EN
Design af en palletransportørmonteringslinje: 10 parametre, der skal defineres først
Henton Aluminum | Palletkonvektor-teknik og valg
Mange kunder anmoder om et tilbud på en palletkonvektor ved at starte med ét spørgsmål:
"Hvor meget koster en 10-meter lang konvektor?"
Konvektorlængden alene bestemmer dog ikke den rigtige løsning.
To konvektorlinjer kan begge være 10 meter lange, men én transporterer lette elektroniske dele, mens den anden transporterer batterimoduler, der vejer mere end 100 kg. Én kan kun flytte produkter kontinuerligt, mens den anden også skal standse, løfte, positionere, inspicere og automatisk returnere pallets.
Forskellige driftsforhold kræver forskellige kæder, aluminiumsprofiler, pallets, drivsystemer og styringssystemer.
En stabil palletkonvektor-monteringslinje bygger på følgende ti parametre.
01 Hvad er den samlede vægt af produktet og palleten?
Belastningsberegningen kan ikke baseres udelukkende på produktets vægt.
Den faktiske bevægelige belastning omfatter:
Produkt + armatur + palleplatte + palletilbehør
Hvis produktet f.eks. vejer 20 kg, armaturen vejer 8 kg og aluminiumpalletten vejer 7 kg, er den faktiske belastning pr. pallet 35 kg, ikke 20 kg.
Den tekniske gennemgang skal også bekræfte:
Om tyngdepunktet er centreret
Palledimensioner
Om belastningen er ekscentrisk
Hvor pallerne kommer i kontakt med transportørkæderne
Hvor mange paller kører på linjen samtidig
Hvor mange paller der kan akkumuleres under fuld belastning
Ved udvælgelsen af kæden skal der ikke blot kontrolleres den samlede transportørbelastning, men også belastningen på hver ruller, hver kæde og den mulige belastningsforskel mellem venstre og højre kæde.
I forbindelse med valg af en kæde med fri strømning skal ingeniørerne også tage hensyn til pallets masse, dimensioner, mængde, transportørhastighed, transportørlængde og akkumulationslængde sammen i stedet for at anvende produktets vægt alene.
For Henton er det første skridt ikke at vælge en motor. Det identificerer den tungeste driftstilstand på hele linjen.
02 Hvor mange produkter skal transporteres i minuttet?
jo hurtigere transportøren, jo bedre er en af de mest almindelige misforståelser i forbindelse med design af palletransportører.
Det reelle krav er ikke den højeste kædeskifte, men antallet af færdige produkter, som rækken pålideligt kan levere pr. minut.
Hvis produktionsmålet er 6 produkter pr. minut, og hver palle transporterer 1 produkt, er den gennemsnitlige palleafsætningsperiode:
60 ÷ 6 = 10 sekunder pr. palle
Hvis hver palle transporterer 2 produkter, bliver den tilladte palleafsætningsperiode:
60 × 2 ÷ 6 = 20 sekunder pr. palle
Inden transportørens hastighed bestemmes, skal følgende bekræftes:
Måludgang pr. minut
Antal produkter på hver palle
Afstand mellem arbejdsstationer
Tid krævet til pallestart, -stop og -positionering
Om ind- og udlastning er manuel
Om inspektion, skruemontage, dosering, svejsning eller andre venteprocesser er inkluderet
Transportbåndhastighed er et resultat af designprocessen, ikke udgangspunktet.
En hurtigere kæde øger ikke produktionen, når arbejdsstationer forbliver blokerede. Den kan kun øge stød, støj og slid.
03 Hvad er cykeltiden for hver arbejdsstation?
Udbytte pr. minut definerer produktionsmålet. Arbejdsstationens cykeltid afgør, om linjen faktisk kan opnå det.
Hvis ét produkt skal færdiggøres hvert 10. sekund, må ingen arbejdsstation konsekvent kræve mere end 10 sekunder uden ekstra kapacitet.
En rigtig linje kan se sådan ud:
Indlæsning: 5 sekunder
Scan: 3 sekunder
Skruemontage: 18 sekunder
Inspektion: 8 sekunder
I dette tilfælde er skruemontagestationen på 18 sekunder – ikke transportbåndets hastighed – den faktiske produktionsflaskehals.
Mulige løsninger inkluderer:
Tilføjelse af en parallel arbejdsstation
Transport af flere produkter på én palle
Opdeling af én proces i flere trin
Tilføjer bufferkapacitet
Bruger automatisk udstyr
Omarrangerer arbejdspladsens layout
En palletransportør er ikke blot en enhed, der flytter produkter fremad. Den skal organisere processer med forskellige cykeltider i en afbalanceret produktionsstrøm.
