Obținerea părții corecte în locul potrivit, în orientarea corectă și la momentul potrivit este vitală pentru asamblarea eficientă din punct de vedere al timpului și al costurilor. Acest articol oferă sfaturi și tehnici pentru alimentarea și poziționarea eficientă a pieselor atât pentru aplicații manuale, cât și pentru aplicații automate.

alimentează

Uneori, această doză de modă veche de hocus-pocus împărtășește caracteristici similare cu poziționarea pieselor. După o serie de mișcări rapide, asamblatoarele nu pot prezice întotdeauna dacă piesele de care au nevoie vor apărea unde, când și cum trebuie înainte de plasare.

Noua tehnologie, cum ar fi viziunea automată, elimină unele dintre presupunerile din procesul de poziționare a pieselor. Cu toate acestea, obținerea părții corecte la locul potrivit la momentul potrivit cu partea dreaptă în sus continuă să desconsidere inginerii de producție.

Fie că este vorba de un proces manual sau automat, o piesă trebuie să fie în locul potrivit pentru a fi asamblată corect. Într-un proces manual, o parte dificil de atins va încetini un asamblator și va crește riscul de solicitare ergonomică. Cu sistemele automate de asamblare, o piesă poziționată incorect poate bloca echipamentele, deteriora alte piese și poate deranja programele de producție. „De fiecare dată când o piesă este poziționată corect, aceasta îmbunătățește eficiența”, spune Carl Nelson, președintele Performance Feeders Inc. (Oldsmar, FL).

Poziționarea pieselor nu este doar o chestiune de localizare fizică. Este o combinație de simulare, orientare și prezentare. Singularea este procesul de separare a unei mase de piese în părți individuale. Orientare înseamnă a seta sau aranja o parte într-o poziție determinată din poziții aleatorii. Prezentarea se referă la procesul de mutare a unei părți orientate, singulate, într-o locație prestabilită în care un robot, o masă rotativă index sau un alt dispozitiv îl pot manipula.

Simularea, orientarea și prezentarea pot fi tratate într-un alimentator de piese sau împărțite între alimentator și diverse accesorii. Piesele pot fi poziționate în același timp în care sunt alimentate sau poziționarea poate fi efectuată ca o funcție separată.

Alimentarea și poziționarea pieselor sunt procese separate, dar strâns legate, care trebuie să funcționeze împreună pentru a fi eficiente. „Alimentarea se referă mai mult la canalizarea și orientarea pieselor către o anumită locație”, spune Gary Hood, specialist în aplicații la FMC Corp. (Homer City, PA). „Poziționarea este procesul de deplasare efectivă a pieselor în locație printr-o navetă, robot sau alt dispozitiv.”

O varietate de metode pot fi folosite pentru a alimenta piese, inclusiv alimentatoare electromagnetice vibratoare, alimentatoare centrifuge, alimentatoare orientate rotativ, alimentatoare în linie, alimentatoare cu bandă dublă opuse și alimentatoare cu podea. Fiecare are avantaje și dezavantaje unice pentru manipularea anumitor piese și aplicații de procesare.

„Rata de alimentare este cea mai mare provocare din acest moment”, spune Dennis Reynolds, inginer de aplicații la Service Engineering Inc. (Greenfield, IN). "Piesele pot fi asamblate mai repede decât majoritatea bolurilor de alimentare le pot alimenta. Și multe piese încă nu sunt concepute pentru a fi hrănite eficient."

„Provocarea este de a atinge orientarea corectă la viteza necesară”, adaugă Hood. "Și viteza de alimentare continuă să crească. În urmă cu trei ani, asamblorul tipic avea o mașină care funcționează la 70 de părți pe minut; acum vor să funcționeze 90 de părți pe minut. Acest lucru îi obligă pe oameni să treacă de la metode standard la mai complexe metode de poziționare a pieselor. "

Poziționarea este de obicei manipulată secvențial, după ce piesele sunt sortate și hrănite, folosind boluri vibratoare sau centrifuge. Multe aplicații de asamblare automată utilizează boluri pentru a alimenta și orienta piesele pentru prezentarea la mașina care va efectua sarcina de asamblare. Părțile care nu sunt aliniate corect cad din nou în vas și continuă procesul până când sunt aliniate corect. Escapamentele și dispozitivele similare separă părțile individuale și le orientează în timp ce se deplasează în jurul și în afara vasului.

