EN
Projektowanie linii montażowej transportera paletowego: 10 parametrów, które należy określić jako pierwsze
Henton Aluminum | Inżynieria i dobór systemów transportu palet
Wielu klientów prosi o wycenę systemu transportu palet, zadając jedno pytanie:
„Ile kosztuje 10-metrowy system transportu?”
Jednak długość systemu transportu sama w sobie nie określa odpowiedniego rozwiązania.
Dwa systemy transportu mogą mieć jednakową długość 10 metrów, ale jeden przewozi lekkie elementy elektroniczne, a drugi moduły akumulatorów ważące ponad 100 kg. Jeden może jedynie przemieszczać produkty w sposób ciągły, podczas gdy drugi musi również automatycznie zatrzymywać, podnosić, pozycjonować, kontrolować i zwracać palety.
Różne warunki eksploatacji wymagają różnych łańcuchów, profili aluminiowych, palet, układów napędowych oraz sterowania.
Stabilna linia montażowa z systemem transportu palet opiera się na następujących dziesięciu parametrach.
01 Jaka jest łączna masa produktu i palety?
Obliczenia obciążenia nie mogą opierać się wyłącznie na masie produktu.
Rzeczywiste obciążenie ruchome obejmuje:
Produkt + urządzenie do utrzymania + płytka palety + akcesoria palety
Na przykład jeśli produkt waży 20 kg, urządzenie oświetleniowe waży 8 kg, a paleta aluminiowa waży 7 kg, rzeczywisty ładunek na paletę wynosi 35 kg, a nie 20 kg.
W przeglądzie inżynieryjnym musi być również potwierdzone:
Czy środek ciężkości jest skupiony
Wymiary palet
Czy obciążenie jest ekscentryczne
W przypadku, gdy palety łączą się z łańcuchami przenośnymi
Ile palet jest w tym samym czasie na linii
Ile palet może się gromadzić w warunkach pełnego ładunku
Wybór łańcucha musi obejmować nie tylko całkowite obciążenie przenośnika, ale także obciążenie każdego walca, każdego łańcucha oraz ewentualną różnicę obciążenia między lewym i prawym łańcuchem.
Procedury wyboru łańcucha swobodnego przepływu wymagają również, aby inżynierowie wzięli pod uwagę masę palet, wymiary, ilość, prędkość przenośnika, długość przenośnika i długość akumulacji razem, a nie używali tylko masy produktu.
Dla Hentona pierwszym krokiem nie jest wybór silnika. To identyfikacja najcięższych warunków pracy całej linii.
02 Ile produktów musi być przewożonych na minutę?
im szybszy transport, tym lepiej jest jednym z najczęstszych nieporozumień w projektowaniu transportów palet.
Prawdziwym wymogiem nie jest najwyższa prędkość łańcucha, ale liczba gotowych produktów, które linia może dostarczać niezawodnie na minutę.
Jeżeli cel produkcji wynosi 6 produktów na minutę, a każdy palety przewozi 1 produkt, średni czas rozłożenia palety wynosi:
60 ÷ 6 = 10 sekund na paletę
Jeżeli każdy palet przewozi 2 produkty, dopuszczalny czas rozstawienia palety wynosi:
60 × 2 ÷ 6 = 20 sekund na paletę
Przed określeniem prędkości przenośnika należy potwierdzić:
Cel wyjściowy na minutę
Liczba produktów na każdej palecie
Odległość między stanowiskami roboczymi
Czas potrzebny na uruchomienie, zatrzymanie i pozycjonowanie palety
Czy załadunek i rozładunek są wykonywane ręcznie
Czy procesy takie jak kontrola, dokręcanie śrub, dozowanie, spawanie lub inne czynności wymagające postoju są włączone
Prędkość taśmy transportowej jest wynikiem procesu projektowania, a nie punktem wyjścia.
Szybsza taśma nie zwiększa produkcji, gdy stanowiska robocze pozostają zablokowane. Może jedynie zwiększyć uderzenia, hałas i zużycie.
03 Jaki jest czas cyklu każdego stanowiska roboczego?
Wydajność na minutę określa cel produkcyjny. Czas cyklu stanowiska roboczego decyduje o tym, czy linia rzeczywiście może go osiągnąć.
