Bir Palet Konveyör Montaj Hattı Tasarlamak: Önce Tanımlanması Gereken 10 Parametre

Bir Palet Konveyör Montaj Hattı Tasarlamak: Önce Tanımlanması Gereken 10 Parametre

Henton Aluminum | Palet Konveyörü Mühendisliği ve Seçimi

Birçok müşteri, palet konveyörü teklifi talep ederken tek bir soruyla başlar:

“10 metrelik bir konveyörün maliyeti ne kadardır?”

Ancak konveyör uzunluğu yalnızca doğru çözümü belirlemez.

İki konveyör hattı da 10 metre uzunluğunda olabilir; ancak biri hafif elektronik parçalar taşırken diğeri 100 kg’ı aşan batarya modülleri taşır. Birisi ürünleri yalnızca sürekli hareket ettirebilirken, diğeri paletleri otomatik olarak durdurmak, kaldırmak, konumlandırmak, kontrol etmek ve geri döndürmek zorundadır.

Farklı çalışma koşulları farklı zincirler, alüminyum profiller, paletler, tahrik sistemleri ve kontrol sistemleri gerektirir.

Dengeli bir palet konveyörü montaj hattı aşağıdaki on parametreyle başlar.

01 Ürün ile paletin toplam ağırlığı nedir?

Yük hesaplaması yalnızca ürün ağırlığına dayandırılamaz.

Gerçek hareketli yük şunları içerir:

Ürün + armatür + palet plaka + palet aksesuarları

Örneğin, ürün 20 kg, armatür 8 kg ve alüminyum palet 7 kg ağırlığında ise, palet başına gerçek yük 20 kg değil 35 kg'dır.

Mühendislik incelemesinde ayrıca şunların da doğrulanması gerekir:

• Yerçekimi merkezinin merkezli olup olmadığı
• Palet boyutları
• Yükün eksantrik olup olmadığı
• Palet, taşıyıcı zincirlerle temas halinde
• Aynı anda hattan kaç tane palet geçiyor?
• Tam yük koşullarında kaç tane palet birikmiş olabilir?

Zincir seçimi sadece toplam konveyör yükünü değil, her bir silindir, her zincir üzerindeki yükü ve sol ve sağ zincirler arasındaki olası yük farkını da doğrulamalıdır.

Serbest akış zinciri seçim prosedürleri ayrıca mühendislerin tek başına ürün ağırlığını kullanmak yerine palet kütlesini, boyutlarını, miktarını, taşıyıcı hızını, taşıyıcı uzunluğunu ve birikme uzunluğunu birlikte dikkate almasını gerektirir.

Henton için ilk adım bir motor seçmek değildir. İlk adım, tüm hattın en ağır çalışma koşulunu belirlemektir.

dakikada kaç ürün taşınmalıdır?

"Konveyör ne kadar hızlıysa o kadar iyidir" ifadesi, palet konveyör tasarımıyla ilgili en yaygın yanlış anlaşılmalarından biridir.

Gerçek gereksinim, en yüksek zincir hızı değil; hatların dakikada güvenilir şekilde teslim edebileceği tamamlanmış ürün sayısıdır.

Üretim hedefi dakikada 6 ürün ise ve her palet 1 ürün taşıyorsa, ortalama palet aralığı süresi şöyledir:

60 ÷ 6 = palet başına 10 saniye

Her palet 2 ürün taşıyorsa, izin verilen palet aralığı süresi şu şekilde olur:

60 × 2 ÷ 6 = palet başına 20 saniye

Konveyör hızı belirlenmeden önce aşağıdakiler onaylanmalıdır:

• Dakikadaki hedef çıktı
• Her palet üzerinde ürün sayısı
• İş istasyonları arasındaki mesafe
• Paletlerin başlatılması, durdurulması ve yerleştirilmesi için gereken zaman
• Yükleme ve boşaltmanın manuel olup olmadığı
• İnceleme, tornavidalama, dağıtım, kaynak veya diğer yaşam işlemleri dahil olup olmadığı

Taşıyıcı hızı tasarım sürecinin bir çıkışıdır, başlangıç noktası değil.

İş istasyonları engellenmişken daha hızlı bir zincir üretimi artırmaz. Sadece çarpma, gürültü ve aşınmayı artırabilir.

03 Her bir çalışma istasyonunun döngü süresi nedir?

Dakikalık çıkış üretim hedefini belirler. İş istasyonu döngüsü süresi, hattın bunu gerçekten başarabilmesini belirler.

