EN
Proiectarea unei linii de asamblare cu transportor de paleți: 10 parametri care trebuie definiți întâi
Henton Aluminum | Ingineria și selecția transportoarelor pentru paleți
Mulți clienți solicită o ofertă pentru un transportor de paleți pornind de la o singură întrebare:
„Cât costă un transportor de 10 metri?”
Totuși, lungimea transportorului, luată izolat, nu determină soluția potrivită.
Două linii de transportori pot avea ambele 10 metri lungime, dar una transportă piese electronice ușoare, în timp ce cealaltă transportă module de baterii care cântăresc peste 100 kg. Una poate deplasa produsele doar în mod continuu, în timp ce cealaltă trebuie să oprească, să ridice, să poziționeze, să inspecționeze și să returneze automat paleții.
Condițiile diferite de funcționare necesită lanțuri, profile din aluminiu, paleți, sisteme de antrenare și sisteme de comandă diferite.
O linie de asamblare stabilă pentru transportoare de paleți pornește de la următorii zece parametri.
01 Care este greutatea totală a produsului și a paletului?
Calculul încărcării nu poate fi bazat doar pe greutatea produsului.
Încărcarea reală în mișcare include:
Produs + dispozitiv + placă pentru paletă + accesorii pentru paletă
De exemplu, dacă produsul cântărește 20 kg, dispozitivul cântărește 8 kg, iar paleta din aluminiu cântărește 7 kg, sarcina reală pe paletă este de 35 kg, nu de 20 kg.
Verificarea inginerescă trebuie să confirme, de asemenea:
Dacă centrul de greutate este centrat
Dimensiunile paletei
Dacă sarcina este excentrică
Unde intră paleta în contact cu lanțurile transportoare
Câte palete circulă simultan pe linie
Câte palete se pot acumula în condiții de sarcină completă
Selectarea lanțurilor cu curgere liberă trebuie să verifice nu doar sarcina totală a transportorului, ci și sarcina pe fiecare role, pe fiecare lanț și eventualele diferențe de sarcină între lanțurile stânga și dreapta.
Procedurile de selecție a lanțurilor cu curgere liberă cer, de asemenea, ca inginerii să ia în considerare împreună masa paletei, dimensiunile acesteia, cantitatea, viteza transportorului, lungimea transportorului și lungimea de acumulare, nu doar greutatea produsului.
Pentru Henton, prima etapă nu este alegerea unui motor. Este identificarea celei mai grele condiții de funcționare a întregii linii.
02 Câte produse trebuie transportate pe minut?
«Cu cât este mai rapid transportatorul, cu atât este mai bine» este una dintre cele mai frecvente înțelegeri greșite în proiectarea transportoarelor pentru paleți.
Cerința reală nu este viteza maximă a lanțului, ci numărul de produse finite pe care linia le poate livra în mod fiabil pe minut.
Dacă ținta de producție este de 6 produse pe minut și fiecare palet transportă 1 produs, timpul mediu între paleti este:
60 ÷ 6 = 10 secunde pe palet
Dacă fiecare palet transportă 2 produse, timpul permis între paleti devine:
60 × 2 ÷ 6 = 20 secunde pe palet
Înainte de stabilirea vitezei transportatorului, trebuie confirmat următorul element:
Producția țintă pe minut
Numărul de produse pe fiecare paletă
Distanța dintre stațiile de lucru
Timp necesar pentru pornirea, oprirea și poziționarea paletelor
Dacă încărcarea și descărcarea sunt efectuate manual
Dacă sunt incluse inspecția, șurubinarea, distribuirea, sudarea sau alte procese de locuit
Viteza de transport este o ieșire a procesului de proiectare, nu punctul de plecare.
Un lanț mai rapid nu crește producția atunci când stațiile de lucru rămân blocate. Poate doar să crească impactul, zgomotul şi uzura.
03 Care este durata ciclului fiecărei staţii de lucru?
Producția pe minut definește obiectivul de producție. Timpul ciclului stației de lucru determină dacă linia poate realiza efectiv acest lucru.