Uden afbalancering af cykeltid vil en forøgelse af kædens størrelse, motorstyrke eller ramme størrelse ikke løse kapacitetsproblemet.
04 Hvor mange paller skal samles på samme tid?
En af de primære fordele ved en fri-strøm-palletransportør er, at kæden kan fortsætte med at bevæge sig, mens pallere standser og står i kø ved en stopper.
Accumuleringskapaciteten er dog ikke ubegrænset.
Flere paller og længere akkumuleringszoner øger friktionen, drivbelastningen og rullebeskadigelsen.
Den krævede akkumuleringskapacitet beregnes normalt ud fra den mulige nedetid for den efterfølgende proces.
For eksempel:
Produktionscyklus: 20 sekunder pr. palle
Typisk nedstrøms genoprettelsestid efter en fejl: 3 minutter
Den opstrøms-proces fortsætter med at føde materiale i løbet af de 3 minutter
Den mindste teoretiske buffer er:
180 ÷ 20 = 9 paller
Den endelige konstruktion skal også tage højde for palleafstand, frigivelseslogik efter produktionsgenoptagelse og en passende reserve.
Den tekniske gennemgang skal yderligere bekræfte:
Om hele linjen eller kun udvalgte zoner akkumulerer paller
Om produkterne må komme i kontakt med hinanden under akkumulering
Hvor mange paller en stopper skal kunne holde
Om akkumuleringszoner kræver sektioneret stop
Om drivsystemet kan håndtere en fuldt akkumuleret linje
Mange transportbånd kører normalt, når de er tomme, men overbelastes, vibrerer eller står stille, når alle palleholderne akkumuleres. I de fleste tilfælde blev den akkumulerede belastning ikke fuldt ud inkluderet i designet.
05 Hvad er transportbåndets længde og arbejdshøjde?
Et længere transportbånd er ikke blot et spørgsmål om at tilføje flere meter aluminiumsprofil.
Når længden øges, øges også kædens vægt, guidens friktion, antallet af palleholdere og den akkumulerede spænding. Over en bestemt længde kan designet kræve:
Flere drivsektioner
Yderligere mellemstøtter
Større rammeprofiler
En revideret kædespændingskonstruktion
Zonestyring
Vedligeholdelsesadgang
Kædevælgelsesmetoder tager transportbåndets længde, hastighed, friktionskoefficient, maksimal transporteret masse og driftsmiljø som nøgleindgange til beregning af kædespænding. Inerti skal også inkluderes, når transportbåndet starter hurtigt eller pludselig skubber en last.
Arbejdshøjden skal ligeledes konstrueres i stedet for at blive valgt vilkårligt.
Manuelle samlelinjer skal tage højde for operatørhøjden, arbejde i siddende eller stående stilling, værktøjets placering samt produktets arbejdsflade. Automatiserede linjer skal tilpasses robotter, inspektionssystemer, doseringsmaskiner og lasteeudstyr.
For et to-niveau returntransportbånd skal designet også kontrollere:
Øverste arbejdshøjde
Nederste returklarhed
Højde for løfte-og-overførselsmekanisme
Plads til motorer og tandhjul
Justeringsområde for nivelleringsfødder
Arbejdshøjden ser ud til at være en simpel dimension, men den påvirker direkte ergonomien og udstyrets integration.
06 Kræves lift-and-locate-positionering?
En stopper kan standse en palle, men standse er ikke det samme som præcisionspositionering.
Manuel montage, visuel inspektion og grundlæggende scanning kræver måske kun, at pallen standser inden for et generelt område. En stopper kan være tilstrækkelig til disse operationer.
Lift-and-locate-enheder kræves normalt til:
Robot-pickup
Automatisk skruemontage
Dispensering eller belægning
Press aftrykning
Laserinspektion
Vision-billeddannelse
Præcisionsmåling
Svejsning
Automatisk indlæsning og afslagning
En løft- og placeringsenhed løfter palleren væk fra transportørrullerne og placerer den ved hjælp af stifter, busker eller præcisionsreferenceflader.
Dette giver to vigtige fordele:
For det første overføres forarbejdnings- og pressekræfterne ikke direkte til transportkæden og rullerne.
For det andet defineres pallets position af lokaliseringsenheden snarere end af kædens stopposition.
Det er derfor ikke tilstrækkeligt at sige, at der er behov for en prop. Der skal også defineres de processer, der udføres efter stoppet.
07 Hvilken positioneringsklarhed kræves?
Det er ikke nok at sige, at der er behov for positionering. Den krævede gentagelighed skal defineres.