Jeśli jeden produkt musi zostać ukończony co 10 sekund, żadne stanowisko robocze nie powinno systematycznie wymagać więcej niż 10 sekund bez dodatkowej pojemności.
Rzeczywista linia może wyglądać następująco:
Ładowanie: 5 sekund
Skanowanie: 3 sekundy
Wkręcanie śrub: 18 sekund
Inspekcja: 8 sekund
W tym przypadku stacja wkręcania śrub trwająca 18 sekund – a nie prędkość taśmy transportowej – stanowi rzeczywiste wąskie gardło produkcji.
Możliwe rozwiązania obejmują:
Dodanie równoległego stanowiska roboczego
Przewożenie wielu produktów na jednej palecie
Podzielenie jednego procesu na wiele etapów
Dodawanie pojemności bufora
Wykorzystanie urządzeń automatycznych
Przeorganizowanie układu stanowiska pracy
Przesyłka palet to nie tylko urządzenie przenoszące produkty do przodu. Musi zorganizować procesy o różnych okresach cyklu w zrównoważony przepływ produkcji.
Bez równoważenia czasu cyklu zwiększenie wielkości łańcucha, mocy silnika lub wielkości ramy nie rozwiąże problemu pojemności.
04 Ile palet musi się jednocześnie gromadzić?
Jedną z głównych zalet transportujących palet o swobodnym przepływie jest to, że łańcuch może kontynuować ruch, podczas gdy palety zatrzymują się i stoją w kolejce przy korkach.
Jednakże zdolność akumulacji nie jest nieograniczona.
Większa liczba palet i dłuższe strefy akumulacji zwiększają tarcie, obciążenie napędowe i zużycie rolków.
Wymagana pojemność akumulacyjna jest zwykle obliczana na podstawie ewentualnego czasu przestoju procesu dolnego łańcucha.
Na przykład:
Cykl produkcyjny: 20 sekund na paletę
Typowy czas odzyskania pracy procesu w dół po awarii: 3 minuty
Proces w górę nadal zasila linię przez te 3 minuty
Minimalna teoretyczna pojemność bufora to:
180 ÷ 20 = 9 palet
Ostateczny projekt musi także uwzględniać odstępy między paletami, logikę zwalniania po wznowieniu produkcji oraz odpowiedni zapas.
Przegląd inżynieryjny musi dodatkowo potwierdzić:
Czy akumulacja palet dotyczy całej linii, czy tylko wybranych stref
Czy produkty mogą się stykać ze sobą podczas akumulacji
Ile palet musi zatrzymywać zatrzymywacz
Czy strefy gromadzenia wymagają zatrzymywania sekcji
Czy napęd jest w stanie obsłużyć całkowicie załadowaną linię
Wiele przenośników działa normalnie w stanie pustym, ale przy pełnym obciążeniu przekracza moc, drży lub zatrzymuje się. W większości przypadków całkowite obciążenie gromadzone nie zostało w pełni uwzględnione w projektowaniu.
05 Jaką długość i wysokość roboczą ma przenośnik?
Dłuższy przenośnik to nie tylko kwestia dodania kilku metrów profili aluminiowych.
Wraz ze wzrostem długości rosną masa łańcucha, tarcie prowadnic, liczba palet oraz naprężenie gromadzone. Powyżej określonej długości projekt może wymagać:
Wielu sekcji napędowych
Dodatkowych podpór pośrednich
Grubosściennych profili ramy
Zmienionej konstrukcji napinania łańcucha
Sterowanie strefowe
Dostęp serwisowy
Metody doboru łańcucha uwzględniają długość przenośnika, jego prędkość, współczynnik tarcia, maksymalną masę przewożoną oraz warunki eksploatacji jako kluczowe dane wejściowe do obliczeń naprężenia łańcucha. Moment bezwładności należy również uwzględnić w przypadku szybkiego rozruchu przenośnika lub nagłego przesuwania ładunku.
Wysokość robocza musi być zaprojektowana, a nie dobierana dowolnie.
W przypadku linii montażowych ręcznych należy uwzględnić wzrost operatora, pracę w pozycji siedzącej lub stojącej, położenie narzędzi oraz powierzchnię roboczą produktu. Linie zautomatyzowane muszą być dostosowane do robotów, systemów inspekcyjnych, urządzeń do dozowania i sprzętu do załadunku.
