EN
Navrhovanie montážnej linky pre paletové dopravníky: 10 parametrov, ktoré je potrebné najprv definovať
Henton Aluminum | Inžinierstvo a výber dopravníkov pre palety
Mnoho zákazníkov požaduje ponuku pre dopravník pre palety tým, že začne jednou otázkou:
„Koľko stojí dopravník dĺžky 10 metrov?“
Dĺžka dopravníka však sama o sebe neurčuje správne riešenie.
Dva dopravníkové systémy môžu mať rovnakú dĺžku 10 metrov, pričom jeden prepravuje ľahké elektronické súčiastky a druhý prepravuje moduly batérií s hmotnosťou vyššou ako 100 kg. Jeden systém môže len neustále premiestňovať výrobky, zatiaľ čo druhý musí palety automaticky zastaviť, zdvihnúť, presne umiestniť, skontrolovať a vrátiť späť.
Rôzne prevádzkové podmienky vyžadujú rôzne reťaze, hliníkové profily, palety, pohonné systémy a riadiace jednotky.
Stabilná montážna linka s dopravníkmi pre palety začína nasledujúcimi desiatimi parametrami.
01 Aká je celková hmotnosť výrobku a palety?
Výpočet zaťaženia nemôže vychádzať iba z hmotnosti výrobku.
Skutočné premiestňované zaťaženie zahŕňa:
Produkt + upevňovací prvok + podložka pre paletu + príslušenstvo pre palety
Napríklad ak váži produkt 20 kg, upevňovací prvok 8 kg a hliníková paleta 7 kg, skutočná záťaž na paletu je 35 kg, nie 20 kg.
Inžinierska revízia musí tiež potvrdiť:
Či je ťažisko vycentrované
Rozmery palety
Či je záťaž excentrická
Kde sa paleta dotýka dopravných reťazí
Koľko palet súčasne beží na linky
Koľko palet sa môže nahromadiť za plného zaťaženia
Výber reťaze musí overiť nielen celkovú záťaž dopravnej linky, ale aj záťaž na každom valčeku, na každej reťazi a možný rozdiel záťaže medzi ľavou a pravou reťazou.
Postup voľného výberu reťazí vyžaduje tiež, aby inžinieri zohľadnili hmotnosť palety, jej rozmery, množstvo, rýchlosť dopravníka, dĺžku dopravníka a dĺžku akumulácie spoločne, namiesto použitia iba hmotnosti výrobku.
Pre Henton nie je prvým krokom výber motora. Prvým krokom je identifikácia najťažšej prevádzkovej podmienky celej linky.
02 Koľko výrobkov sa musí dopraviť za minútu?
„Čím rýchlejší dopravník, tým lepší“ je jednou z najbežnejších nedorozumení pri návrhu dopravníkov pre palety.
Skutočný požiadavok nie je najvyššia rýchlosť reťaze, ale počet dokončených výrobkov, ktoré linka môže spoľahlivo dodávať za minútu.
Ak je cieľom výroby 6 výrobkov za minútu a každá paleta prepravuje 1 výrobok, potom priemerný čas medzi paletami je:
60 ÷ 6 = 10 sekúnd na paletu
Ak každá paleta prepravuje 2 výrobky, povolený čas medzi paletami sa zmení na:
60 × 2 ÷ 6 = 20 sekúnd na paletu
Pred určením rýchlosti dopravníka je potrebné potvrdiť nasledovné:
Cieľový výkon za minútu
Počet výrobkov na každej palete
Vzdialenosť medzi pracovnými stanovišťami
Čas potrebný na spustenie, zastavenie a umiestnenie palety
Či je nakladanie a vykladanie ručne
Či sú zahrnuté kontroly, skrutkovanie, rozdávanie, zváranie alebo iné procesy obývania
Rýchlosť dopravníka je výsledkom procesu návrhu, nie východiskovým bodom.
Rýchlejší reťazec nezvyšuje produkciu, keď pracovné stanice zostávajú zablokované. Môže len zvýšiť náraz, hluk a opotrebovanie.
03 Aká je doba cyklu každej pracovnej stanice?
Výstup za minútu definuje cieľ výroby. Čas cyklu pracovnej stanice určuje, či ju môže pruh skutočne dosiahnuť.
