EN
Utforming av en palltransportørmonteringslinje: 10 parametere som må defineres først
Henton Aluminum | Palletpåføringsanlegg – teknisk utforming og valg
Mange kunder ber om et tilbud på palletpåføringsanlegg ved å starte med én enkelt spørsmål:
«Hvor mye koster et 10-meter langt påføringsanlegg?»
Men lengden på påføringsanlegget alene avgjør ikke den rette løsningen.
To påføringslinjer kan begge være 10 meter lange, men den ene frakter lette elektroniske deler, mens den andre transporterer batterimoduler som veier mer enn 100 kg. Den ene kan bare flytte produkter kontinuerlig, mens den andre også må stoppe, løfte, plassere, inspisere og returnere pallene automatisk.
Forskjellige driftsforhold krever forskjellige kjeder, aluminiumsprofiler, pallar, drivsystemer og styringssystemer.
En stabil palletpåføringsanleggsmonteringslinje bygger på følgende ti parametere.
01 Hva er den samlede vekten av produkt og pall?
Lastberegning kan ikke baseres kun på produktets vekt.
Den faktiske bevegelige lasten inkluderer:
Produkt + armatur + pallettplatt + tilbehald til pallett
For eksempel, viss produktet vektar 20 kg, armaturen vektar 8 kg og aluminiumpaletten vektar 7 kg, er den faktiske lasta per palet 35 kg, ikkje 20 kg.
Teknisk gjennomgang må òg stadfesta:
Om tyngdepunktet er sentralt
Pall-dimensjoner
Om belastinga er eksentrisk
Der palletta trekkjer kontakt med transportørkjeden
Kor mange pallar går på linja samstundes?
Kor mange pallar kan hoppa opp under fulllast
Kjedeselektionen må ikkje berre verifisere den totale belastinga på transportør, men òg belastinga på kvar rull, kvar kjede og den mulige belastingsforskjellen mellom venstre og høgre kjeden.
Frie-flyt-kjedeselektionsprosedyr krev òg at ingeniørar vurderer palletmasse, dimensjonar, mengd, transportørhastighet, transportørlengd og akkumuleringslengd saman, i staden for å bruka produktvekt åleine.
For Henton er det første trin ikke å velge en motor. Det er å identifisere den tyngste driftsforutsetningen for hele linja.
02 Hvor mange produkter må transporteres per minutt?
«Jo raskere transportbåndet er, jo bedre» er ett av de vanligste misforståelsene i utforming av palletransportbånd.
Den reelle kravet er ikke den høyeste kjedehastigheten, men antallet ferdige produkter som linja kan levere pålitelig per minutt.
Hvis produksjonsmålet er 6 produkter per minutt og hver palle bærer 1 produkt, er gjennomsnittlig palletpitchtid:
60 ÷ 6 = 10 sekunder per palle
Hvis hver palle bærer 2 produkter, blir den tillatte palletpitchtiden:
60 × 2 ÷ 6 = 20 sekunder per palle
Før transportbåndhastigheten fastsettes, må følgende bekreftes:
Målproduksjon per minutt
Antall produkter på hver pall
Avstand mellom arbeidsstasjoner
Tid som kreves for å starte, stoppe og posisjonere paller
Om lasting og lossing skjer manuelt
Om inspeksjon, skruing, dosering, sveising eller andre venteprosesser er inkludert
Transportbåndhastighet er et resultat av designprosessen, ikke utgangspunktet.
En raskere kjede øker ikke produksjonen når arbeidsstasjoner fortsatt er blokkert. Den kan bare øke støt, støy og slitasje.
03 Hva er syklustiden for hver arbeidsstasjon?
Utsendelse per minutt definerer produksjonsmålet. Syklustiden til arbeidsstasjonen avgjør om linjen faktisk kan oppnå det.
Hvis ett produkt må fullføres hvert 10. sekund, bør ingen arbeidsstasjon jevnlig trenge mer enn 10 sekunder uten ekstra kapasitet.
En virkelig linje kan se slik ut:
Laster: 5 sekunder
Skanner: 3 sekunder
Skruer: 18 sekunder
Inspekterer: 8 sekunder
I dette tilfellet er skruestasjonen på 18 sekunder – ikke transportbåndets hastighet – den faktiske produksjonsflaskehalsen.
Mulige løsninger inkluderer:
Legge til en parallell arbeidsstasjon
Bære flere produkter på én pall
Dele én prosess opp i flere trinn
Legge til bufferkapasitet
Bruke automatisk utstyr
Omarrangere arbeidsstasjonens oppsett
En palltransportør er ikke bare en enhet som flytter produkter fremover. Den må organisere prosesser med ulike syklustider til en balansert produksjonsflyt.
