Palletų pervežimo linijos projektavimas: 10 parametrų, kuriuos reikia nustatyti pirmiausia

Palletų pervežimo linijos projektavimas: 10 parametrų, kuriuos reikia nustatyti pirmiausia

Henton Aluminum | Palletų konvejerų projektavimas ir parinkimas

Daugelis klientų prašo pateikti palletų konvejerų kainos pasiūlymą, pradedant vienu klausimu:

„Kiek kainuoja 10 metrų ilgio konvejeris?“

Tačiau vien tik konvejerio ilgis nepakankamai nulemia tinkamiausią sprendimą.

Abu konvejerių linijų ilgiai gali būti po 10 metrų, tačiau viena iš jų veža lengvus elektronikos komponentus, o kita – akumuliatorių modulius, sveriančius daugiau nei 100 kg. Viena linija gali tik nuolat judinti gaminius, o kita turi ne tik sustabdyti, pakelti, nustatyti padėtį, patikrinti, bet ir automatiškai grąžinti palletus.

Skirtingos eksploatavimo sąlygos reikalauja skirtingų grandinių, aliuminio profilių, palletų, varomųjų sistemų ir valdymo sistemų.

Stabili palletų konvejerų surinkimo linija prasideda šiais dešimties parametrais.

01 Koks yra gaminio ir palleto bendras svoris?

Naštos apskaičiavimas negali remtis tik gaminio svoriu.

Tikroji judanti našta apima:

Produktas + tvirtinimo įtaisas + pallet plokštė + pallet priedai

Pavyzdžiui, jei produkto masė yra 20 kg, tvirtinimo įtaiso – 8 kg, o aliumininio pallet – 7 kg, faktinė vieno pallet apkrova yra 35 kg, o ne 20 kg.

Inžinerinis vertinimas taip pat turi patvirtinti:

• Ar masės centras yra centruotas
• Pallet matmenys
• Ar apkrova yra ekscentrinė
• Kur pallet liečiasi su konvejerinėmis grandinėmis
• Kiek pallet vienu metu juda linijoje
• Kiek pallet gali kauptis pilnos apkrovos sąlygomis

Grandinės parinkimas turi patikrinti ne tik bendrą konvejerio apkrovą, bet ir kiekvieno ritinėlio, kiekvienos grandinės apkrovą bei galimą apkrovos skirtumą tarp kairiosios ir dešiniosios grandinės.

Laisvojo srauto grandinės parinkimo procedūros taip pat reikalauja, kad inžinieriai kartu įvertintų palletės masę, matmenis, kiekį, konvejerio greitį, konvejerio ilgį ir kaupimo ilgį, o ne tik gaminio svorį.

Henton atveju pirmasis žingsnis nėra variklio pasirinkimas. Tai visos linijos sunkiausios eksploatavimo sąlygos nustatymas.

02 Kiek produktų turi būti perduodama per minutę?

„Kuo greitesnis konvejeris, tuo geriau“ – viena dažniausiai klaidingų nuomonių projektuojant palletės konvejerius.

Iš tikrųjų reikalavimas nėra didžiausias grandinės greitis, o patikimai per minutę gali būti pristatyta baigtų produktų skaičius.

Jei gamybos tikslas yra 6 produktai per minutę ir kiekvienoje palletėje yra 1 produktas, vidutinis palletės intervalo laikas yra:

60 ÷ 6 = 10 sekundžių vienai palletėi

Jei kiekvienoje palletėje yra 2 produktai, leistinas palletės intervalo laikas tampa:

60 × 2 ÷ 6 = 20 sekundžių vienai palletėi

Prieš nustatant konvejerio greitį, būtina patvirtinti šiuos punktus:

• Taikomasis išėjimas per minutę
• Kiekvienoje padėklėje esančių produktų skaičius
• Darbo vietų atstumas
• Laikas, reikalingas padėkloms pradėti, sustabdyti ir išdėstyti
• Ar įkrovimas ir iškrovimas atliekami rankiniu būdu
• Ar į šį procesą įtraukiami tikrinimo, skruzdinimo, išdavimo, suvirinimo ar kitų laikymo procesai

Konvejerų greitis yra projektavimo proceso rezultatas, o ne pradinio taško.

Greitesnė grandinė nepadidina gamybos, kai darbo stotys lieka užblokuotos. Tai tik padidins smūgį, triukšmą ir nusidėvėjimą.

03 Koks kiekvieno darbo stotelės ciklo laikas?

Produkcija per minutę apibrėžia gamybos tikslą. Darbo stotyje veikimo ciklo laikas lemia, ar linija gali tai pasiekti.