Forskellige processer har meget forskellige nøjagtighedskrav:
Man skal kun montere den manuelt ved hjælp af en stabil palle
Grundlæggende sensorinspektion kræver en rimelig konsekvent positionering
Robotudvælgelse kræver stabil gentagelighed
Syn, dispensering, skruemontage og præcisionspresning kræver højere nøjagtighed
I etablerede palletransportanlæg kan dedikerede positioneringsenheder opnå en gentagelighed i området ca. ±0,1 mm til ±0,3 mm. Den faktiske ydelse afhænger af pallestrukturen, lokaliseringsspænderne og bushingerne, belastningen, monteringsnøjagtigheden og mekanismens design.
Ét punkt skal fremhæves:
Positionsnøjagtighed kan ikke opnås blot ved at angive et tal i en specifikation.
Den afhænger også af:
Pallens stivhed
Passning mellem lokaliseringsspænder og bushinger
Hvordan produktet er placeret i fastspændingen
Synkronisering af løftemekanismen
Rammestivhed
Om belastningen er ekscentrisk
Maskinfundament og installation
Vedligeholdelse efter langvarig slitage
Jo højere krav til nøjagtighed, jo mindre sandsynligt er det, at en simpel stopper alene er tilstrækkelig.
08 Enkelt-niveau, dobbelt-niveau eller løkke-retur?
Transportbåndets konstruktion skal vælges ud fra den tilgængelige gulvplads, kravene til palle-retur og processtrømmen.
Enkelt-niveau lige transportbånd
Dette er den simpleste konstruktion med lavere investering og nemmere vedligeholdelse. Den er velegnet, når operatører fjerner pallerne i linjens ende eller når automatisk palle-retur ikke kræves.
Dens primære begrænsning er, at tomme paller skal returneres manuelt.
Dobbelt-niveau automatisk retur
Øverste niveau bruges til montage og transport af belastede paller, mens nederste niveau returnerer tomme paller. Løfter, lift-and-transfer-enheder eller andre overførselsmekanismer forbinder de to niveauer.
Denne konstruktion spare plads på gulvet og sikrer automatisk palle-cirkulation, hvilket gør den egnet til lige montagelinjer.
De ekstra løfte-, overførsels- og styringsmekanismer øger dog også kravene til beskyttelse og fejlafbrydning.
Vandret løkkefremfører
Paller cirkulerer kontinuerligt rundt i en vandret løkke. Denne opstilling er egnet, når arbejdsstationer placeres rundt om fremføreren og når forgreninger, inspektionsstationer eller omarbejdsområder kan tilføjes.
En løkkeopstilling er fleksibel, men optager normalt mere gulvplads og kræver flere dreje- og overførselsmekanismer.
Der findes ikke én universelt bedste opstilling. Den rigtige opstilling er den, der passer til processen og den tilgængelige fabriksgulvplads.
09 Kræves ESD-, støvbeskyttelse eller højtemperaturbestandighed?
Pallefremførere anvendes ikke kun i almindelige værksteder.
Elektronikmontage, batteriproduktion, præcisionsinstrumenter, rene områder, højtemperaturprocesser og metalbearbejdning skaber alle forskellige krav til materialer og konstruktion.
ESD-følsomme miljøer
At erstatte én komponent med en »antistatisk kæde« er ikke en komplet ESD-løsning.
En komplet ESD-konstruktion kan også kræve:
Ledende eller statiskafledende paller
Passende kæde- og vejledermaterialer
En ledende forbindelse mellem pallen og transportbåndet
Jordforbindelse af aluminiumsrammen
Forbindelsesremme
Beskyttelse af elektriske komponenter
Endelig modstandstest
ESD skal behandles som en kravspecifikation på systemniveau, ikke som en egenskab ved en isoleret komponent.
Støv- og metalspånmiljøer
Designet skal tage højde for kædekamdæksler, spånafledning, rengøring af vejledere samt adgang til vedligeholdelse.
At tillade, at aluminiumsspån, stålspån eller støv løbende trænger ind i kæde- og tandhjulsområdet, accelererer slid og kan eventuelt føre til blokering.
Højtemperatursituationer
Følgende skal gennemgås igen:
Kæde- og rullematerialer
Slidstrippers temperaturgrænser
Lubrikationsmetode
Motor- og gearkassens placering
Sensorers, slanger og kablers temperaturklassificering
Termisk udvidelse af ramme og paller
En standard værkstedskonfiguration kan ikke anvendes direkte i alle driftsmiljøer.