Eğer her 10 saniyede bir ürün tamamlanmalısa, hiçbir iş istasyonu ek kapasite olmadan sürekli olarak 10 saniyeden fazla çalışmamalıdır.

Gerçek bir çizgi şöyle görünebilir:

• Yükleme: 5 saniye
• Tarama: 3 saniye
• Tornavida: 18 saniye
• Denetim: 8 saniye

Bu durumda, 18 saniyelik tornavida istasyonu, konveyör hızı değil, gerçek üretim sıkıntılarıdır.

Mümkün çözümler şunlardır:

• Paralel bir çalışma istasyonu ekle
• Bir palte üzerinde birden fazla ürün taşımak
• Bir süreci birden fazla adıma ayırmak
• Tampon kapasitesi ekleme
• Otomatik ekipman kullanma
• İş istasyonu düzenini yeniden düzenleme

Palet konveyörü, ürünleri ileriye taşıyan basit bir cihaz değildir. Farklı çevrim sürelerine sahip süreçleri dengeli bir üretim akışına dönüştürmelidir.

Çevrim süresi dengelemesi yapılmadıkça, zincir boyutunu, motor gücünü veya çerçeve boyutunu artırmak kapasite sorununu çözmez.

04 Aynı anda kaç palet birikmeli?

Serbest akışlı palet konveyörünün ana avantajlarından biri, paletler durup bir durdurucuda sıraya girerken zincirin hareketine devam edebilmesidir.

Ancak birikim kapasitesi sınırsız değildir.

Daha fazla palet ve daha uzun birikim bölgeleri sürtünmeyi, tahrik yükünü ve ruloların aşınmasını artırır.

Gerekli birikim kapasitesi genellikle aşağı akıştaki sürecin olası durma süresinden hesaplanır.

Örneğin:

• Üretim döngüsü: Palet başına 20 saniye
• Arıza sonrası tipik aşağı akış kurtarma süresi: 3 dakika
• Bu 3 dakika boyunca yukarı akış işlemi beslemeye devam eder

Minimum teorik tampon:

180 ÷ 20 = 9 palet

Nihai tasarım ayrıca palet aralıklarını, üretimin yeniden başlamasından sonraki serbest bırakma mantığını ve uygun bir rezervi de göz önünde bulundurmalıdır.

Mühendislik incelemesi ayrıca şunları doğrulamalıdır:

• Tüm hat mı yoksa yalnızca seçilen bölgeler mi palet biriktirir
• Biriktirme sırasında ürünler birbirine temas edebilir mi
• Bir durdurucunun kaç palet tutması gerekir
• Birikim bölgelerinin bölümlere ayrılarak durdurulmasını gerektirip gerektirmediği
• Sürücünün tam bir birikimli hattı idare edip edemeyeceği

Birçok konveyör, boşken normal çalışır ancak tüm paletler biriktiğinde aşırı yüklenir, titreşir veya durur. Çoğu durumda, birikimli yük tasarımın tamamına dahil edilmemiştir.

05 Konveyörün uzunluğu ve çalışma yüksekliği nedir?

Daha uzun bir konveyör, yalnızca birkaç metre alüminyum profili eklemekle sağlanmaz.

Uzunluk arttıkça zincir ağırlığı, kılavuz sürtünmesi, palet sayısı ve birikimli gerilim de artar. Belirli bir uzunluğun ötesinde tasarım şu unsurları gerektirebilir:

• Çoklu sürücü bölümleri
• Ek ara destekler
• Daha büyük çerçeve profilleri
• Gözden geçirilmiş bir zincir germe yapısı
• Bölgesel kontrol
• Bakım Erişimi

Zincir seçim yöntemleri, zincir gerilimi hesaplamaları için konveyör uzunluğu, hızı, sürtünme katsayısı, taşınan maksimum kütle ve çalışma ortamını temel girdiler olarak ele alır. Konveyör hızlı başlatıldığında veya yük aniden itildiğinde eylemsizlik de dikkate alınmalıdır.

Çalışma yüksekliği de keyfi olarak değil, mühendislik esaslarına göre belirlenmelidir.

Manuel montaj hatlarında operatör boyu, oturarak ya da ayakta çalışılması, araçların konumu ve ürünün iş yüzeyi göz önünde bulundurulmalıdır. Otomatik hatlar ise robotlar, muayene sistemleri, dağıtma makineleri ve yükleme ekipmanları ile uyumlu olmalıdır.