Jei vienas gaminys turi būti pagamintas kas 10 sekundžių, jokia darbo vieta neturėtų nuolat reikalauti daugiau nei 10 sekundžių be papildomos galios.

Tikroji linija gali atrodyti taip:

• Įkrovimas: 5 sekundės
• Skenuotas: 3 sekundės
• Sukimo darbai: 18 sekundžių
• Tikrinimas: 8 sekundės

Šiuo atveju 18 sekundžių trunkantis sukimo darbų stacionaras – o ne konvejerio greitis – yra tikrasis gamybos susiaurėjimas.

Galimi sprendimai yra:

• Pridėti lygiagretų darbo vietą
• Vienoje palletėje vežti kelis produktus
• Vieno proceso padalinimas į kelis žingsnius
• Buferinės talpos pridėjimas
• Automatinės įrangos naudojimas
• Darbo vietos išdėstymo pertvarkymas

Palletės konvejeris – tai ne tik įrenginys, kuris perkelia gaminius pirmyn. Jis turi organizuoti procesus su skirtingais ciklo laikais į subalansuotą gamybos srautą.

Be ciklo laiko subalansavimo padidinant grandinės dydį, variklio galią ar rėmo dydį negalima išspręsti pajėgumų problemos.

04 Kiek palletių turi kauptis vienu metu?

Viena iš pagrindinių laisvojo judėjimo palletės konvejerio privalumų yra tai, kad grandinė gali toliau judėti, kai palletės sustoja ir susiformuoja eilė prie stabdymo įrenginio.

Tačiau kaupiamoji talpa nėra ribota.

Daugiau palletių ir ilgesnės kaupiamosios zonos padidina trintį, varomąją apkrovą ir ritinėlių ausimą.

Būtina kaupimo talpa paprastai apskaičiuojama iš galimo žemesniojo proceso prastovos laiko.

Pavyzdžiui:

• Gamybos ciklas: 20 sekundžių vienam paletei
• Tipiškas žemesniojo proceso atstatymo laikas po gedimo: 3 minutės
• Aukštesnysis procesas per tas 3 minutes toliau tiekia gamybą

Minimali teorinė buferinė talpa yra:

180 ÷ 20 = 9 palletės

Galutinis projektavimas taip pat turi atsižvelgti į palečių tarpus, palečių išleidimo logiką po gamybos atnaujinimo ir tinkamą rezervą.

Inžinerinis vertinimas taip pat turi patvirtinti:

• Ar visą liniją ar tik pasirinktas zonas kaupia paletes
• Ar gaminiai gali liestis vienas su kitu kaupimosi metu
• Kiek palečių turi laikyti stabdymo įtaisas
• Ar kaupimo zonoms reikia sektorinio stabdymo
• Ar variklis gali tvarkyti visiškai užpildytą liniją

Daugelis perduodamųjų įrenginių veikia normaliai tuščių, bet perkrauna, virpa ar sustoja, kai visos palečių eilės susikaupia. Daugumos atvejų projektuojant visiškai nebuvo įvertintas susikaupęs krūvis.

05 Koks yra perduodamojo įrenginio ilgis ir darbo aukštis?

Ilgesnis perduodamasis įrenginys nėra tiesiog kelių metrų aliuminio profilio pridėjimas.

Kai ilgis didėja, taip pat auga grandinės masė, vedamųjų paviršių trintis, palečių skaičius ir susikaupusi įtempis. Virš tam tikro ilgio projektavime gali būti reikalaujama:

• Kelių varomųjų sekcijų
• Papildomų tarpinių atramų
• Storesnių rėmo profilių
• Peržiūrėta grandinės įtempimo konstrukcija
• Zonų valdymas
• Prieigos prie techninio apdovanojimo

Grandinės parinkimo metodai priima konvejerio ilgį, greitį, trinties koeficientą, maksimalią pervežamą masę ir eksploatacijos aplinką kaip pagrindinius grandinės įtempimo skaičiavimų duomenis. Inercija taip pat turi būti įtraukta, kai konvejeris pradedamas greitai arba staiga stumia krovinį.

Darbo aukštis taip pat turi būti suprojektuotas, o ne pasirenkamas savivališkai.

Rankinis surinkimo linijų projektavimas turi atsižvelgti į operatoriaus ūgį, sėdimą arba stovintį darbą, įrankių padėtį ir gaminio darbo paviršių. Automatinėse linijose turi būti suderinta su robotais, kontrolės sistemomis, dozavimo įrenginiais ir kraunamaisiais įrenginiais.