W przypadku przenośnika zwrotnego dwupoziomowego projekt musi również uwzględniać:
Górna wysokość robocza
Dolna wysokość wolna dla zwrotu
Wysokość mechanizmu podnoszenia i transferu
Przestrzeń na silniki i kółka napinające
Zakres regulacji nóg wyrównawczych
Wysokość robocza wydaje się prostym wymiarem, ale bezpośrednio wpływa na ergonomię i integrację wyposażenia.
06 Czy wymagane jest pozycjonowanie typu podnoszenie i lokalizacja?
Zatrzymywacz może zatrzymać paletę, ale zatrzymanie nie jest tym samym co precyzyjne pozycjonowanie.
Ręczny montaż, inspekcja wizualna i podstawowe skanowanie mogą wymagać jedynie zatrzymania palety w ogólnym obszarze. Zatrzymywacz może być wystarczający dla tych operacji.
Jednostki typu podnoszenie i lokalizacja są zwykle wymagane do:
Wybieranie przez robota
Automatyczne dokręcanie śrub
Dozowanie lub powlekanie
Press fitting
Inspekcja laserowa
Obrazowanie wizyjne
Dokładność pomiaru
Spawanie
Automatyczne ładowanie i rozładunek
Jednostka podnosząca i lokalizująca podnosi paletę z dala od rolków przenośnych i lokalizuje ją przy użyciu szpil, buchów lub precyzyjnych powierzchni odniesienia.
Zapewnia to dwie ważne korzyści:
Po pierwsze, siły obróbki i prasowania nie są przekazywane bezpośrednio do łańcucha przenośnego i walców.
Po drugie, pozycja palet jest określona przez jednostkę lokalizującą, a nie przez pozycję zatrzymania łańcucha.
Dlatego nie wystarczy stwierdzić, że potrzebna jest zatykacz. Należy również określić procesy wykonywane po zatrzymaniu.
07 Jakiej dokładności pozycjonowania wymagana jest?
Nie wystarczy powiedzieć, że posiadanie jest konieczne. Należy określić wymaganą powtarzalność.
Różne procesy mają bardzo różne wymagania dotyczące dokładności:
Ręczne montaż wymaga tylko stabilny zatrzymany palety
Podstawowa kontrola czujników wymaga racjonalnie spójnego pozycjonowania
Roboty zbierające wymagają stabilnej powtarzalności
Widoczność, rozdawanie, śrubokrętowanie i precyzyjne tłoczenie wymagają wyższej dokładności
W ustalonych systemach przenośników palet dedykowane jednostki pozycjonowania mogą osiągać powtarzalność w zakresie ok. ±0,1 mm do ±0,3 mm. Rzeczywista wydajność zależy od struktury palet, lokalizacji szpilów i zębatek, obciążenia, dokładności montażu i konstrukcji mechanizmu.
Należy podkreślić jeden punkt:
Dokładność pozycjonowania nie może być osiągnięta poprzez zapisanie liczby w specyfikacji.
Zależy również od:
Sztywność palet
Wyposażenie pomiędzy szpilkami lokalizacyjnymi a buchami
Jak produkt znajduje się w oprawce
Synchronizacja mechanizmu podnoszenia
Sztywność ramy
Czy obciążenie jest ekscentryczne
Podstawa i montaż maszyny
Utrzymanie po długotrwałym zużyciu
Im wyższy wymóg dokładności, tym mniej prawdopodobne jest, że wystarczy tylko podstawowa zatykacz.
08 Powrót na jednym poziomie, dwustronnym lub pętli?
Konstrukcję przenośnika należy wybrać w zależności od dostępnej powierzchni podłogowej, wymogów dotyczących zwrotu palet i przepływu procesu.
Prostociąg jednopoziomowy
Jest to najprostsza konstrukcja, z mniejszymi inwestycjami i łatwiejszą konserwacją. Jest odpowiedni, gdy operatorzy odbierają palety na końcu linii lub gdy automatyczne zwrot palet nie jest wymagany.
Głównym ograniczeniem jest to, że puste palety muszą być zwrócone ręcznie.
Automatyczne zwrot z dwustronnym poziomem
Poziom górny służy do montażu i transportu palet załadowanych, a niższy do zwrotu pustych palet. Podnoszące, podnoszące i przenoszące urządzenia lub inne mechanizmy przenoszenia łączą dwa poziomy.