Uten balansering av syklustid vil økning av kjedestørrelse, motorstyrke eller ramme størrelse ikke løse kapasitetsproblemet.
04 Hvor mange paller må akkumuleres samtidig?
En av de viktigste fordelene med en frittflytende palltransportør er at kjeden kan fortsette å bevege seg mens paller stopper og står i kø ved en stoppbarriere.
Akkumulasjonskapasiteten er imidlertid ikke ubegrenset.
Flere paller og lengre akkumulasjonsområder øker friksjon, drivlast og rulleslitasje.
Den nødvendige akkumulasjonskapasiteten beregnes vanligvis ut fra mulig nedetid for den nedstrømsprosessen.
For eksempel:
Produksjonsstid: 20 sekunder per pall
Typisk nedstrøms gjenopprettingstid etter feil: 3 minutter
Den oppstrømsprosessen fortsetter å levere under disse 3 minuttene
Det minste teoretiske bufferområdet er:
180 ÷ 20 = 9 paller
Den endelige konstruksjonen må også ta hensyn til pallavstand, frigivelseslogikk etter at produksjonen gjenopptas og en passende reserve.
Ingeniørvurderingen må videre bekrefte:
Om hele linja eller bare utvalgte soner akkumulerer paller
Om produkter kan komme i kontakt med hverandre under akkumulering
Hvor mange paller en stopper må kunne holde
Om akkumuleringssoner krever seksjonelt stopp
Om drivsystemet kan håndtere en fullt akkumulert linje
Mange transportbånd kjører normalt når de er tomme, men overbelastes, vibrerer eller stanser når alle pallene akkumuleres. I de fleste tilfellene ble den fulle akkumulerte lasten ikke helt inkludert i designet.
05 Hva er transportbåndets lengde og arbeidshøyde?
Et lengre transportbånd er ikke bare et spørsmål om å legge til flere meter aluminiumsprofil.
Når lengden øker, øker også kjedens vekt, veiledningsfriksjonen, antallet paller og den akkumulerte spenningen. Ut over en viss lengde kan designet kreve:
Flere drivseksjoner
Ekstra mellomstøtter
Større rammeprofiler
En revidert kjedespenningskonstruksjon
Sonebasert styring
Vedlikeholdsadgang
Kjedevalgsmetoder tar transportbåndets lengde, hastighet, friksjonskoeffisient, maksimal transportert masse og driftsmiljø som viktige inndata for beregning av kjedespenn. Treghet må også inkluderes når transportbåndet starter raskt eller skyver en last plutselig.
Arbeidshøyde må også utformes teknisk, ikke velges vilkårlig.
Manuelle monteringslinjer må ta hensyn til operatørens høyde, arbeid sittende eller stående, verktøyposisjon og produktets arbeidsflate. Automatiserte linjer må tilpasses roboter, inspeksjonssystemer, doseringsmaskiner og lasteutstyr.
For et to-nivås transportbånd med returkjede må designet også sjekke:
Øvre arbeidshøyde
Nedre returklaring
Heve-og-overføre-mekanismens høyde
Plass til motorer og tannhjul
Justeringsområde for nivelleringsskruer
Arbeidshøyde virker kanskje som en enkel målsetting, men den påvirker direkte ergonomien og integreringen av utstyr.
06 Kreves heve-og-plasser-posisjonering?
En stopper kan stanse en palle, men å stanse er ikke det samme som nøyaktig posisjonering.
Manuell montering, visuell inspeksjon og grunnleggende scanning krever kanskje bare at palen stopper innenfor et generelt område. En stopper kan være tilstrekkelig for disse operasjonene.
Heve-og-plasser-enheter kreves vanligvis for:
Robotutvelging
Automatisk skruing
Dosering eller påføring av belegg
Trykkkobling
Laserinspeksjon
Bildeanalyse
Nøyaktig måling
Velding
Automatisk lasting og avlastning
En heve-og-plasseringsenhet hever pallen bort fra transportbåndets ruller og plasserer den ved hjelp av stift, buks eller presisjonsreferanseflater.
Dette gir to viktige fordeler:
For det første overføres ikke prosess- og pressekrefter direkte til transportkjeden og rullene.
For det andre defineres pallposisjonen av plasseringsenheten, ikke av kjedens stoppeposisjon.
Derfor er det ikke nok å angi at en stoppemekanisme er nødvendig. Prosessene som utføres etter stopp må også defineres.
07 Hvilken posisjonsnøyaktighet er nødvendig?
Å si at posisjonering er nødvendig, er ikke nok. Den nødvendige gjentakeligheten må defineres.