Ak sa musí dokončiť jeden výrobok každých 10 sekúnd, žiadna pracovná stanica by nemala trvalo vyžadovať viac ako 10 sekúnd bez dodatočnej kapacity.
Skutočná linka môže vyzerať nasledovne:
Nakladanie: 5 sekúnd
Skenovanie: 3 sekundy
Skrufovание: 18 sekúnd
Inšpekcia: 8 sekúnd
V tomto prípade je skruhovacia stanica s časom 18 sekúnd – nie rýchlosť dopravníka – skutočným produkčným úzkym hrdlom.
Možné riešenia zahŕňajú:
Pridanie paralelnej pracovnej stanice
Preprava viacerých výrobkov na jednom paleti
Rozdelenie jedného procesu na viacero krokov
Pridanie zásobnej kapacity
Použitie automatického vybavenia
Premiestnenie rozmiestnenia pracovných staníc
Páskový dopravník pre palety nie je len zariadenie, ktoré premiestňuje výrobky dopredu. Musí organizovať procesy s rôznymi cyklickými časmi do vyváženého výrobného toku.
Bez vyrovnaného cyklického času zväčšenie veľkosti reťazca, výkonu motora alebo veľkosti rámu nepomôže vyriešiť problém s kapacitou.
04 Koľko palet sa musí naraz hromadiť?
Jednou z hlavných výhod páskového dopravníka s voľným pohybom je, že reťazec môže pokračovať v pohybe, kým sa palety zastavia a začnú sa radenie pred zastavovacím zariadením.
Kapacita hromadenia však nie je neobmedzená.
Väčší počet palet a dlhšie zóny hromadenia zvyšujú trenie, záťaž pohonnej jednotky a opotrebovanie valčekov.
Požadovaná kapacita akumulácie sa zvyčajne vypočíta z možného výpadku nasledujúceho procesu.
Napríklad:
Výrobný cyklus: 20 sekúnd na paletu
Typická doba obnovy nasledujúceho procesu po poruche: 3 minúty
Predchádzajúci proces počas týchto 3 minút pokračuje v prívode
Minimálna teoretická nádrž je:
180 ÷ 20 = 9 palet
Konečný návrh musí tiež zohľadniť rozstupy medzi paletami, logiku uvoľnenia po obnove výroby a primeranú rezervu.
Inžinierska revízia musí ďalej potvrdiť:
Či sa palety akumulujú v celom produkcnom pásme alebo len v vybraných zónach
Či sa výrobky počas akumulácie môžu navzájom dotýkať
Koľko palet musí zastaviť zastavovací prvok
Či zóny hromadenia vyžadujú členené zastavenie
Či pohonný systém dokáže zvládnuť úplne nahromadenú linku
Mnoho dopravníkov beží normálne, keď je prázdny, ale pri úplnom nahromadení palet sa preťaží, rozkmitá sa alebo zastaví. Vo väčšine prípadov sa pri návrhu úplne nezohľadnila hmotnosť nahromadeného zaťaženia.
05 Aká je dĺžka a pracovná výška dopravníka?
Dlhší dopravník nie je len otázkou pridaných niekoľkých metrov hliníkovej profilovej lišty.
So zvyšujúcou sa dĺžkou sa zvyšuje aj hmotnosť reťaze, trenie v spriahovacom vedení, počet palet a napätie pri hromadení. Nad určitú dĺžku môže návrh vyžadovať:
Viaceré pohonné úseky
Dodatočné stredné podpery
Väčšie rámové profily
Revidovaná štruktúra napínania reťaze
Zónové riadenie
Prístup pre údržbu
Metódy výberu reťaze berú do úvahy dĺžku dopravníka, rýchlosť, koeficient trenia, maximálnu prepravovanú hmotnosť a prevádzkové prostredie ako kľúčové vstupné parametre pri výpočtoch napätia reťaze. Zároveň je potrebné zohľadniť zotrvačnosť pri rýchlej štartovacej fáze dopravníka alebo pri náhlej manipulácii s nákladom.
Pracovná výška musí byť tiež technicky navrhnutá, nie vybraná ľubovoľne.