Wykonanie tego typu urządzenia pozwala zaoszczędzić powierzchnię podłogi i umożliwia automatyczne przepływ palet, co sprawia, że jest odpowiednie do bezpośrednich linii montażowych.
Jednakże dodatkowe mechanizmy podnoszenia, przenoszenia i sterowania zwiększają również wymagania dotyczące ochrony i blokady usterek.
Przesyłowiec skrętny
Palety krążą ciągle w obrębie pętli poziomej. Takie układy są odpowiednie, gdy wokół przenośnika umieszczono stanowiska robocze i gdy można dodać oddziały, stanowiska kontrolne lub obszary przetwarzania.
Układ pętli jest elastyczny, ale zazwyczaj zajmuje większą powierzchnię podłogową i wymaga większej liczby mechanizmów obrotowych i przeniesienia.
Nie ma uniwersalnie najlepszego układu. Prawidłowy układ jest taki, który pasuje do procesu i dostępnej powierzchni fabryki.
09 Czy wymagana jest ESD, ochrona przed pyłem lub odporność na wysokie temperatury?
Przenośniki palety nie są używane tylko w zwykłych warsztatach.
Zgromadzenie elektroniki, produkcja baterii, precyzyjne instrumenty, czyste obszary, procesy o wysokiej temperaturze i obróbka metali stwarzają różne wymagania dotyczące materiałów i struktury.
Środowiska wrażliwe na ESD
Zastąpienie jednego elementu przeciwstawnym łańcuchowi nie jest kompletnym rozwiązaniem ESD.
Kompletny projekt ESD może również wymagać:
Palety przewodzące lub statyczne
Odpowiednie materiały łańcuchowe i przewodnicze
Ścieżka przewodząca między paletą a przenośnikiem
Uziemienie ramy aluminiowej
Wyroby z włókien
Ochrona elementów elektrycznych
Ostateczne testy oporności
Zjawisko ESD należy traktować jako wymaganie dotyczące całego systemu, a nie jako właściwość pojedynczego, odosobnionego komponentu.
Środowiska pyłowe i zawierające wiórkę metalową
W projektowaniu należy uwzględnić pokrywy kanałów łańcuchowych, usuwanie wiórek, czyszczenie prowadnic oraz dostęp do konserwacji.
Nieustanne przedostawanie się wiórek aluminiowych, wiórek stalowych lub pyłu do obszaru łańcucha i kół zębatych przyspiesza zużycie i może ostatecznie spowodować zakleszczenie.
Środowiska o wysokich temperaturach
Należy ponownie przeanalizować następujące aspekty:
Materiały łańcucha i rolek
Graniczne temperatury wkładek odpornych na zużycie
Metoda smarowania
Położenie silnika i przekładni
Ocena temperaturowa czujników, przewodów i kabli
Rozszerzalność termiczna ramy i palet
Standardowa konfiguracja warsztatowa nie może być bezpośrednio stosowana w każdym środowisku roboczym.
10. W jaki sposób oblicza się moc silnika i współczynniki bezpieczeństwa?
Wybór silnika nie może być ograniczony do reguły typu „określona liczba watów na metr”.
Wymagana siła taśmociągu musi obejmować co najmniej cztery składniki:
Całkowita opór = opór tarcia + bezwładność przy rozruchu + opór wynikający z podniesienia + opór dodatkowy
Dla wstępnego oszacowania taśmociągu poziomego:
Opór tarcia F₁ = μ × M × g
Gdzie:
μ to równoważny współczynnik tarcia łańcucha, rolek i systemu prowadzenia
M to całkowita masa poruszająca się
g to przyspieszenie grawitacyjne
Rozpoczęcie ruchu wprowadza również bezwładność:
Siła bezwładności F₂ = M × a
gdzie a to przyspieszenie taśmy transportowej.
Ruch pochyły lub zmiany wysokości wymagają dodatkowego składnika siły grawitacji. Zbierane palety, napięcie łańcucha, mechanizmy obrotowe, łożyska oraz inne akcesoria należy również uwzględnić jako dodatkowy opór.
