EN
Načrtovanje sestavnega traktnega sistema za palete: 10 parametrov, ki jih je treba najprej določiti
Henton Aluminum | Inženiring in izbor transportnih trakov za palete
Številni stranki za ponudbo transportnega traku za palete začnejo z eno vprašanjem:
«Koliko stane 10-metrski transportni trak?»
Vendar dolžina transportnega traka sama po sebi ne določa prave rešitve.
Dva transportna traka lahko imata obe dolžino 10 metrov, a eden prenaša lahke elektronske dele, drugi pa module baterij, ki tehtajo več kot 100 kg. Eden prenaša izdelke neprekinjeno, drugi pa mora palete avtomatsko ustavljati, dvigovati, pozicionirati, pregledovati in vračati.
Različni obratni pogoji zahtevajo različne verige, aluminijaste profila, palete, pogonske sisteme in krmilne sisteme.
Stabilna sestava transportnega traku za palete temelji na naslednjih desetih parametrih.
01 Kolikšna je skupna teža izdelka in palete?
Izračun obremenitve ne more temeljiti le na teži izdelka.
Dejanska premična obremenitev vključuje:
Proizvod + armatura + plošča za palete + dodatki za palete
Če na primer izdelek tehta 20 kg, armatura 8 kg in aluminijasta paleta 7 kg, je dejanska obremenitev na paleti 35 kg, ne 20 kg.
Tehnični pregled mora tudi potrditi:
Ali je središče teže središče
Dimenzije palete
Ali je obremenitev ekscentrična
Ko paleta pride v stik s transportnimi verigami
Koliko palet se hkrati vozi na črti
Koliko palet se lahko kopiči v pogojih polne obremenitve
Pri izbiri verige je treba preveriti ne le skupno obremenitev transportnega trakovnika, temveč tudi obremenitev na vsakem valju, na vsaki verigi in morebitno razliko obremenitve med levi in desno verigo.
Postopki izbire verige prostega pretoka zahtevajo tudi, da inženirji upoštevajo maso palet, dimenzije, količino, hitrost prevoznega trakta, dolžino prevoznega trakta in dolžino kopičenja skupaj, ne pa da bi uporabili samo težo izdelka.
Za Henton je prvi korak izbira motorja. Najprej je treba določiti najtežji obratni pogoj celotne linije.
02 Koliko izdelkov je treba prenašati na minuto?
«Hitrejši transportni trak je vedno boljši» je ena najpogostejših napačnih predstav pri načrtovanju transportnih trakov za palete.
Prava zahteva ni najvišja hitrost verige, temveč število končanih izdelkov, ki jih linija zanesljivo izda na minuto.
Če je ciljna proizvodnja 6 izdelkov na minuto in vsaka plošča nosi 1 izdelek, je povprečni čas med dvema sosednjima ploščama:
60 ÷ 6 = 10 sekund na ploščo
Če vsaka plošča nosi 2 izdelka, dovoljen čas med dvema sosednjima ploščama postane:
60 × 2 ÷ 6 = 20 sekund na ploščo
Pred določitvijo hitrosti transportnega traku je treba potrditi naslednje:
Ciljna izda na minuto
Število izdelkov na vsakem paletu
Razdalja med delovnimi postajami
Čas, potreben za zagon, zaustavitev in pozicioniranje paleta
Ali je nalaganje in raznalaganje ročno
Ali so vključeni pregled, privijanje vijakov, odmerjanje, varjenje ali drugi postanki
Hitrost transportnega traku je rezultat procesa načrtovanja, ne pa začetna točka.
Hitrejša veriga ne poveča proizvodnje, če delovne postaje ostanejo blokirane. Lahko le poveča udarne obremenitve, hrup in obrabo.
03 Kakšen je ciklusni čas vsake delovne postaje?
Izdelek na minuto določa cilj proizvodnje. Ciklusni čas delovne postaje določa, ali se ta cilj dejansko lahko doseže.