Çift seviyeli dönüş konveyörü için tasarım ayrıca şunları kontrol etmelidir:

• Üst çalışma yüksekliği
• Alt dönüş açıklığı
• Kaldırma ve aktarma mekanizması yüksekliği
• Motorlar ve dişliler için ayrılan alan
• Düzeltme ayaklarının ayarlama aralığı

Çalışma yüksekliği basit bir boyut gibi görünse de doğrudan ergonomi ve ekipman entegrasyonunu etkiler.

06 Kaldırma ve konumlandırma işlemi gerekiyor mu?

Bir durdurucu paleti durdurabilir, ancak durdurmak ile hassas konumlama aynı şey değildir.

El ile montaj, görsel kontrol ve temel tarama işlemleri yalnızca paletin genel bir alanda durmasını gerektirebilir. Bu işlemler için bir durdurucu yeterli olabilir.

Kaldırma ve konumlandırma üniteleri genellikle şu amaçlarla kullanılır:

• Robotla ürün seçimi
• Otomatik vida sıkma
• Dökme veya kaplama
• Basınç uyumu
• Lazer incelemesi
• Görüş görüntüleme
• Kesin Ölçüm
• Kaynaklama
• Otomatik yükleme ve boşaltma

Bir kaldırma ve konumlandırma ünitesi, paleti konveyör silindirlerinden uzaklaştırmak için kaldırır ve pimler, burçlar veya hassas referans yüzeyleri kullanarak konumlandırır.

Bu iki önemli avantaj sağlar:

İlki, işleme ve presleme kuvvetleri doğrudan konveyör zinciri ve silindirlere iletilmez.

İkincisi, paletin konumu, zincirin durma konumundan ziyade konumlandırma ünitesi tarafından belirlenir.

Dolayısıyla, yalnızca bir durdurucunun gerekli olduğu ifade edilmesi yeterli değildir. Durma işleminden sonra gerçekleştirilen işlemler de tanımlanmalıdır.

07 Gerekli konumlama doğruluğu nedir?

Konumlamanın gerekli olduğu ifadesi yeterli değildir. Gerekli tekrarlanabilirlik tanımlanmalıdır.

Farklı işlemlerin doğruluk gereksinimleri çok farklıdır:

• Manuel montaj yalnızca kararlı bir şekilde duran bir palet gerektirir
• Temel sensör denetimi makul düzeyde tutarlı konumlama gerektirir
• Robotla ürün seçimi, kararlı tekrarlanabilirlik gerektirir
• Görüş sistemi, sıvı uygulama, vida sıkma ve hassas baskı işlemleri daha yüksek doğruluk gerektirir

Kurulmuş palet taşıma sistemlerinde, özel konumlandırma birimleri yaklaşık ±0,1 mm ile ±0,3 mm aralığında tekrarlanabilirlik sağlayabilir. Gerçek performans, palet yapısı, konumlandırma pimleri ve burçlar, yük, montaj doğruluğu ve mekanizma tasarımı gibi faktörlere bağlıdır.

Vurgulanması gereken bir nokta şudur:

Konumlandırma doğruluğu, yalnızca bir teknik özellik belirtmesine bir sayı yazarak sağlanamaz.

Ayrıca şu faktörlere de bağlıdır:

• Paletin rijitliği
• Konumlandırma pimleri ile burçlar arasındaki geçme toleransı
• Ürünün sabitleme aparatında nasıl konumlandırıldığı
• Kaldırma mekanizmasının senkronizasyonu
• Çerçeve Sağlamlığı
• Yükün eksantrik olup olmadığı
• Makine temeli ve montajı
• Uzun süreli aşınmadan sonra bakım

Doğruluk gereksinimleri ne kadar yüksekse, basit bir tıpağın yeterli olması o kadar olası değildir.

08 Tek seviyeli, çift seviyeli veya döngü dönüşü?

Taşıyıcı yapısı, mevcut zemin alanına, palet geri dönüş gereksinimlerine ve süreç akışına göre seçilmelidir.

Tek seviyeli düz taşıyıcı

Bu en basit yapı, daha az yatırım ve daha kolay bakım. Operatörler, hattın sonunda paletleri kaldırdığında veya otomatik palet dönüşü gerekmediğinde uygundur.

Ana sınırlaması, boş paletlerin elle geri gönderilmesi gerektiğidir.