Pri manuálnych montážnych linkách je potrebné zohľadniť výšku operátora, prácu sediac alebo stojac, polohu nástrojov a pracovnú plochu výrobku. Pri automatizovaných linkách musia byť kompatibilné roboty, systémy kontrolu, dávkovacie stroje a vybavenie na nakladanie.
Pri dopravníkoch s dvojúrovňovým návratom musí návrh okrem iného overiť:
Hornú pracovnú výšku
Spodnú voľnú výšku návratovej časti
Výšku mechanizmu zdvíhania a presúvania
Miesto pre motory a kolieska
Rozsah nastavenia vyrovnavacieho nožičky
Pracovná výška sa zdá byť jednoduchým rozmerom, ale priamo ovplyvňuje ergonómiu a integráciu zariadení.
06 Je vyžadované zdvíhanie a presné umiestnenie?
Zastavovacia zábrana môže zastaviť paletu, ale zastavenie nie je to isté ako presné umiestnenie.
Ručné montážne operácie, vizuálna kontrola a základné skenovanie môžu vyžadovať len zastavenie palety v určitej všeobejnej oblasti. Pre tieto operácie môže byť zastavovacia zábrana postačujúca.
Jednotky na zdvíhanie a presné umiestnenie sa zvyčajne vyžadujú pre:
Výber robotom
Automatické utiahnutie skrutiek
Dávkovanie alebo náter
Stlačovací fitting
Laserová kontrola
Víziové zobrazovanie
Presná meranie
Zváranie
Automatické nakládanie a vykladanie
Jednotka na zdvíhanie a presné umiestnenie zdvihne paletu od dopravníkových valčekov a presne ju umiestni pomocou kolíkov, vložiek alebo presných referenčných plôšok.
Toto poskytuje dva dôležité výhody:
Po prvé, sily pri spracovaní a lisovaní sa neprenášajú priamo na dopravný reťazec a valčeky.
Po druhé, poloha palety je určená jednotkou na presné umiestnenie, nie polohou zastavenia reťazca.
Preto nestačí uviesť, že je potrebný zastavovací prvok. Musia byť tiež definované procesy, ktoré sa vykonávajú po zastavení.
07 Aká presnosť umiestnenia je požadovaná?
Stačí uviesť, že je potrebné umiestnenie, nie je postačujúce. Musí byť definovaná požadovaná opakovateľnosť.
Rôzne procesy majú veľmi rozdielne požiadavky na presnosť:
Ručná montáž vyžaduje len stabilne zastavenú paletu
Základná kontrola senzorov vyžaduje primerane konzistentné umiestnenie
Robotické zobíranie vyžaduje stabilnú opakovateľnosť
Vizuálne systémy, dávkovanie, utahovanie skrutiek a presné tlakové operácie vyžadujú vyššiu presnosť
V už existujúcich systémoch prepravníkov na palety môžu špeciálne jednotky na umiestňovanie dosiahnuť opakovateľnosť v približnom rozsahu ±0,1 mm až ±0,3 mm. Skutočný výkon závisí od konštrukcie palety, polohovacích kolíkov a vložiek, zaťaženia, presnosti inštalácie a návrhu mechanizmu.
Jeden bod je potrebné zdôrazniť:
Presnosť umiestnenia sa nedá dosiahnuť jednoducho zápisom čísla do špecifikácie.
Závisí tiež od:
Tuhosti palety
Pasovania medzi polohovacími kolíkmi a vložkami
Spôsobu, akým je výrobok umiestnený v upínači
Synchronizácia zdvíhacieho mechanizmu
Tuhosť rámu
Či je záťaž excentrická
Základová doska stroja a inštalácia
Údržba po dlhodobom opotrebení
Čím vyššie sú požiadavky na presnosť, tým je menej pravdepodobné, že základný zastavovač bude postačovať sám o sebe.
08 Jednostupňový, dvojstupňový alebo obežný návrat?
Konštrukciu dopravníka je potrebné vybrať podľa dostupnej plochy podlahy, požiadaviek na návrat palet a technologického toku.
Jednostupňový priamy dopravník
Toto je najjednoduchšia konštrukcia s nižšími investíciou a jednoduchšou údržbou. Je vhodná v prípadoch, keď operátori palety odstraňujú na konci linky alebo keď nie je vyžadovaný automatický návrat palet.