Dviejų lygių grąžinimo konvejerio projektavime taip pat reikia patikrinti:

• Viršutinį darbo aukštį
• Apatinį grąžinimo laisvumą
• Kėlimo ir perkėlimo mechanizmo aukštį
• Variklių ir žvaigždėtų ratukų vietą
• Lygiavimo kojelių reguliavimo diapazonas

Darbo aukštis atrodo kaip paprastas matmuo, tačiau jis tiesiogiai veikia ergonomiką ir įrangos integraciją.

06 Ar reikalinga pakeliamoji ir tiksliai nustatomoji padėtis?

Stabdymo įtaisas gali sustabdyti palete, tačiau stabdymas nėra tas pats, kas tikslus pozicionavimas.

Rankinis surinkimas, vizualinė inspekcija ir paprastas skenavimas gali reikalauti, kad palete sustotų tik bendroje vietoje. Šioms operacijoms gali būti pakankamas stabdymo įtaisas.

Pakeliamosios ir tiksliai nustatomosios padėties įrenginiai paprastai reikalingi šioms užduotims:

• Robotų parinkimas
• Automatinis varžtų sukimas
• Dozavimas ar dengimas
• Derlių priemonė
• Lazerinė inspekcija
• Vaizdo vaizdavimas
• Tikslus matavimas
• Suvirinimas
• Automatinis įkrovimas ir iškrovimas

Keltuvo ir pozicionavimo vienetas pakelia paletę nuo konvejerio ritinėlių ir nustato jos padėtį naudodamas žymes, įvorės ar tikslų orientyrų paviršius.

Tai suteikia du svarbius privalumus:

Pirma, apdorojimo ir spaudimo jėgos tiesiogiai neperduodamos konvejerio grandinei ir ritinėliams.

Antra, paletės padėtis nustatoma pagal pozicionavimo vienetą, o ne pagal grandinės sustojimo padėtį.

Todėl nepakanka nurodyti, kad reikia stabdymo įrenginio. Taip pat būtina apibrėžti procesus, kurie vykdomi po sustojimo.

07 Kokia pozicionavimo tikslumas reikalingas?

Nepakanka nurodyti, kad reikia pozicionavimo. Būtina apibrėžti reikalaujamą pakartojamumą.

Skirtingiems procesams reikalingas labai skirtingas tikslumas:

• Rankinis surinkimas reikalauja tik stabilaus sustabdymo
• Pagrindinė jutiklių apžvalga reikalauja pakankamai nuoseklaus pozicionavimo
• Robotų pakėlimas reikalauja stabilios pakartotinumo
• Vaizdo analizė, dozavimas, varžtų sukimas ir tikslus spaudimas reikalauja didesnio tikslumo

Įprastuose palečių perduodamųjų juostų sistemose specialūs pozicionavimo vienetai gali pasiekti pakartotinumą maždaug nuo ±0,1 mm iki ±0,3 mm. Tikras našumas priklauso nuo palečių konstrukcijos, lokavimo smeigčių ir įvorčių, krovinio, montavimo tikslumo ir mechanizmo projektavimo.

Reikia pabrėžti vieną punktą:

Pozicionavimo tikslumas negali būti pasiektas tiesiog įrašant skaičių techninėje specifikacijoje.

Jis taip pat priklauso nuo:

• Palečių standumo
• Lokavimo smeigčių ir įvorčių tarpusavio priderinimo
• Kaip produktas yra fiksuojamas tvirtinimo įtaise
• Pakėlimo mechanizmo sinchronizavimas
• Rūmų standumas
• Ar apkrova yra ekscentrinė
• Mašinos įtaisymas ir montavimas
• Prižiūrimas po ilgo dėvėjimo

Kuo didesnis tikslumo reikalavimas, tuo mažiau tikėtina, kad pakanka vien tik paprasto užtaisymo.

08 Vienpakopinis, dvigubos pakopos arba kilpinio grįžimo?

Konvejerų struktūra turi būti pasirinkta atsižvelgiant į turimą grindų plotą, padėklų grąžinimo reikalavimus ir proceso srautą.

Vienpakopinis tiesinis konvejeras

Tai paprasčiausia konstrukcija, su mažesniais investicijomis ir lengvesniu prižiūrimu. Jis tinka, kai operatorius ištraukia padėklą linijos gale arba kai nereikia automatiškai grąžinti padėklų.

Pagrindinis jos apribojimas yra tas, kad tuščius padėklus reikia grąžinti rankiniu būdu.