Ulike prosesser har svært ulike nøyaktighetskrav:
Manuell montering krever bare en stabil, stoppet pall
Grunnleggende sensorinspeksjon krever rimelig konsekvent posisjonering
Robotvalg krever stabil gjentakelighet
Syn, dosering, skruing og presis trykking krever høyere nøyaktighet
I etablerte palletransportør-systemer kan dedikerte posisjoneringssystemer oppnå gjentakelighet i området ca. ±0,1 mm til ±0,3 mm. Den faktiske ytelsen avhenger av pallestrukturen, lokaliseringssporene og bushingene, lasten, installasjonsnøyaktigheten og mekanismens design.
Én ting må understrekes:
Posisjonsnøyaktighet kan ikke oppnås bare ved å skrive inn et tall i en spesifikasjon.
Den avhenger også av:
Pallets stivhet
Passform mellom lokaliseringssporer og bushinger
Hvordan produktet er plassert i festet
Synkronisering av hevemekanismen
Rammestivhet
Om belastinga er eksentrisk
Maskinens fundament og installasjon
Vedlikehold etter langvarig slitasje
Jo høyere nøyaktighetskrav, jo mindre sannsynlig er det at en enkel begrensning alene vil være tilstrekkelig.
08 Enkelt-nivå, dobbelt-nivå eller løkke-retur?
Transportbåndstrukturen bør velges ut fra tilgjengelig gulvareal, krav til palle-retur og prosessflyt.
Enkelt-nivå rett transportbånd
Dette er den enkleste strukturen, med lavere investering og enklere vedlikehold. Den er egnet når operatører fjerner pallene ved linjens ende eller når automatisk palle-retur ikke kreves.
Den viktigste begrensningen er at tomme pallar må returneres manuelt.
Dobbelt-nivå automatisk retur
Øverste nivå brukes til montering og transport av lastede paller, mens nedre nivå returnerer tomme paller. Heiser, heve-og-overføringsenheter eller andre overføringsmekanismer kobler sammen de to nivåene.
Denne designløsningen sparer gulvareal og gir automatisk pallirkulasjon, noe som gjør den egnet for rette monteringslinjer.
Imidlertid øker de ekstra heise-, overførings- og kontrollmekanismene også kravene til beskyttelse og feilinterlocking.
Horisontal løkkekonveyor
Paller sirkulerer kontinuerlig rundt en horisontal løkke. Denne oppstillingen er egnet når arbeidsstasjoner plasseres rundt konveyoren og når forgreninger, inspeksjonsstasjoner eller områder for gjenarbeid kan legges til.
En løkkeoppstilling er fleksibel, men tar vanligvis mer gulvareal og krever flere sving- og overføringsmekanismer.
Det finnes ingen universelt beste oppstilling. Den riktige oppstillingen er den som passer prosessen og det tilgjengelige fabrikkarealet.
09 Kreves ESD-, støvbeskyttelse eller høytemperaturmotstand?
Palletransportører brukes ikke bare i vanlige verksteder.
Elektronikkmontering, batteriproduksjon, presisjonsinstrumenter, rene områder, høytemperaturprosesser og metallbearbeiding stiller alle ulike krav til materialer og konstruksjon.
Miljøer følsomme for elektrostatiske utladninger (ESD)
Å erstatte én komponent med en «antistatisk kjede» er ikke en fullstendig ESD-løsning.
En fullstendig ESD-konstruksjon kan også kreve:
Ledende eller statiskdissipative paller
Passende materialer for kjeder og veiledere
En ledende forbindelse mellom pallen og transportøren
Jording av aluminiumsrammen
Forbindelsesbånd
Beskyttelse av elektriske komponenter
Endelig motstandstesting
ESD må behandles som et systemnivåkrav, ikke som en egenskap ved én isolert komponent.
Støv- og metallspånmiljøer
Utformingen må ta hensyn til kjedekanalkapsler, spånfjerning, retningsgivende rengjøring og tilgang for vedlikehold.
Å la aluminiumsspån, stålspån eller støv trenge inn i kjede- og tannhjulområdet kontinuerlig akselererer slitasje og kan til slutt føre til klemming.
Høytemperaturmiljøer
Følgende må gjennomgås på nytt:
Kjede- og rullematerialer
Slitasjebelte temperaturgrenser
Lubrikasjonsmetode
Motor- og girplassering
Temperaturklassifisering av sensorer, slanger og kabler
Termisk utvidelse av ramme og paller
En standardverkstedkonfigurasjon kan ikke brukes direkte i alle driftsmiljøer.