Dacă un produs trebuie finalizat la fiecare 10 secunde, niciun post de lucru nu ar trebui să necesite în mod constant mai mult de 10 secunde fără capacitate suplimentară.
O linie reală ar putea arăta astfel:
Încărcare: 5 secunde
Scanare: 3 secunde
Înșurubare: 18 secunde
Inspecție: 8 secunde
În acest caz, stația de înșurubare de 18 secunde — nu viteza benzi transportoare — este de fapt gâtul de sticlă al producției.
Soluții posibile includ:
Adăugarea unei stații de lucru paralele
Transportul mai multor produse pe un singur palet
Împărțirea unui proces în mai mulți pași
Adăugarea capacității tampon
Utilizarea echipamentelor automate
Reorganizarea aranjamentului postului de lucru
Un transportor de paleți nu este pur și simplu un dispozitiv care deplasează produsele înainte. El trebuie să organizeze procesele cu timpi de ciclu diferiți într-un flux de producție echilibrat.
Fără echilibrarea timpilor de ciclu, mărirea dimensiunii lanțului, a puterii motorului sau a dimensiunii cadrului nu va rezolva problema capacității.
04 Câți paleți trebuie să se acumuleze simultan?
Unul dintre principalele avantaje ale unui transportor de paleți cu curgere liberă este faptul că lanțul poate continua să se miște în timp ce paleții se opresc și se așteaptă la un opritor.
Totuși, capacitatea de acumulare nu este nelimitată.
Mai mulți paleți și zone mai lungi de acumulare cresc frecarea, sarcina motorului și uzura rolelor.
Capacitatea de acumulare necesară este de obicei calculată pe baza posibilelor perioade de nefuncționare ale procesului aval.
De exemplu:
Ciclul de producție: 20 de secunde pe palet
Timpul tipic de recuperare aval după o defecțiune: 3 minute
Procesul amonte continuă alimentarea în acele 3 minute
Buffer-ul teoretic minim este:
180 ÷ 20 = 9 paleți
Proiectul final trebuie să ia, de asemenea, în considerare distanța dintre paleți, logica de eliberare după reluarea producției și un stoc de siguranță adecvat.
Verificarea inginerescă trebuie să confirme, de asemenea:
Dacă întreaga linie sau doar anumite zone acumulează paleți
Dacă produsele pot intra în contact unul cu celălalt în timpul acumulării
Numărul de paleți pe care un opritor îi poate susține
Dacă zonele de acumulare necesită oprire pe secțiuni
Dacă motorul poate gestiona o linie complet acumulată
Multe benzi rulante funcționează normal în stare goală, dar se suprasarcinează, vibrează sau se blochează când toate paletele se acumulează. În majoritatea cazurilor, sarcina acumulată nu a fost inclusă integral în proiectare.
05 Care sunt lungimea benzi rulante și înălțimea de lucru?
O bandă rulantă mai lungă nu este doar o chestiune de adăugare a câtorva metri de profil din aluminiu.
Pe măsură ce lungimea crește, crește, de asemenea, greutatea lanțului, frecarea ghidurilor, numărul de palete și tensiunea acumulată. Dincolo de o anumită lungime, proiectarea poate necesita:
Secțiuni multiple de antrenare
Suporturi intermediare suplimentare
Profiluri de cadru mai mari
O structură revizuită de întindere a lanțului
Control zonal
Acces la întreținere
Metodele de selecție a lanțurilor iau în considerare lungimea, viteza, coeficientul de frecare, masa maximă transportată și mediul de funcționare ca parametri cheie pentru calculul tensiunii lanțului. Inerția trebuie inclusă, de asemenea, atunci când transportorul pornește brusc sau împinge o sarcină brusc.
Înălțimea de lucru trebuie, de asemenea, proiectată, nu aleasă arbitrar.