Če se mora vsakih 10 sekund dokončati en izdelek, nobena delovna postaja ne sme redno potrebovati več kot 10 sekund brez dodatne zmogljivosti.
Prava proizvodna linija lahko izgleda tako:
Nalaganje: 5 sekund
Skeniranje: 3 sekunde
Vijanje: 18 sekund
Preverjanje: 8 sekund
V tem primeru je dejanska proizvodna zamača postaja za vijanje, ki traja 18 sekund – ne hitrost transportnega traku.
Možne rešitve vključujejo:
Dodajanje vzporednega delovnega mesta
Prevoz več izdelkov na enem paletnem nosilcu
Razdelitev enega procesa na več korakov
Dodajanje rezervne zmogljivosti
Uporaba avtomatske opreme
Ponovna ureditev postaje
Transporter za podstavke ni preprosto naprava, ki premika izdelke naprej. Morajo s tem organizirati procese z različnimi ciklusnimi časi v uravnotežen proizvodni tok.
Brez uravnavanja ciklusnih časov povečanje velikosti verige, moči motorja ali velikosti okvirja ne bo rešilo težave z zmogljivostjo.
04 Koliko podstavkov se mora hkrati nakopičiti?
Ena od glavnih prednosti transporterja za podstavke s prostim tokom je, da se veriga lahko nadaljuje z gibanjem, medtem ko se podstavki ustavijo in zbirajo pred preprečilom.
Vendar je zmogljivost za nakupljanje omejena.
Več podstavkov in daljša območja nakupljanja povečata trenje, obremenitev pogona in obrabo valjarjev.
Zahtevana zmogljivost za nakupljanje se običajno izračuna iz mogočega izpadanja spodnjega procesa.
Na primer:
Proizvodni cikel: 20 sekund na paleto
Tipičen čas obnovitve spodnje postaje po napaki: 3 minute
Zgornja postaja med temi tremi minutami nadaljuje z oskrbo
Najmanjša teoretična zaloga je:
180 ÷ 20 = 9 palt
Končna konstrukcija mora upoštevati tudi razmik med paltami, logiko sprostitve po ponovnem zagonu proizvodnje ter ustrezno rezervo.
Inženirski pregled mora dodatno potrditi:
Ali se palete nakopičijo po celotni liniji ali le v izbranih conah
Ali se izdelki med nakopčevanjem lahko dotaknejo med seboj
Koliko palt mora zadržati ustavnik
Ali za akumulacijske cone zahteva sekcijsko ustavljanje
Ali pogon zmore obratovati v celoti obremenjeno progo
Številni transportni trakovi normalno delujejo, ko so prazni, vendar se ob polni akumulaciji podstavkov preobremenijo, vibrirajo ali ustavijo. V večini primerov skupna akumulirana obremenitev ni bila v celoti upoštevana pri načrtovanju.
05 Kakšna je dolžina transportnega traku in delovna višina?
Daljši transportni trak ni preprosto zadeva dodajanja nekaj metrov aluminijastega profila.
Z naraščanjem dolžine se povečajo tudi teža verige, trenje v vodilih, število podstavkov in akumulirana napetost. Prek določene dolžine lahko načrt zahteva:
Več pogonskih sekcij
Dodatne sredinske podporne konstrukcije
Večje okvirne profile
Prenovo strukture za nastavitev napetosti verige
Kontrola po conah
Dostop do vzdrževanja
Pri izbiranju verige upoštevamo dolžino transportnega traku, njegovo hitrost, koeficient trenja, največjo prenašano maso in obratno okolje kot ključne vhodne podatke za izračun napetosti verige. Inercijo je treba vključiti tudi takrat, ko se trak začne hitro gibati ali nenadoma potiska breme.
Delovno višino je prav tako treba izdelati in ne izbrati naključno.
Pri ročnih sestavnih linijah je treba upoštevati višino operaterja, delo sede ali stoj, položaj orodja in delovno površino izdelka. Pri avtomatiziranih linijah morajo biti roboti, sistemi za pregled, dozirne naprave in oprema za nalaganje med seboj usklajeni.
