlepší uspořádání. Správné uspořádání je to, které odpovídá procesu a dostupnému továrnímu prostoru.
09 Je zapotřebí ESD, ochrany proti prachu nebo odolnosti vůči vysokým teplotám?
Paletové dopravníky se nepoužívají pouze v běžných dílnách.
Sestavení elektroniky, výroba baterií, přesné nástroje, čisté prostory, procesy při vysokých teplotách a obrábění kovů vytvářejí různé požadavky na materiály a strukturu.
Prostory citlivé na ESD
Změna jednoho prvku antistatickým řetězcem není úplným řešením ESD.
Kompletní návrh ESD může rovněž vyžadovat:
Ostatní, s plošnou hmotností převyšující 1 kg
Přiměřené materiály pro řetězce a vodítka
Provozová dráha mezi paletou a dopravníkem
Zemnění hliníkového rámu
Svazovací popruhy
Ochrana elektrických komponent
Závěrečné zkoušení odporu
ESD musí být považována za požadavek aplikace na úrovni systému, nikoli za vlastnost jednoho izolovaného prvku.
Prostory s prachem a štěrbinami kovů
Navrhovatel musí zohlednit kryty řetězových kanálů, odstranění čipů, čištění průvodců a přístup k údržbě.
Pokud se do oblasti řetězce a kolotoče neustále propouští hliníkové, ocelové nebo prachové drápy, urychluje se opotřebení a může to v důsledku toho způsobit zácpání.
Vysokoteplotní prostředí
Následující věci musí být znovu přezkoumány:
Materiály pro řetězy a válce
Hraniční teploty opotřebení pásů
Metoda smазování
Umístění motoru a převodovky
Teplotní hodnoty senzorů, trubek a kabelů
Tepelné roztažení rámu a palet
Standardní konfigurace dílny nemůže být přímo použita ve všech provozních prostředích.
10 Jak se vypočítává výkon motoru a bezpečnostní faktory?
Výběr motoru nelze redukovat na pravidlo typu „určitý počet wattů na metr.“
Požadovaná síla dopravníku musí zahrnovat alespoň čtyři složky:
Celkový odpor = odpor třením + setrvačnost při rozběhu + odpor způsobený výškovým rozdílem + další odpor
Pro předběžný odhad vodorovného dopravníku:
Odpor třením F₁ = μ × M × g
Kde:
μ je ekvivalentní součinitel tření řetězu, válečků a vodícího systému
M je celková pohybující se hmotnost
g je gravitační zrychlení
Rozjezd také vyvolává setrvačnost:
Setrvačná síla F₂ = M × a
kde a je zrychlení dopravníku.
Pohyb po nakloněné rovině nebo změny výšky vyžadují další složku gravitační síly. Kromě toho je nutné zahrnout jako dodatečný odpor např. nashromážděné palety, napínání řetězu, otočné mechanismy, ložiska a další příslušenství.
Jakmile je stanovena celková pohonná síla F, lze předběžně vypočítat výkon takto:
Vypočtený výkon P = F × v ÷ (1000 × η)
Kde:
P je ve kW
F je celková pohonná síla v N
v je rychlost řetězu v m/s
η je celková účinnost motoru, převodovky, ozubeného kola a přenosového systému
Motor by neměl být vybrán přesně podle vypočtené hodnoty.
Je nutné uplatnit bezpečnostní faktor:
Vybraný výkon motoru ≥ vypočtený výkon × bezpečnostní faktor
Bezpečnostní faktor není pevné číslo. Závisí na:
Frekvenci startů a zastavení
Nepřetržitý čas provozu
Akumulaci po celé délce linky
Provoz dopředu a dozadu
Nárazové zatížení
Požadovaném čase zrychlení
Teplota okolí
Variaci skutečné zátěže
Předběžná rezerva přibližně 1,3 až 1,5 může stačit pro stabilní, nepřetržitý dopravu. Časté starty, větší akumulace nebo kolísající zátěž mohou vyžadovat rezervu přibližně 1,5 až 2,0. Pro náročné provozy, aplikace s nárazy nebo reverzní provoz je nutné provést samostatné ověření místo použití pevného faktoru.
Výběr motoru musí také ověřit:
Výstupní krouticí moment převodovky
Spuštěcí moment
Krouticí moment řetězového kola a hřídele
Rychlost motoru
Redukční poměr
Tepelná kapacita
Frekvenci zapínání a vypínání
Maximální povolené namáhání řetězu
Profesionální metody výběru motoru vyhodnocují setrvačnost, krouticí moment a otáčky současně, zatímco metody výběru řetězu ověřují maximální namáhání řetězu, rychlostní faktory a provozní podmínky.
Příliš malý motor se nemusí dokázat rozběhnout za plného zatížení. Příliš velký motor může zvýšit zátěž řetězu, řetězových kol a převodovky. Správný postup spočívá v přizpůsobení celého pohonného systému, nikoli pouze ve zvyšování výkonu motoru.
Připravte tyto informace před tím, než požádáte o řešení pásového dopravníku pro palety
Při žádosti o montážní linku pro paletové dopravníky od společnosti Henton nám následující informace pomohou připravit přesnější řešení a cenovou nabídku:
Název výrobku, rozměry a hmotnost
Rozměry, hmotnost a materiál palety
Počet výrobků naložených na každou paletu
Cílový výstup za minutu
Cyklový čas každé pracovní stanice
Požadovaná délka, šířka a pracovní výška dopravníku
Maximální počet hromaděných palet
Požadavky na zastavení, zvedání a přesné polohování
Požadovaná přesnost polohování
Jednoúrovňové, dvouúrovňové nebo kruhové návratové uspořádání
Provozní prostředí a denní provozní doba
Integrace s roboty, kontrolními zařízeními nebo řídicími systémy
Přepravník palet se může zdát být jen dopravní linkou, ale propojuje čas výrobního cyklu, upínací zařízení, automatizační vybavení, obsluhu a logistiku továrny.
Rychlá cenová nabídka má malou hodnotu, pokud nebyly správně definovány technické parametry.
Společnost Henton neprojektuje přepravník palet pouhým přidáním hliníkových profilů a řetězů podle délky. Posuzujeme zátěž výrobku, čas výrobního cyklu, množství akumulace, požadavky na polohování a provozní prostředí a poté navrhujeme řetěz, rámeček, paletu, pohon a řídicí systém jako jedno komplexní řešení.
Zákazníci nepotřebují přepravník, který pouze přepravuje.
Potřebují výrobní linku, která se spouští za plného zatížení, akumuluje bez zablokování, přesně polohuje, spolehlivě funguje v průběhu času a udržuje krok s požadovaným výrobním výkonem.