Dvigubas automatinis grąžinimas

Aukštesnis lygis naudojamas surinkimui ir pakrautuose padėklų transportui, o žemesnis lygis grąžina tuščius padėklus. Aukštakliai, keltuvai ir perkeltuvai arba kiti perkelimo mechanizmai sujungia du lygius.

Šis dizainas sutaupys grindų ir automatiškai pernešis padėklą, todėl jis tinka tiesoms surinkimo linijoms.

Tačiau papildomi pakėlimo, perdavimo ir valdymo mechanizmai taip pat didina apsaugos ir gedimo užrakinimo reikalavimus.

Horizontalus grandinės konvejeras

Palėtai nuolat cirkuliuoja horizontalioje grandinėje. Šis išdėstymas tinka, kai aplink konvejerą yra įrengtos darbo stotys ir kai gali būti pridedami šaknys, tikrinimo stotys arba apdirbimo plotai.

Syklo išdėstymas yra lankstiškas, tačiau paprastai užima daugiau grindų ir reikalauja daugiau sukimo ir perdavimo mechanizmų.

Nėra vieno geriausio dizaino. Teisingas išdėstymas atitinka procesą ir įrengimo vietą.

09 Ar reikia ESD, dulkių apsaugos ar atsparumo aukštoms temperatūroms?

Palletų pervežimo įrenginiai naudojami ne tik paprastose dirbtuvėse.

Elektronikos surinkimas, akumuliatorių gamyba, tikslieji prietaisai, švarios zonos, aukštos temperatūros procesai ir metalų apdirbimas kiekvienas kelia skirtingus reikalavimus medžiagoms ir konstrukcijai.

ESD jautrios aplinkos

Vieno komponento pakeitimas „antistatinės grandinės“ pagalba nėra visiškas ESD sprendimas.

Visiškas ESD projektavimas taip pat gali reikalauti:

• Laidžių ar statinę energiją išsisklaidančių palletų
• Tinkamų grandinės ir vedamųjų elementų medžiagų
• Tarp palleto ir pervežimo įrenginio sukurtos laidžios jungties
• Aliuminio rėmo įžeminimo
• Jungiamųjų juostų
• Elektrinių komponentų apsauga
• Galutinis varžos testavimas

ESD turi būti laikoma sistemos lygio taikymo reikalavimu, o ne vieno izoliuoto komponento savybe.

Dulkių ir metalinių drožlių aplinka

Projektavime turi būti įvertinti grandinės kanalų dangteliai, drošlių šalinimas, nukreipimo valymas ir prieigos prie techninės priežiūros.

Aliuminio drošlėms, plieno drošlėms arba dulkiams nuolat patekus į grandinės ir žvaigždutės zoną, dėl to greitėja ausis ir galiausiai gali atsirasti užstrigimas.

Aukštos temperatūros aplinkos

Toliau pateikti punktai turi būti peržiūrėti iš naujo:

• Grandinės ir ritinėlių medžiagos
• Nusidėvėjimo juostų temperatūros ribos
• Smarčiavimo būdas
• Variklio ir pavaros vietos
• Jutiklių, žarnų ir laidų temperatūros klasifikacija
• Rėmo ir padėklų šilminis išsiplėtimas

Standartinė dirbtuvės konfigūracija negali būti tiesiogiai taikoma kiekvienai eksploatavimo aplinkai.

10 Kaip apskaičiuojama variklio galia ir saugos koeficientai?

Variklio parinktis negali būti supaprastinta taisykle, pvz., „tam tikras vatažemio skaičius vienam metrui“.

Reikalinga pernešimo jėga turi apimti bent keturis komponentus:

Bendra varža = trinties varža + pradėjimo inercija + pakėlimo varža + papildoma varža

Horizontaliam pernešėjui preliminariai įvertinti:

Trinties varža F₁ = μ × M × g

Kur:

• μ – grandinės, ratukų ir nukreipimo sistemos ekvivalentinis trinties koeficientas
• M yra bendroji judėjimo masė
• g yra gravitacinis pagreitis

Pradžioje taip pat atsiranda inercija:

Inercijos jėga F₂ = M × a

kur a yra konvejerio pagreitis.

Nuošalinis judėjimas ar aukščio pokyčiai reikalauja papildomos gravitacinės dedamosios. Kaupiamos paletės, grandinės įtempimas, posūkių mechanizmai, guoliai ir kitos priedai taip pat turi būti įtraukti kaip papildoma pasipriešinimo jėga.