Pri načrtovanju dvonivojskega povratnega transportnega traku je treba preveriti tudi:
Zgornjo delovno višino
Spodnji povratni prostor
Višino mehanizma za dvig in prenos
Prostor za motorje in zobnike
Obseg nastavitve nivelirnih nog
Delovna višina se zdi preprosta dimenzija, vendar neposredno vpliva na ergonomijo in integracijo opreme.
06 Je zahtevano dvigovanje in točno pozicioniranje?
Zapornik lahko ustavi paleto, a ustavitev ni enako natančnemu pozicioniranju.
Ročna sestava, vizualni pregled in osnovno skeniranje morda zahtevajo le, da se paleta ustavi znotraj splošnega območja. Za te operacije je zapornik lahko dovolj.
Enote za dvigovanje in točno pozicioniranje so običajno zahtevane za:
Robotsko izbiranje
Samodejno vijanje vijakov
Distribucijo ali prevleko
Pritiskni fiting
Laserjski pregled
Slikovno opazovanje
Točno merjenje
Varjenje
Samodejni nalaganje in razlaganje
Enota za dvig in določitev položaja dvigne paletno ploščo stran od prevoznih valjcev in jo določi z uporabo špic, buš ali natančnih referenčnih površin.
To prinaša dve pomembni koristi:
Prvič, sile obdelave in stiskanja se ne prenašajo neposredno na transportni verig in valje.
Drugič, položaj palete je opredeljen s lokalizacijsko enoto in ne s položajem zaustavitve verige.
Zato ni dovolj, da se izreče, da je potreben zamašek. Treba je tudi opredeliti postopke, ki se izvajajo po zaustavitvi.
07 Kakšna natančnost določanja položaja je potrebna?
Ne zadostuje samo, da rečeš, da je potrebno postaviti. Treba je opredeliti zahtevano ponovljivost.
Različni procesi imajo zelo različne zahteve glede natančnosti:
Ročna montaža zahteva le stabilno ustavljeno paletno
Osnovni pregled senzorjev zahteva razumno dosledno pozicioniranje
Robot za izbiranje potrebuje stabilno ponovljivost
Naloge, kot so vid, odmerjanje, vijanje in natančno pritiskanje, zahtevajo višjo natančnost
V uveljavljenih sistemih za prenašanje palete lahko specializirane enote za pozicioniranje dosežejo ponovljivost približno v obsegu ±0,1 mm do ±0,3 mm. Dejanska zmogljivost je odvisna od konstrukcije palete, lokacijskih klinov in vstavkov, obremenitve, natančnosti namestitve in načina izvedbe mehanizma.
Eno točko je treba poudariti:
Natančnost pozicioniranja ni mogoče doseči le zapisom številke v specifikaciji.
Odvisna je tudi od naslednjega:
Trdnosti palete
Ujemanja med lokacijskimi klini in vstavki
Načina, kako je izdelek pritrjen v pripravku
Sinhronizacije dvigalnega mehanizma
Trdnost okvirja
Ali je obremenitev ekscentrična
Temelj stroja in namestitev
Vzdrževanje po dolgotrajni obrabi
Večja zahtevana natančnost pomeni manjšo verjetnost, da bo osnovna ustavka sama po sebi zadostovala.
08 Enonivojski, dvonivojski ali zankast povrat?
Konvejersko strukturo je treba izbrati glede na razpoložljivo talno površino, zahteve glede povrata paletnic in procesni tok.
Enonivojski ravni konvejer
To je najpreprostejša struktura z nižjimi investicijami in lažjim vzdrževanjem. Primerna je, kadar operaterji paletnice odstranijo na koncu linije ali kadar avtomatski povrat paletnic ni potreben.
Glavna omejitev je, da se prazne paletnice morajo vrniti ročno.