Hlavným obmedzením je, že prázdne palety je potrebné vrátiť manuálne.
Dvojstupňový automatický návrat
Horná úroveň sa používa na montáž a prepravu naložených palet, zatiaľ čo dolná úroveň vracia prázdne palety. Medzi oboma úrovňami sú pripojené zdvíhacie zariadenia, zdvíhacie a prenosové jednotky alebo iné prenosové mechanizmy.
Tento dizajn šetrí plochu podlahy a zabezpečuje automatickú cirkuláciu palet, čo ho robí vhodným pre priame montážne linky.
Avšak pridané zdvíhacie, prenosové a riadiace mechanizmy tiež zvyšujú požiadavky na ochranu a zámkovanie pri poruchách.
Horizontálny kruhový dopravník
Palety sa neustále pohybujú okolo horizontálneho kruhu. Toto usporiadanie je vhodné, keď sú pracoviská umiestnené okolo dopravníka a keď sa môžu pridať vedľajšie vetvy, kontrolné stanice alebo oblasti opravy.
Kruhové usporiadanie je flexibilné, avšak zvyčajne zaberie viac plochy podlahy a vyžaduje viac obracacích a prenosových mechanizmov.
Neexistuje univerzálne najlepšie usporiadanie. Správne usporiadanie je to, ktoré zodpovedá technologickému procesu a dostupnému priestoru v továrni.
09 Je vyžadovaná ESD ochrana, ochrana pred prachom alebo odolnosť voči vysokým teplotám?
Páskové dopravníky sa nepoužívajú len v bežných dielňach.
Montáž elektroniky, výroba batérií, presné prístroje, čisté priestory, vysokoteplotné procesy a obrábanie kovov vyžadujú rôzne požiadavky na materiály a konštrukciu.
Prostredia citlivé na elektrostatickú výbojovosť (ESD)
Nahradenie jednej súčasti „antistatickým reťazcom“ nie je úplné riešenie ESD.
Úplné riešenie ESD môže tiež vyžadovať:
Vodivé alebo staticky disipatívne palety
Príslušné materiály reťazca a vodičov
Vodivú cestu medzi paletou a dopravníkom
Uzemnenie hliníkovej rámového systému
Spojovacie pásy
Ochrana elektrických súčiastok
Záverečné testovanie odporu
ESD sa musí považovať za požiadavku na úrovni celého systému, nie za vlastnosť izolovanej súčiastky.
Prostredie s prachom a kovovými trieskami
Návrh musí zohľadniť kryty reťazových kanálov, odstraňovanie triesok, čistenie vodičov a prístup na údržbu.
Trvalé vnikanie hliníkových triesok, oceľových triesok alebo prachu do oblasti reťaze a kolieska zrýchľuje opotrebovanie a môže nakoniec spôsobiť zaseknutie.
Vysokoteplotné prostredia
Nasledovné položky sa musia znovu preskúmať:
Materiály reťaze a kotúčov
Teplotné limity opotrebovateľných pásov
Metóda lubricácie
Umiestnenie motora a prevodovky
Teplotná trieda senzorov, hadíc a káblov
Teplotná rozťažnosť rámu a palet
Štandardná dielňová konfigurácia sa nedá priamo použiť v každom prevádzkovom prostredí.
10 Ako sa vypočítajú výkon motora a bezpečnostné faktory?
Výber motora sa nedá zredukovať na pravidlo typu „určitý počet wattov na meter.“
Požadovaná prepravná sila musí pozostávať aspoň zo štyroch častí:
Celkový odpor = odpor trenia + začínajúca zotrvačnosť + odpor výšky + dodatočný odpor
Pre predbežný odhad horizontálneho dopravníka:
Odpor trenia F₁ = μ × M × g
Kde:
μ je ekvivalentný koeficient trenia reťaze, kotúčov a vodidlového systému
M je celková pohybujúca sa hmotnosť
g je gravitačné zrýchlenie
Štartovanie tiež spôsobuje zotrvačnosť:
Zotrvačná sila F₂ = M × a
kde a je zrýchlenie dopravníka.
Pohyb po naklonenej rovine alebo zmeny výšky vyžadujú ďalšiu zložku sily gravitácie. Ako dodatočný odpor sa musia zohľadniť aj nahromadené palety, napätie reťazí, obracacie mechanizmy, ložiská a iné príslušenstvo.