Liniile de asamblare manuale trebuie să țină cont de înălțimea operatorului, de tipul de muncă (în poziție așezată sau în picioare), de poziția uneltelor și de suprafața de lucru a produsului. Liniile automate trebuie să fie adaptate roboților, sistemelor de inspecție, mașinilor de dozare și echipamentelor de încărcare.
Pentru un transportor cu întoarcere pe două niveluri, proiectarea trebuie să verifice, de asemenea:
Înălțimea de lucru superioară
Spațiul liber pentru întoarcerea inferioară
Înălțimea mecanismului de ridicare și transfer
Spațiul pentru motoare și roți dințate
Plaja de reglare a piciorușelor de nivelare
Înălțimea de lucru pare a fi o dimensiune simplă, dar afectează direct ergonomia și integrarea echipamentelor.
06 Este necesară poziționarea prin ridicare și localizare?
Un opritor poate opri o paletă, dar oprirea nu este același lucru cu poziționarea precisă.
Asamblarea manuală, inspecția vizuală și scanarea de bază pot necesita doar ca paleta să se oprească într-o zonă generală. Un opritor poate fi suficient pentru aceste operații.
Unitățile de ridicare și localizare sunt de obicei necesare pentru:
Selectarea robotică
Strângerea automată a șuruburilor
Dozarea sau aplicarea de învelișuri
Fixare de pres
Inspectarea cu laser
Imagistica prin vizionare
Măsurare precisă
Sudura
Încărcare și descărcare automată
O unitate de ridicare și poziționare ridică paleta de pe rolele transportoare și o poziționează folosind pini, bucșe sau suprafețe de referință de precizie.
Aceasta oferă două beneficii importante:
În primul rând, forțele de prelucrare și de presare nu sunt transmise direct lanțului și rolelor transportoare.
În al doilea rând, poziția paletei este definită de unitatea de poziționare, nu de poziția de oprire a lanțului.
Prin urmare, nu este suficient să se specifice doar necesitatea unui opritor. Trebuie, de asemenea, să se definească procesele efectuate după oprire.
07 Ce precizie de poziționare este necesară?
A menționa simplu că este necesară poziționarea nu este suficient. Trebuie să se specifice repetabilitatea cerută.
Procesele diferite au cerințe foarte diferite de precizie:
Asamblarea manuală necesită doar o paletă stabilă în poziția de oprire
Inspectarea cu senzori de bază necesită o poziționare relativ constantă
Manipularea robotică necesită repetabilitate stabilă
Vizionarea, distribuirea, înșurubarea și presarea precisă necesită o acuratețe superioară
În sistemele stabilite de transport pe paleți, unitățile specializate de poziționare pot atinge repetabilitatea în intervalul aproximativ de ±0,1 mm până la ±0,3 mm. Performanța reală depinde de structura paletului, de știfturile și bucșele de poziționare, de sarcină, de precizia montării și de proiectarea mecanismului.
Un punct trebuie subliniat:
Precizia de poziționare nu poate fi obținută doar prin scrierea unui număr într-o specificație.
Aceasta depinde, de asemenea, de:
Rigiditatea paletului
Ajustarea dintre știfturile și bucșele de poziționare
Modul în care produsul este poziționat în dispozitivul de fixare
Sincronizarea mecanismului de ridicare
Rigiditatea cadrului
Dacă sarcina este excentrică
Fundatia si instalare a mașinii
Mentenanță după uzură pe termen lung
Cu cât este mai mare cerința de precizie, cu atât este mai puțin probabil ca un dop de bază să fie suficient.
08 Retoare la un nivel, la două niveluri sau la buclă?
Structura transportorului trebuie selectată în funcție de spațiul disponibil de podea, de cerințele de returnare a paletelor și de fluxul de proces.
Conveyor drept de un singur nivel
Aceasta este cea mai simplă structură, cu investiții mai mici și o întreținere mai ușoară. Este potrivit atunci când operatorii scoat palete la sfârșitul liniei sau când nu este necesară returnarea automată a paletelor.