10 Hvordan beregnes motorkraft og sikkerhetsfaktorer?
Motvalg kan ikke reduseres til en regel som «et visst antall watt per meter».
Den nødvendige transportørkraften må inkludere minst fire deler:
Total motstand = friksjonsmotstand + starttreghet + høydemotstand + ekstra motstand
For en foreløpig beregning av en horisontal transportør:
Friksjonsmotstand F₁ = μ × M × g
Hvor:
μ er den ekvivalente friksjonskoeffisienten for kjede, ruller og veiledningssystem
M er den totale bevegelige massen
g er tyngdeakselerasjonen
Start innebærer også treghet:
Treghetskraft F₂ = M × a
der a er transportbåndets akselerasjon.
Bevegelse på skrå eller høydeforskjeller krever en ekstra tyngdekraftkomponent. Akkumulerte pallutter, kjedespenn, dreiemekanismer, leier og andre tilbehør må også inkluderes som ekstra motstand.
Når den totale drivkraften F er fastsatt, kan forhåndsregnet effekt beregnes som:
Beregnet effekt P = F × v ÷ (1000 × η)
Hvor:
P er i kW
F er den totale drivkraften i N
v er kjedehastigheten i m/s
η er den samlede virkningsgraden for motoren, girboksen, kjedehjulet og overføringssystemet
Motoren bør ikke velges nøyaktig til den beregnede verdien.
En sikkerhetsfaktor må anvendes:
Valgt motorstyrke ≥ beregnet styrke × sikkerhetsfaktor
Sikkerhetsfaktoren er ikke et fast tall. Den avhenger av:
Start- og stoppfrekvens
Kontinuerlig driftstid
Full-linjeakkumulering
Drift fremover og bakover
Støtbelastninger
Krevd akselerasjonstid
Omgivelsestemperatur
Variasjon i faktisk belastning
En foreløpig reserve på ca. 1,3 til 1,5 kan være passende for stabil, kontinuerlig transport. Hyppige start/stopps, tung akkumulering eller svakende belastninger kan kreve ca. 1,5 til 2,0. For tunge applikasjoner med støtbelastning eller reverseringsdrift kreves separat verifikasjon i stedet for en fast faktor.
Motorvalg må også verifisere:
Gearkasses utgangsmoment
Startmoment
Tannhjulsaksens moment
Motorturtall
Reduseringsforhold
Termisk kapasitet
Start/stopp-frekvens
Maksimal tillatt kjedespenningskraft
Faglige metoder for motorvalg vurderer treghetsmoment, moment og hastighet samtidig, mens metoder for kjedevalg verifiserer maksimal kjedespenningskraft, hastighetsfaktorer og driftsforhold.
En for liten motor kan ikke starte under full belastning. En unødig stor motor kan øke påvirkningen på kjeden, tannhjulene og gearkassen. Den riktige fremgangsmåten er å tilpasse hele drivsystemet, ikke bare øke motoreffekten.
Forbered denne informasjonen før du ber om en palltransportløsning
Når du ber om en palletransportørmonoban fra Henton, hjelper følgende informasjon oss med å utarbeide en mer nøyaktig løsning og tilbud:
Produktnavn, mål og vekt
Palmål, vekt og materiale
Antall produkter per pall
Målproduksjon per minutt
Syklustid ved hver arbeidsstasjon
Ønsket transportørlengde, -bredde og arbeidshøyde
Maksimalt antall akkumulerte paller
Krav til stopp, heving og presis posisjonering
Ønsket posisjonsnøyaktighet
Enkeltnivå, dobbeltnivå eller løkkeformet returutforming
Driftsmiljø og daglige driftstimer
Integrasjon med roboter, inspeksjonsutstyr eller kontrollsystemer
En palltransportør kan virke som bare en transportlinje, men den kobler sammen syklustid i produksjonen, fester, automatiseringsutstyr, operatører og fabrikkslogistikk.
En rask tilbudsgivning har liten verdi når tekniske parametere ikke er definert korrekt.
Henton designer ikke en palltransportør ved bare å legge til aluminiumsprofiler og kjeder etter lengde. Vi vurderer produktlast, produksjonssyklustid, akkumuleringmengde, posisjonskrav og driftsmiljø, og designer deretter kjeden, rammen, pallen, drivsystemet og kontrollsystemet som én helhetlig løsning.
Kunder trenger ikke en transportør som bare beveger seg.
De trenger en produksjonslinje som starter under full last, akkumulerer uten å stå fast, posisjonerer nøyaktig, opererer pålitelig over tid og holder tritt med den nødvendige produksjonsytelsen.