Kai nustatyta bendroji varomoji jėga F, preliminari galia gali būti apskaičiuota taip:

Apskaičiuota galia P = F × v ÷ (1000 × η)

Kur:

• P išreiškiama kW
• F yra bendroji varomoji jėga N
• v – grandinės greitis m/s
• η – variklio, pavaros, žvaigždutės ir perdavimo sistemos bendroji naudingumo koeficientas

Variklis neturėtų būti parenkamas tiksliai pagal apskaičiuotą vertę.

Turi būti taikytas eksploatacinis koeficientas:

Parinkto variklio galia ≥ apskaičiuota galia × eksploatacinis koeficientas

Eksploatacinis koeficientas nėra pastovus skaičius. Jis priklauso nuo:

• Paleidimų ir sustabdymų dažnumo
• Nuolatinio veikimo laiko
• Visos linijos kaupimo
• Prijungimo ir atvirkštinio veikimo
• Statinė apkrova
• Būtinas pagreitinimo laikas
• Ambientinės temperatūros
• Tikrosios apkrovos svyravimai

Stabiliems ir nuolatiniams pervežimams preliminari atsarga apytiksliai 1,3–1,5 gali būti tinkama. Dažni paleidimai, didelė kaupiamoji apkrova arba svyruojanti apkrova gali reikalauti apytiksliai 1,5–2,0. Sunkiosios apkrovos, smūginės arba priešingos krypties veikos sąlygos reikalauja atskiro patvirtinimo, o ne fiksuoto koeficiento.

Variklio parinkimas taip pat turi patikrinti:

• Pavaros išėjimo sukimo momentą
• Paleisties momentas
• Žvaigždutės-ašies sukimo momentą
• Variklio greitis
• Sumažinimo koeficientas
• Termalinis pajėgumas
• Paleidimo–stabdymo dažnį
• Didžiausią leistiną grandinės įtempimą

Profesionalūs variklių parinkimo metodai kartu vertina inerciją, sukimo momentą ir greitį, o grandinės parinkimo metodai tikrina didžiausią leistiną grandinės įtempimą, greičio veiksnius ir eksploatacijos sąlygas.

Per mažas variklis gali nepajėgti paleisti pilna apkrova. Per didelis variklis gali padidinti poveikį grandinei, žvaigždutėms ir pavarai. Teisingas požiūris – pritaikyti visą varomąją sistemą, o ne tiesiog padidinti variklio galios rodiklį.

Prieš prašydami paletinio konvejero sprendimo, paruoškite šią informaciją

Prašydami Hentono paletų konvejerų surinkimo linijos, ši informacija padeda mums parengti tikslesnį sprendimą ir kainą:

• Produkto pavadinimas, matmenys ir masė
• Paletų matmenys, svoris ir medžiaga
• Kiekviename padėklose vežamų produktų skaičius
• Taikomasis išėjimas per minutę
• Kiekvieno darbo stotyje trukmės ciklas
• Reikalingi konvejerų ilgis, plotis ir darbo aukštis
• Didžiausias sukauptų padėklų skaičius
• Sustabdymo, pakėlimo ir tikslaus padėties nustatymo reikalavimai
• Reikalinga padėties nustatymo tikslumas
• Vieno lygio, dviejų lygių arba ciklinės grįžtamosios išdėstymo schema
• Eksploatacijos aplinka ir kasdieninės darbo valandos
• Integracija su robotais, tikrinimo įranga ar valdymo sistemomis

Palletės pervežimo sistema gali atrodyti tik kaip pervežimo linija, tačiau ji jungia gamybos ciklo trukmę, tvirtinimo įrenginius, automatizavimo įrangą, operatorius ir gamyklos logistiką.

Greitas pasiūlymas turi mažai prasmės, jei inžineriniai parametrai nebuvo tinkamai apibrėžti.

Henton nesuprojektuoja palletės pervežimo sistemos tiesiog pridedamas aliuminio profilius ir grandines pagal ilgį. Mes įvertiname produkto apkrovą, gamybos ciklo trukmę, kaupiamą kiekį, pozicionavimo reikalavimus ir eksploatacijos aplinką, o po to suprojektuojame grandinę, rėmą, palletę, variklį ir valdymo sistemą kaip vieną visumą.

Klientams reikia ne tik pervežimo sistemos, kuri judina krovinius.

Jie reikalauja gamybos linijos, kuri pradeda veikti pilna apkrova, kaupia be užstrigimų, tiksliai pozicionuoja, patikimai veikia ilgą laiką ir išlaiko reikiamą gamybos našumą.