10 Hvordan beregnes motorstyrke og sikkerhedsfaktorer?
Motorvalg kan ikke reduceres til en regel som f.eks. "et bestemt antal watt pr. meter".
Den krævede transportbånds kraft skal mindst omfatte fire dele:
Samlet modstand = friktionsmodstand + startinertie + højdemodstand + yderligere modstand
Til en indledende vurdering af et vandret transportbånd:
Friktionsmodstand F₁ = μ × M × g
Hvor:
μ er den ækvivalente friktionskoefficient for kæden, rullerne og vejledningssystemet
M er den samlede bevægelige masse
g er tyngdeaccelerationen
Start introducerer også inertimodstand:
Inertikraft F₂ = M × a
hvor a er transportbåndets acceleration.
Bevægelse på skrå eller højdeforskelle kræver en ekstra tyngdekraftkomponent. Akkumulerede paller, kædet spænding, drejemechanismer, lejer og andre tilbehør skal også inkluderes som ekstra modstand.
Når den samlede drivkraft F er fastlagt, kan den foreløbige effekt beregnes som:
Beregnet effekt P = F × v ÷ (1000 × η)
Hvor:
P er i kW
F er den samlede drivkraft i N
v er kædhastigheden i m/s
η er den samlede effektivitet af motoren, gearkassen, tandhjulet og transmissionsystemet
Motoren bør ikke vælges præcist efter den beregnede værdi.
En sikkerhedsfaktor skal anvendes:
Valgt motorstyrke ≥ beregnet styrke × sikkerhedsfaktor
Sikkerhedsfaktoren er ikke et fast tal. Den afhænger af:
Frekvensen af start og stop
Kontinuerlig driftstid
Akumulering på hele banen
Drift fremad og baglæns
Stødbelastninger
Krævet accelerations tid
Omgivelsestemperatur
Variation i den faktiske belastning
En foreløbig reserve på ca. 1,3 til 1,5 kan være passende til stabil, kontinuerlig fremførsel. Hyppige starte, stor akkumulering eller svingende belastninger kræver muligvis en reserve på ca. 1,5 til 2,0. Til tunge anvendelser, stødanvendelser eller applikationer med omvendt rotation kræves separat verifikation i stedet for en fast faktor.
Motorvalg skal også verificeres ud fra:
Gearkassens akseltorque
Starthold
Tandhjulsaksens torque
Motorhastighed
Reduktionsforhold
Termisk Kapacitet
Start-stopt-frekvens
Maksimal tilladt kædetråk
Faglige motorvalgsmetoder vurderer inertimoment, torque og hastighed samlet, mens kædevalgsmetoder verificerer maksimal kædetråk, hastighedsfaktorer og driftsforhold.
En for lille motor kan måske ikke starte under fuld belastning. En unødigt stor motor kan øge påvirkningen på kæden, tandhjulene og gearkassen. Den rigtige fremgangsmåde er at afstemme hele drivsystemet, ikke blot at øge motoreffekten.
Forbered disse oplysninger, inden du anmoder om en palletransportøsløsning
Når du anmoder om en palletransportør-automatiseringslinje fra Henton, hjælper følgende information os med at udarbejde en mere præcis løsning og tilbud:
Produktnavn, dimensioner og vægt
Palledimensioner, vægt og materiale
Antal produkter pr. palle
Måludgang pr. minut
Cykeltid pr. arbejdsstation
Krævet transportørlængde, -bredde og arbejdshøjde
Maksimalt antal akkumulerede pallere
Krav til stop, løft og præcisionspositionering
Krævet positionsnøjagtighed
Enkelt-niveau-, dobbelt-niveau- eller løkkeformet returlayout
Arbejdsmiljø og daglige driftstider
Integration med robotter, kontroludstyr eller styresystemer
En palletransportør kan synes at være en transportlinje, men den forbinder produktionscyklustiden, udstyr, automatiseringsudstyr, operatører og fabrikks logistik.
Et hurtigt tilbud har ringe værdi, hvis de tekniske parametre ikke er blevet defineret korrekt.
Henton udformer ikke en palletransportør ved blot at tilføje aluminiumprofiler og kæder efter længde. Vi vurderer produktbelastningen, produktionscyklustiden, akkumuleringsmængden, placeringsbehovet og driftsmiljøet og designer derefter kæden, rammen, palleren, drevet og styresystemet som en samlet løsning.
Kunderne har ikke brug for en transportør, der blot bevæger sig.
De har brug for en produktionslinje, der starter under fuld belastning, akkumuleres uden at blokere, placeres præcist, fungerer pålideligt over tid og holder trit med den nødvendige produktionsproduktion.