Bolurile de cale exterioară sunt de obicei utilizate pentru orientarea complexă a pieselor. Bolurile în cascadă sunt cele mai des utilizate pentru hrănirea pieselor simple până la moderat complexe, deoarece au o zonă de scule limitată.

Potrivit lui Hood, viteza, flexibilitatea și ușurința integrării trebuie luate în considerare. Dar, decizia finală cu privire la ce metodă de utilizat depinde de configurația piesei și de complexitate. Variabile precum dimensiunea, forma, densitatea, concentricitatea și materialul vor determina cât de eficient poate fi poziționată o piesă.

În cele din urmă, orice alimentator ar trebui să completeze cerințele de orientare ale aplicației. Părțile trebuie prezentate la mașina de asamblare în orientare corectă. „Părțile pot fi comparate în termeni simpli, moderat de complecși și complexi”, spune Hood.

Orientarea simplă înseamnă că o piesă trebuie să fie orientată doar longitudinal la întâmplare sau pe plat la întâmplare. O parte care este considerată moderat complexă în orientarea sa trebuie orientată cu o atitudine suspendată, o latură deschisă, o atitudine în picioare sau o poziție de rulare în care diametrul este mai mare decât lungimea. O parte care trebuie orientată cu un capăt specific, o poziție de rulare în care lungimea este mai mare decât diametrul sau o parte care are file, proeminențe, picioare, flanșe sau puncte, este considerată complexă.

Șase grade de separare

Ridicarea pieselor

Pentru configurații de piese neuniforme, dispozitivele de prindere acționate pneumatic pot fi o metodă de preluare mai fiabilă. Dacă o piesă este cilindrică și ridicată vertical, pot fi necesare mânerele în formă de V.

Efectul toleranțelor cumulative determină de obicei ce mecanism de preluare să utilizeze. De exemplu, o piesă din plastic turnat va avea un interval de toleranță mai larg decât o piesă metalică.

Mecanismele de alegere și plasare funcționează într-o varietate de moduri. Unii aleg vertical, se transferă de-a lungul unei căi drepte orizontal și se plasează vertical. Alții aleg vertical, se transferă în jurul arcului unui cerc într-un plan orizontal și se plasează vertical.

Cerințele de viteză limitează adesea metodele de manipulare mecanică. Alternative, cum ar fi mânerele robotice, brațele și degetele, pot fi folosite pentru ridicarea sau apucarea pieselor și plasarea lor într-o stație de asamblare sau dispozitiv de fixare.

Dimensiunea pieselor influențează, de asemenea, utilizarea mai răspândită a echipamentelor robotizate. „Piesele sunt din ce în ce mai mici”, spune Larry Freiherr, manager de proiect la Hendricks Engineering Inc. (Indianapolis). „Asta înseamnă că trebuie să menținem și să producem toleranțe mai mari.”

Viziune de ghidare

„Sistemele de automatizare flexibile care încorporează cele mai noi tehnologii de viziune și robotică devin din ce în ce mai accesibile”, spune Hood FMC. „Cu siguranță vedem o cerere mai mare de aplicații vizuale.”

De obicei, un sistem de viziune aeriană funcționează împreună cu un robot pick-and-place pentru a detecta locația și orientarea unei piese și pentru a regla un braț robotizat pentru o amplasare corectă. Prin utilizarea unei camere pentru a gestiona orientarea și selecția pieselor, sculele și echipamentele mecanice voluminoase pot fi eliminate. Rezultatul final este alimentarea pieselor și sistemul de poziționare cu o amprentă mult mai mică decât în ​​trecut, spune Reynolds, Service Engineering.

„Sistemele de viziune sunt mai rapide, mai robuste și mai ușor de programat”, spune Joe Campbell, vicepreședinte de marketing la Adept Technology Inc. (San Jose, CA). „Vision permite aplicații de hrănire și poziționare care sunt mult mai flexibile decât instrumentele dure, care necesită mult timp pentru proiectare și construire.