Principala sa limitare este că palele goale trebuie returnate manual.
Retoare automată la două niveluri
Nivelul superior este folosit pentru asamblare și transport de paleți încărcați, în timp ce nivelul inferior returnează paleți goliți. Lifturile, unitățile de ridicare și transfer sau alte mecanisme de transfer conectează cele două niveluri.
Acest model economisește spațiu pe podea și asigură circulația automată a paletelor, fiind astfel potrivit pentru liniile de asamblare drepte.
Cu toate acestea, mecanismele de ridicare, transfer și control adăugate cresc, de asemenea, cerințele de protecție și de blocare a defecțiunilor.
Transportator cu buclă orizontală
Paletele circulă continuu în jurul unei bucle orizontale. Acest aranjament este potrivit atunci când stațiile de lucru sunt amplasate în jurul transportorului și când pot fi adăugate ramuri, stații de inspecție sau zone de prelucrare.
O structură de buclă este flexibilă, dar de obicei ocupă mai mult spațiu pe podea și necesită mai multe mecanisme de rotire și transfer.
Nu există o aranjare universală. Ambele părți sunt de asemenea în mod corespunzător.
09 Este necesară ESD, protecție împotriva prafului sau rezistență la temperaturi ridicate?
Conveyorul de paleți nu este utilizat doar în atelierele obișnuite.
Asamblarea electronică, fabricarea bateriilor, instrumentele de precizie, zonele curate, procesele la temperatură ridicată și prelucrarea metalelor creează cerințe diferite pentru materiale și structură.
Medii sensibile la descărcarea electrostatică (ESD)
Înlocuirea unui component cu o „schemă anti-statică” nu reprezintă o soluție completă ESD.
O soluție completă ESD poate necesita, de asemenea:
Paleți conductori sau disipativi static
Materiale adecvate pentru lanț și ghidaje
O cale conductoare între palet și conveyor
Legarea la pământ a cadrelor din aluminiu
Benzi de legare
Protecția componentelor electrice
Testarea finală a rezistenței
ESD trebuie tratat ca o cerință de aplicație la nivel de sistem, nu ca o proprietate a unui component izolat.
Medii cu praf și cuști metalice
Proiectarea trebuie să țină cont de acoperișurile pentru lanțuri, eliminarea cuștilor, curățarea ghidurilor și accesul pentru întreținere.
Permiterea intrării continue a cuștilor de aluminiu, a cuștilor de oțel sau a prafului în zona lanțului și a roților dințate accelerează uzura și poate duce, în cele din urmă, la blocare.
Medii cu temperaturi ridicate
Următoarele trebuie revizuite din nou:
Materialele lanțului și ale rolelor
Limitele de temperatură ale benzilor de uzură
Metodă de lubrificare
Amplasarea motorului și a reductorului
Clasificarea temperaturii senzorilor, tuburilor și cablurilor
Dilatarea termică a cadrelor și a paleților
O configurație standard de atelier nu poate fi aplicată direct în fiecare mediu de funcționare.
10 Cum se calculează puterea motorului și factorii de siguranță?
Selectarea motorului nu poate fi redusă la o regulă de genul «un anumit număr de wați pe metru».
Forța necesară pentru transportator trebuie să includă cel puțin patru componente:
Rezistența totală = rezistența la frecare + inerția la pornire + rezistența la înălțime + rezistența suplimentară
Pentru o estimare inițială a unui transportator orizontal:
Rezistența la frecare F₁ = μ × M × g
Unde:
μ este coeficientul echivalent de frecare al lanțului, rolelor și sistemului de ghidare
M este masa totală în mișcare
g este accelerația gravitațională
Pornirea introduce, de asemenea, inerția:
Forța de inerție F₂ = M × a
unde a este accelerația transportorului.
Mișcarea înclinată sau modificările de înălțime necesită o componentă suplimentară a gravitației. Palettele acumulate, tensiunea lanțului, mecanismele de rotire, rulmenții și alte accesorii trebuie, de asemenea, incluse ca rezistență suplimentară.