Gdy całkowita siła napędowa F zostanie określona, można obliczyć wstępnie moc jako:
Obliczona moc P = F × v ÷ (1000 × η)
Gdzie:
P wyrażona jest w kW
F to całkowita siła napędowa w N
v to prędkość łańcucha w m/s
η to łączna sprawność silnika, przekładni, koła zębatki i układu napędowego
Silnik nie powinien być dobierany dokładnie na podstawie obliczonej wartości.
Należy zastosować współczynnik bezpieczeństwa:
Wybrana moc silnika ≥ obliczona moc × współczynnik bezpieczeństwa
Współczynnik bezpieczeństwa nie jest stałą wartością. Zależy od:
Częstotliwości rozruchów i zatrzymań
Czas ciągłego działania
Skumulowanego obciążenia całej linii
Obsługa obrotu w kierunku przód/tył
Obciążenia udarowe
Wymaganego czasu przyspieszenia
Temperatura otoczenia
Zmienności rzeczywistego obciążenia
Wstępny zapas mocy napędowej w zakresie ok. 1,3–1,5 może być odpowiedni do stabilnego, ciągłego transportu. Częste uruchamiania, duże nagromadzenia ładunku lub zmienne obciążenia mogą wymagać zapasu w zakresie ok. 1,5–2,0. W przypadku zastosowań ciężkich, poddawanych uderzeniom lub wymagających zmiany kierunku obrotu konieczna jest indywidualna weryfikacja – nie można stosować stałego współczynnika.
Wybór silnika musi uwzględniać również:
Moment obrotowy na wyjściu przekładni
Moment rozruchowy
Moment obrotowy na osi koła zębatka-łańcuch
Prędkość silnika
Współczynnik redukcji
Pojemność cieplna
Częstotliwość cykli uruchamiania i zatrzymywania
Maksymalne dopuszczalne napięcie łańcucha
Profesjonalne metody doboru silnika oceniają bezwładność, moment obrotowy i prędkość łącznie, natomiast metody doboru łańcucha weryfikują maksymalne napięcie łańcucha, czynniki prędkości oraz warunki eksploatacyjne.
Zbyt mały silnik może nie uruchomić się przy pełnym obciążeniu. Z kolei nadmiernie duży silnik może zwiększyć obciążenie udarowe łańcucha, kół zębatych i przekładni. Poprawnym podejściem jest dopasowanie całego układu napędowego, a nie jedynie zwiększanie mocy silnika.
Przygotuj te informacje przed złożeniem zapytania o rozwiązanie do transportu palet
Podając zamówienie linii montażowej do transportu palet firmy Henton, poniższe informacje pomagają nam przygotować bardziej precyzyjne rozwiązanie i ofertę cenową:
Nazwa produktu, jego wymiary i masa
Wymiary, masa i materiał palety
Liczba produktów umieszczanych na każdej palecie
Cel wyjściowy na minutę
Czas cyklu pracy na każdym stanowisku roboczym
Wymagana długość, szerokość i wysokość robocza taśmy transportującej
Maksymalna liczba gromadzonych palet
Wymagania dotyczące zatrzymywania, podnoszenia oraz precyzyjnego pozycjonowania
Wymagana dokładność pozycjonowania
Układ jednopiętrowy, dwupiętrowy lub z powrotem w pętli
Środowisko pracy i codzienne godziny pracy
Integracja z robotami, sprzętem kontrolnym lub systemami sterowania
Transportor palet może wydawać się być tylko linią transportową, ale łączy czas cyklu produkcji, urządzenia, sprzęt automatyczny, operatorów i logistykę fabryki.
Szybkie wycenę ma niewielką wartość, gdy parametry inżynieryjne nie zostały poprawnie zdefiniowane.
Henton nie projektuje przenośnika palet po prostu dodając do niego aluminium i łańcuchy według długości. Oceniamy obciążenie produktu, czas cyklu produkcji, ilość akumulacji, wymagania dotyczące pozycjonowania i środowiska pracy, a następnie projektujemy łańcuch, ramę, paletę, napęd i system sterowania jako jedno kompletne rozwiązanie.
Klienci nie potrzebują przenośnika, który tylko się porusza.
Potrzebują linii produkcyjnej, która zaczyna się przy pełnym obciążeniu, gromadzi się bez zakłóceń, pozycjonuje się precyzyjnie, działa niezawodnie w czasie i dotrzymuje tempa wymaganej produkcji.