„Aplicațiile Vision pentru poziționarea pieselor au început în industria electronică”, adaugă Campbell. „Dar începem să vedem mai multe aplicații în fabricarea de bunuri tradiționale și durabile, cum ar fi asamblarea aparatelor și a automobilelor.”

Metode manuale

Factorii ergonomici, cum ar fi înălțimea și amplasarea coșurilor de părți, trebuie luați în considerare. Considerentele privind poziționarea pieselor trebuie să aibă ca scop reducerea riscului de accidentare repetată a mișcării. În aplicațiile în care asamblatoarele sunt staționate de-a lungul unei mese sau al unui transportor și ajung în coșurile de piese în mod repetat, un sistem de alimentare care orientează corect piesele se va asigura că ansamblorul trebuie doar să ridice și să plaseze piesele cu o mișcare liniară.

Poziționarea corectă a materialelor de susținere, cum ar fi coșurile pentru piese, va îmbunătăți randamentul. Coșurile ar trebui să fie amplasate în zona de acoperire ergonomică a fiecărui asamblor. Zona principală de acoperire este zona în care o persoană poate lucra confortabil cu o mișcare minimă a brațului, a capului sau a trunchiului. Poziționarea coșurilor de piese în această zonă va elimina mișcările irosite și va îmbunătăți nivelul de confort. Amplasarea coșului de părți depinde, de asemenea, de faptul dacă ansamblorii stau sau stau la o stație de lucru.

  • O parte nu este bună până când nu este în locul potrivit unde este nevoie ", notează Ralph Frye, director de dezvoltare a afacerilor la SpeasTech Inc. (Little Rock, AR). El spune că orice poate reduce timpul necesar unui asamblator. localizarea piesei corecte este esențială pentru creșterea productivității.
  • Orice proces de asamblare manuală este o sursă de eroare potențială ", adaugă Frye.„ Chiar și cei mai conștiincioși asamblători sunt predispuși la greșeli, în special în lucrări plictisitoare sau repetitive. Și, atunci când piesele arată similar, partea greșită poate fi selectată cu ușurință. "
Frye crede că majoritatea asamblarilor au nevoie doar de instrumentele necesare pentru a-și face treaba corect. Compania sa comercializează un coș special pentru piese care îi ajută pe oameni să aleagă partea corectă la momentul potrivit. Senzorii de pe deschiderile coșului detectează când mișcarea mâinii sparge fasciculele infraroșii. Luminile de deasupra fiecărui coș orientează operatorul către alegerea corectă a piesei. Secvența corectă de alegere este programată în fiecare unitate. Selectarea părții greșite determină soneria unei alarme. Părțile sunt încărcate din spatele fiecărui coș de adâncime de 10 inci. Coșul de gunoi poate fi utilizat și cu sisteme de rafturi de flux.

Probleme de poziționare

Unele părți, cum ar fi arcurile, sunt o sursă constantă de dureri de cap. De fapt, arcurile elicoidale deschise cu cârlig pe fiecare capăt pot fi un coșmar de poziționat. Spre deosebire de alte părți, arcurile tind să se încurce și să șindrileze foarte ușor. „Toată lumea le are în aplicațiile de asamblare”, deplânge Walters. "Este greu să țineți arcurile la o toleranță specifică."

Piesele flexibile și moi, cum ar fi tastele de cauciuc de pe telefoanele mobile sau bureții chirurgicali, tind să pună probleme de poziționare. Aceste tipuri de piese nu au o suprafață rigidă de care să prindă.

Piesele extrem de subțiri - cu o grosime mai mică de 0,015 inci - pot fi, de asemenea, foarte dificil de poziționat. „Curentul de aer și încărcările electrostatice pot provoca ravagii în părți mici”, avertizează Jeff Kopel, inginer de aplicații la Deprag Inc. (Lewisville, TX).

Pe de altă parte, o piesă precum un capac este mult mai ușor de poziționat. "De obicei, există o șansă de 50% ca partea de sus să fie orientată în sus sau în jos", spune Walters.

Piesele fabricate peste mări pot provoca, de asemenea, probleme de poziționare. Dacă aceste părți au toleranțe slabe și nu au consistență, vor fi mai greu de menținut și poziționat.