Çift düzey otomatik geri dönüş

Üst kat montaj ve yüklü palet taşımacılığı için kullanılırken, alt kat boş paletleri iade eder. Asansörler, kaldırma ve aktarma üniteleri veya diğer aktarma mekanizmaları iki seviyeyi birbirine bağlar.

Bu tasarım, zemin alanını tasarruf eder ve otomatik palet dolaşımını sağlar; bu nedenle doğrusal montaj hatlarına uygundur.

Ancak eklenen kaldırma, aktarma ve kontrol mekanizmaları, koruma ve arıza kilitleme gereksinimlerini de artırır.

Yatay halka taşıyıcı

Paletler, yatay bir halka boyunca sürekli dolaşır. Bu düzenleme, iş istasyonlarının taşıyıcı etrafına yerleştirildiği ve kollara, kontrol istasyonlarına veya yeniden işleme alanlarına ihtiyaç duyulduğu durumlarda uygundur.

Halka düzeni esnektir; ancak genellikle daha fazla zemin alanı kaplar ve daha fazla dönüş ve aktarma mekanizması gerektirir.

Evrensel olarak en iyi bir düzen yoktur. Doğru düzen, üretim sürecine ve mevcut fabrika alanına uygun olanıdır.

09 ESD, toz koruması veya yüksek sıcaklık direnci gerekiyor mu?

Palet taşıyıcılar yalnızca sıradan atölyelerde kullanılmaz.

Elektronik montajı, pil üretimi, hassas aletler, temiz alanlar, yüksek sıcaklık süreçleri ve metal işlemenin hepsi malzemeler ve yapı için farklı gereksinimler yaratır.

ESD’ye duyarlı ortamlar

Tek bir bileşenin "antistatik zincir" ile değiştirilmesi tam bir ESD çözümü değildir.

Tam bir ESD tasarımı ayrıca şunları da gerektirebilir:

• İletken veya statik dağıtan paletler
• Uygun zincir ve kılavuz malzemeleri
• Palet ile konveyör arasında iletken bir yol
• Alüminyum çerçevenin topraklanması
• Bağlantı bantları
• Elektriksel bileşenlerin korunması
• Son direnç testi

ESD, tek bir bileşen özelliği olarak değil, sistem düzeyinde bir uygulama gereksinimleri olarak ele alınmalıdır.

Toz ve metal parçaları ortamları

Tasarım zincir kanal kapaklarını, çip çıkarmayı, kılavuz temizliğini ve bakım erişimini göz önünde bulundurmalıdır.

Alüminyum çöplerinin, çelik çöplerinin veya tozların zincir ve dişli bölgeye sürekli olarak girmesine izin vermek aşınmayı hızlandırır ve sonunda tıkanmaya neden olabilir.

Yüksek sıcaklık ortamları için

Aşağıdakiler tekrar gözden geçirilmelidir:

• Zincir ve rulo malzemeleri
• Kullanım şeridlerinin sıcaklık sınırları
• Lubricasyon Yöntemi
• Motor ve vites kutusunun konumu
• Sensörlerin, boruların ve kabloların sıcaklık derecesi
• Çerçevenin ve paletlerin termal genişlemesi

Standart bir atölyede yapılandırma her çalışma ortamına doğrudan uygulanamaz.

10 Motor gücü ve güvenlik faktörleri nasıl hesaplanır?

Motor seçimi, bir metreye belirli bir watt sayısına kadar bir kurallara indirgenemez.

Gerekli konveyör gücü en az dört parçayı içermelidir:

Toplam direnç = sürtünme direnci + başlangıç inersi + yükseltme direnci + ek direniş

Yatay bir konveyör için ilk tahmin için:

Sürtünme direnci F1 = μ × M × g

Nerede:

• μ, zincirin, tekerleklerin ve rehber sisteminin eşdeğer sürtünme katsayısıdır.
• M toplam hareketli kütledir
• g yerçekimi hızlandırmasıdır

Başlamak da inersiyi getirir:

İnerti kuvveti F2 = M × a

burada a, konveyörün hızlandırılmasıdır.

Eğimli hareket veya yüksekliğin değişmesi ek bir yerçekimi bileşenini gerektirir. Toplanan paletler, zincir gerilmeleri, dönme mekanizmaları, rulmanlar ve diğer aksesuarlar da ek direnç olarak dahil edilmelidir.