Dvonivojski avtomatski povrat
Zgornjo raven uporabljamo za sestavo in prevoz palete z blagom, spodnjo raven pa za vračanje praznih palet. Dvižna orodja, dvižno-premikovne enote ali drugi prenosni mehanizmi povezujejo obe ravni.
Ta načrt prihrani površino tal in zagotavlja samodejno cirkulacijo palet, kar ga naredi primernega za ravninske sestavne linije.
Vendar dodatni dvižni, prenosni in krmilni mehanizmi povečajo tudi zahteve glede varnostnih ovir in medsebojnega blokiranja napak.
Horizontalni zankasti transportni sistem
Palete neprekinjeno krožijo okoli horizontalne zanke. Ta razporeditev je primerna, kadar so delovna mesta postavljena okoli transportnega sistema in kadar se lahko dodajo veje, kontrolna mesta ali območja za popravke.
Zankasta razporeditev je fleksibilna, vendar običajno zasede več površine tal in zahteva več mehanizmov za obračanje in prenašanje.
Ni univerzalno najboljše razporeditve. Pravilna razporeditev je tista, ki ustreza procesu in razpoložljivi tovarški površini.
09 Ali so zahtevane lastnosti za zaščito pred elektrostatičnim razbremenitvijo (ESD), zaščita pred praškom ali odpornost proti visokim temperaturam?
Transportni trakovi za palete se ne uporabljajo le v običajnih delavnah.
Sestava elektronike, proizvodnja baterij, natančni instrumenti, čiste sobe, visokotemperaturni procesi in obdelava kovin vsak posebej določajo različne zahteve glede materialov in konstrukcije.
Okolja občutljiva na elektrostatične razbitke (ESD)
Zamenjava enega sestavnega dela z »protielektrostatično verigo« ni popolna rešitev za ESD.
Popolna ESD konstrukcija lahko zahteva tudi:
Vodljive ali statično razpršilne palete
Ustrezen material verige in vodil
Vodljivo povezavo med paletami in transportnim trakom
Zazemljitev aluminijaste okvirje
Povezovalne trakove
Zaščita električnih komponent
Končno testiranje odpornosti
ESD je treba obravnavati kot zahtevo na ravni sistema, ne kot lastnost posamezne izolirane komponente.
Okolje z praškom in kovinskimi ostružki
Oblikovanje mora upoštevati pokrovce verižnih kanalov, odstranjevanje ostružkov, vodilno čiščenje in dostop za vzdrževanje.
Neprekinjeno vdiranje aluminijastih ostružkov, jeklenih ostružkov ali praška v območje verige in zobnikov pospešuje obrabo in lahko na koncu povzroči zaklepanje.
Okolja z visokimi temperaturami
Naslednje je treba ponovno pregledati:
Materiali verige in valjčkov
Temperaturne meje obrabljivih trakov
Način smarjanja
Namestitev motorja in menjalnika
Ocenjevanje temperature senzorjev, cevi in kablov
Toplotno raztezanje okvirja in palest
Standardna delavnica konfiguracija ne more biti neposredno uporabljena v vsakem obratovalnem okolju.
10 Kako se izračunajo moč motorja in varnostni faktorji?
Izbira motorja ne more biti zmanjšana na pravilo, kot je »določeno število vatov na meter«.
Zahtevana sila transportnega traku mora vključevati vsaj štiri dele:
Skupni upor = trenje + začetna vztrajnost + upor zaradi višinske razlike + dodatni upor
Za začetno oceno horizontalnega transportnega traku:
Upor zaradi trenja F₁ = μ × M × g
Kjer:
μ je ekvivalentni koeficient trenja verige, valjčkov in vodilnega sistema
M je skupna gibajoča masa
g je pospešek zaradi gravitacije
Zagon povzroča tudi vztrajnostno silo:
Vztrajnostna sila F₂ = M × a
kjer je a pospešek transportnega traku.
Pri poševnem gibanju ali spremembi višine je potrebna dodatna komponenta gravitacije. Kot dodatni upor je treba vključiti tudi nabrane palete, napetost verige, obratne mehanizme, ležaje in druge dodatke.