Keď je celková pohonná sila F určená, predbežný výkon možno vypočítať ako:
Vypočítaný výkon P = F × v ÷ (1000 × η)
Kde:
P je v kW
F je celková pohonná sila v N
v je rýchlosť reťaze v m/s
η je celková účinnosť motora, prevodovky, kolieska a prenosového systému
Motor by nemal byť vybraný presne podľa vypočítanej hodnoty.
Musí sa uplatniť bezpečnostný faktor:
Vybraný výkon motora ≥ vypočítaný výkon × bezpečnostný faktor
Bezpečnostný faktor nie je pevné číslo. Závisí od:
Frekvencie štartovania a zastavovania
Neustály čas prevádzky
Akumulácie po celej dĺžke linky
Prevádzky vpred a dozadu
Nárazové zaťaženia
Požadovaného času zrýchlenia
Teplota okolia
Zmena skutočného zaťaženia
Predbežná rezerva približne 1,3 až 1,5 môže byť vhodná pre stabilný nepretržitý prenos. Časté spúšťanie, silná akumulácia alebo kolísajúce zaťaženie môžu vyžadovať približne 1,5 až 2,0. Aplikácie s ťažkými nákladmi, nárazmi alebo spätným pohybom vyžadujú samostatné overenie namiesto pevného faktoru.
Výber motora musí tiež overiť:
Výstupný krútiaci moment prevodovky
Štartovací moment
Krútiaci moment vŕtacej hriadeľky
Rýchlosť motora
Pomer redukcie
Tepelná kapacita
Častosť štartu a zastavenia
Maximálne prípustné napätie reťazca
Profesionálne metódy výberu motora vyhodnocujú zotrvačnosť, krútiaci moment a rýchlosť spoločne, zatiaľ čo metódy výberu reťazca overujú maximálne napätie reťazca, faktory rýchlosti a prevádzkové podmienky.
Podrozmerný motor nemusí začať pod plným zaťažením. Vybraný motor, ktorý je zbytočne veľký, môže zvýšiť dopad na reťazec, kolieskové kolesá a prevodovku. Správnym prístupom je prispôsobiť celý pohonný systém, nie jednoducho zvýšiť výkon motora.
Pripravte tieto informácie pred požiadaním o riešenie pre nosič palet
Pri objednávke montážnej linky pre transportér palet od spoločnosti Henton nám nasledujúce informácie pomôžu pripraviť presnejšie riešenie a cenovú ponuku:
Názov výrobku, rozmery a hmotnosť
Rozmery palety, hmotnosť a materiál
Počet výrobkov prepravovaných na každej palete
Cieľový výkon za minútu
Čas cyklu každého pracovného stanovišta
Požadovaná dĺžka, šírka a pracovná výška dopravníka
Maximálny počet akumulovaných palet
Požiadavky na zastavenie, zdvíhanie a presné umiestnenie
Požadovaná presnosť umiestnenia
Jednorazové, dvojrozmerné alebo smyčkové nastavenie návratnosti
Prevádzkové prostredie a denné prevádzkové hodiny
Integrácia s robotmi, inšpekčným zariadením alebo riadiacimi systémami
Paletový dopravca sa môže zdať byť iba dopravnou linkou, ale spája čas výrobného cyklu, zariadenia, automatické zariadenia, prevádzkovateľov a logistiku továrne.
Rýchla cenová ponuka má malú hodnotu, ak technické parametre neboli správne definované.
Henton nevytvára paletový dopravník jednoducho pridaním hliníkových profilov a reťazí podľa dĺžky. Vyhodnocujeme zaťaženie výrobku, čas výrobného cyklu, množstvo akumulácie, požiadavky na umiestnenie a prevádzkové prostredie a potom navrhneme reťazec, rám, palety, pohon a riadiaci systém ako jedno kompletné riešenie.
Zákazníci nepotrebujú dopravník, ktorý sa len pohybuje.
Potrebujú výrobnú linku, ktorá začne s plným zaťažením, hromadí sa bez rušenia, presne sa umiestňuje, funguje spoľahlivo v priebehu času a drží krok s požadovanou výrobnou produkciou.