Toplam itici kuvvet F belirlendiğinde, ilk güç aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:

Hesaplanan güç P = F × v ÷ (1000 × η)

Nerede:

• P, kW'da
• F, N'deki toplam itici kuvvet
• v, zincir hızı m/s
• η, motorun, vites kutusunun, dişlisinin ve iletim sisteminin birleşik verimini ifade eder

Motor, hesaplanan değer tam olarak alınarak seçilmemelidir.

Bir güvenlik katsayısı uygulanmalıdır:

Seçilen motor gücü ≥ hesaplanan güç × güvenlik katsayısı

Güvenlik katsayısı sabit bir sayı değildir. Aşağıdakilere bağlıdır:

• Başlatma ve durdurma sıklığı
• Sürekli çalışma süresi
• Tam hattın biriktirilmesi
• İleri ve geri yönlü çalışma
• Ani yükler
• Gerekli ivme süresi
• Ortam Sıcaklığı
• Gerçek yükteki değişkenlik

Sabit ve sürekli taşıma için yaklaşık 1,3 ila 1,5 arası ön rezerv uygun olabilir. Sık başlangıçlar, ağır birikim veya dalgalı yükler yaklaşık 1,5 ila 2,0 arası güvenlik katsayısı gerektirebilir. Ağır işlev, darbeli veya ters yönlü uygulamalar için sabit bir katsayı yerine ayrı bir doğrulama gerekir.

Motor seçimi aynı zamanda şu unsurları da doğrulamalıdır:

• Şanzıman çıkış torku
• Başlangıç torku
• Dişli çark-mil torku
• Motor hızı
• Azaltma oranı
• Isıl Kapasite
• Başlatma-duraklatma frekansı
• Maksimum izin verilen zincir gerilimi

Profesyonel motor seçim yöntemleri, eylemsizliği, torku ve hızı birlikte değerlendirirken, zincir seçim yöntemleri maksimum zincir gerilimini, hız faktörlerini ve çalışma koşullarını doğrular.

Yetersiz boyutlu bir motor tam yük altında çalıştırılamayabilir. Gereğinden büyük seçilen bir motor, zincir, dişli çarklar ve şanzımana olumsuz etki yaratabilir. Doğru yaklaşım, sadece motor gücünü artırmak değil, tüm tahrik sistemini uyumlu hale getirmektir.

Paletli konveyör çözümü talep etmeden önce bu bilgileri hazırlayın

Henton’dan paletli konveyör montaj hattı talep ederken, daha doğru bir çözüm ve teklif hazırlamamıza yardımcı olacak aşağıdaki bilgileri sağlayın:

• Ürün adı, boyutları ve ağırlığı
• Palet boyutları, ağırlığı ve malzemesi
• Her palet üzerinde taşınan ürün sayısı
• Dakikadaki hedef çıktı
• Her iş istasyonunun çevrim süresi
• Gerekli konveyör uzunluğu, genişliği ve çalışma yüksekliği
• Biriktirilebilecek maksimum palet sayısı
• Durdurma, kaldırma ve hassas konumlandırma gereksinimleri
• Gerekli konumlama doğruluğu
• Tek seviyeli, çift seviyeli veya döngüsel geri dönüş düzeni
• Çalışma ortamı ve günlük çalışma saati
• Robotlar, muayene ekipmanları veya kontrol sistemleriyle entegrasyon

Bir palet konveyörü, sadece bir taşıma hattı gibi görünebilir; ancak üretim çevrim süresini, sabitleme elemanlarını, otomasyon ekipmanlarını, operatörleri ve fabrika lojistiğini birbirine bağlar.

Mühendislik parametreleri doğru şekilde tanımlanmadıkça hızlı bir teklifin pek bir değeri yoktur.

Henton, palet konveyörünü yalnızca uzunluğa göre alüminyum profiller ve zincirler ekleyerek tasarlamaz. Ürün yükünü, üretim çevrim süresini, birikim miktarını, konumlandırma gereksinimlerini ve çalışma ortamını değerlendirir; ardından zinciri, çerçeveyi, paleti, tahrik sistemini ve kontrol sistemini tek bir bütüncül çözüm olarak tasarlar.

Müşteriler, sadece taşıma işlevi gören bir konveyöre ihtiyaç duymaz.

Tam yük altında başlatılabilen, tıkanmadan birikim yapabilen, doğru konumlandırmaya sahip olan, zaman içinde güvenilir şekilde çalışan ve gerekli üretim çıktı hızına ayak uydurabilen bir üretim hattına ihtiyaç duyarlar.