Ko je določena skupna pogonska sila F, se lahko predhodno izračuna moč kot:
Izračunana moč P = F × v ÷ (1000 × η)
Kjer:
P je v kW
F je skupna pogonska sila v N
v je hitrost verige v m/s
η je kombinirana učinkovitost motorja, menjalnika, zobnega kolesa in sistema menjalnika
Motor se ne sme izbrati točno po izračunani vrednosti.
Uporabiti je treba faktor storitve:
Izbrana moč motorja ≥ izračunana moč × delovni faktor
Faktor storitev ni fiksna številka. Odvisno od:
Pogostost zagona in zaustavitve
Neprekinjeno delovno čas
Celotna akumulacija
Napredni in povratni obrat
Nadomorske obremenitve
Zahtevani čas pospeševanja
Temperatura okolja
Sprememba dejanske obremenitve
Za stabilen in neprekinjen prenos je primerna predhodna rezerva približno 1,3 do 1,5. Pogosti zagoni, težka nakupljanja ali nihajoče obremenitve zahtevajo približno 1,5 do 2,0. Za težke obratovalne pogoje, udarne obremenitve ali obratno vrtijoče se sisteme je potrebna posamična preverba namesto fiksne rezerve.
Izbira motorja mora prav tako preveriti:
Izhodni navor prenosnika
Začetni navor
Navor verižnega kolesa na gredi
Hitrost motorja
Zmerni obseg
Toplotna zmogljivost
Pogostost zagonov in ustavitev
Največ dovoljena napetost verige
Strokovne metode izbire motorja skupaj ocenjujejo vztrajnost, navor in hitrost, medtem ko metode izbire verige preverjajo največjo dovoljeno napetost verige, faktorje hitrosti in obratovne pogoje.
Premajhen motor morda ne bo mogel zagnati ob polni obremenitvi. Prevelik motor lahko poveča obremenitev verige, verižnih koles in prenosnika. Pravilni pristop je usklajevanje celotnega pogonskega sistema, ne le povečevanje moči motorja.
Pripravite te podatke, preden zahtevate rešitev za transportni sistem s paleto
Pri naročanju montažne linije za transportne palete pri podjetju Henton nam naslednje informacije pomagajo pripraviti natančnejšo rešitev in ponudbo:
Ime izdelka, dimenzije in masa
Razmerja, teža in material palet
Število proizvodov, ki se prevažajo na vsaki paleti
Ciljna izda na minuto
Čas cikla vsake delovne postaje
Zahtevana dolžina, širina in delovna višina prevoznega trakta
Največje število zbranih palet
Zahteve za ustavitev, dvig in natančno pozicioniranje
Zahtevana natančnost položaja
Razporeditev vrnitve na eni ravni, na dveh ravneh ali v zanki
Delovno okolje in dnevni delovni čas
Integracija z roboti, opremo za pregled ali nadzornimi sistemi
Transporter za palete se lahko zdi le prevozna linija, vendar povezuje čas proizvodnega cikla, pritrdilne elemente, avtomatizirano opremo, operaterje in tovarniško logistiko.
Hitra ponudba nima velike vrednosti, če inženirski parametri niso pravilno določeni.
Henton ne oblikuje transporterskega sistema za palete le tako, da po dolžini dodaja aluminijaste profile in verige. Ocenujemo obremenitev izdelka, čas proizvodnega cikla, količino nakupljanja, zahteve glede pozicioniranja in delovno okolje ter nato oblikujemo verigo, okvir, paleto, pogonski sistem in nadzorni sistem kot celovito rešitev.
Stranke ne potrebujejo samo transporterskega sistema, ki premika.
Potrebujejo proizvodno linijo, ki se začne z delovanjem pri polni obremenitvi, nakuplja brez zamaikanja, natančno pozicionira, zanesljivo deluje skozi čas in sledi zahtevani proizvodni zmogljivosti.