Odată ce forța totală de antrenare F este stabilită, puterea preliminară poate fi calculată astfel:
Puterea calculată P = F × v ÷ (1000 × η)
Unde:
P este exprimată în kW
F este forța totală de antrenare în N
v este viteza lanțului în m/s
η este eficiența combinată a motorului, cutiei de viteze, roții dințate și sistemului de transmisie
Motorul nu trebuie selectat exact la valoarea calculată.
Trebuie aplicat un factor de siguranță:
Puterea motorului selectat ≥ puterea calculată × factorul de siguranță
Factorul de siguranță nu este un număr fix. Depinde de:
Frecvența pornirilor și opririlor
Timp de functionare continuu
Acumularea pe întreaga linie
Funcționarea înainte și înapoi
Încărcături de impact
Timpul de accelerare necesar
Temperatura ambiantă
Variația sarcinii reale
Un rezervă preliminară de aproximativ 1,3–1,5 poate fi potrivită pentru transport continuu și stabil. Pornirile frecvente, acumularea importantă sau sarcinile fluctuante pot necesita un factor de aproximativ 1,5–2,0. Aplicațiile grele, cu impact sau cu inversare a sensului necesită verificare separată, nu un factor fix.
Selectarea motorului trebuie să verifice, de asemenea:
Cuplul de ieșire al reductorului
Cuplu de pornire
Cuplul pinion–axă
Viteza motorului
Raport de reducere
Capacitate termică
Frecvența pornire–oprire
Tensiunea maximă admisă în lanț
Metodele profesionale de selectare a motorului evaluează împreună inerția, cuplul și viteza, în timp ce metodele de selectare a lanțului verifică tensiunea maximă admisă în lanț, factorii de viteză și condițiile de funcționare.
Un motor subdimensionat s-ar putea să nu pornească sub sarcină completă. Un motor selectat nejustificat de mare ar putea crește solicitarea lanțului, roților dințate și reductorului. Abordarea corectă este de a potrivi întregul sistem de antrenare, nu doar de a mări puterea motorului.
Pregătiți aceste informații înainte de a solicita o soluție pentru transportatorul de paleți
Când solicitați o linie de asamblare cu transportor de paleți de la Henton, următoarele informații ne ajută să pregătim o soluție și o ofertă mai precise:
Numele produsului, dimensiunile și greutatea acestuia
Dimensiunile, greutatea și materialul paleților
Numărul de produse transportate pe fiecare palet
Producția țintă pe minut
Timpul de ciclu al fiecărei stații de lucru
Lungimea, lățimea și înălțimea de lucru necesare pentru transportor
Numărul maxim de paleți care pot fi acumulați
Cerințe privind oprirea, ridicarea și poziționarea precisă
Precizia de poziționare necesară
Configurație cu un singur nivel, două niveluri sau buclă de întoarcere
Mediu de funcționare și ore zilnice de operare
Integrarea cu roboți, echipamente de inspecție sau sisteme de control
Un transportor de paleți poate părea doar o linie de transport, dar el leagă timpul de ciclu al producției, dispozitivele fixe, echipamentele de automatizare, operatorii și logistica fabricii.
O ofertă rapidă are puțină valoare atunci când parametrii tehnici nu au fost definiți corect.
Henton nu proiectează un transportor de paleți doar prin adăugarea de profile din aluminiu și lanțuri în funcție de lungime. Evaluăm sarcina produsului, timpul de ciclu al producției, cantitatea de acumulare, cerințele de poziționare și mediul de funcționare, apoi proiectăm lanțul, structura, paletul, sistemul de antrenare și cel de comandă ca o soluție completă.
Clienții nu au nevoie de un transportor care să mute doar.
Ei au nevoie de o linie de producție care să pornească la sarcină maximă, să acumuleze fără blocări, să poziționeze cu precizie, să funcționeze fiabil pe termen lung și să mențină ritmul necesar al producției.
