Enkeltstationsroterende vaskemaskiner: Tilfældet under 300 kg

Oversigt

En enkeltstationsroterende vaskemaskine er den mindst spektakulære maskine i en rengøringsafdeling og den, der hyppigst forekommer i produktionsanlæg, der fremstiller mange forskellige reservedele i moderate mængder. Den pågældende del placeres i maskinen, fastgørelsen roterer, og dyser, der er fastmonteret rundt om kammeret, rengør delen fra flere retninger – hvorefter delen kommer ud igen. Hele processen foregår på ét sted.

Dens fordel ligger ikke i hastigheden. En flerstationslinje vil altid overgå den i kapacitet ved én enkelt højvolumen-del. Dens fordel er, at én enkelt maskine kan håndtere et bredt udvalg af dele ved blot at skifte fastgørelse og ændre program – og at den har en sådan størrelse, at den passer i en værkstedsbås i stedet for en hal.

Big Bird Industrial (tidligere Shimada Big Bird Industrial) har siden 2001 bygget rengørings- og afgrædningssystemer til bilers drivlinjekomponenter, og de enkelte stationer i denne serie bruges præcis til denne opgave: blandede komponentfamilier, moderat volumen og en rengørelseskrav, der er reel, men ikke ekstrem.

1. Hvad en enkelt station faktisk er

Den afgørende karakteristika er, at alle procesfaser finder sted på én position, i rækkefølge, uden at komponenten forlader fastspændingen.

Én fastspænding, flere faser

Vask, skylning, luftblæsning og tørring foregår i samme kammer med komponenten fastspændt én gang. Dette reducerer håndteringen til én enkelt indlæsning og én enkelt udlastning, hvilket er, hvor en stor del af arbejdskraftbesparelsen kommer fra, og det eliminerer genplaceringfejlen, der opstår, når en komponent flyttes mellem stationer.

Rotation i stedet for dyseforskydning

Fixtur'en roterer dele gennem en ring af faste dyser i stedet for at bevæge dyserne rundt om en stationær del. Denne opstilling er mekanisk simpel: én drivmekanisme, én sæt dyser og ingen robot. Det er også grunden til, at maskinen er overkommelig ved lav produktion, fordi bevægelsen er rotationel, og dækningen opnås via ringens geometri.

2. Hvad rotation giver

Rotation er ikke blot en måde at præsentere overflader på. Den ændrer, hvordan væske opfører sig på delen, hvilket er grunden til, at den anvendes både ved tørring og ved rengøring.

Dækning fra geometri

En del, der drejer sig inden i en dysering, præsenterer sin fulde omkreds for de samme stråler i én omgang. Dyserne kan vinkles, så de rammer flader, boringer og hulrum på forskellige tidspunkter i rotationen, hvilket betyder, at ringen kan tilpasses en familie af dele i stedet for én enkelt del.

Afdrypning og centrifugal frigørelse

En roterende del fjerner vand fra overflader, som ville have holdt det, hvis den stod stille, og en højhastighedsrotation i slutningen af cyklussen skubber væsken væk i stedet for at vente på, at den drypper. Derfor tørre roterende maskiner bedre, end deres lufttryk ville antyde.

3. Partistørrelsesintervallet, hvor den vinder

Maskinen vinder, hvor volumen pr. reservedelsnummer er for lavt til at retfærdiggøre en linje og for højt til at retfærdiggøre håndrengøring.

Prøve- og lavvolumenproduktion

Gearkasseprøvedele, forudgående produktionsbygninger og lavvolumenvarianter falder alle ind under samme kategori: delene er reelle, kravet til renhed er reelt, og det årlige volumen dækker ikke omkostningerne ved en linje. En enkeltstationsmaskine, der er bygget til en familie af sådanne dele, dækker dem alle med en fastgørelse og et program pr. del.

Hvor en cyklustid på to til ti minutter er acceptabel

En roterende enkeltpostmaskine, der udfører flere faser i rækkefølge, producerer en cyklus, der måles i minutter frem for sekunder. Det er acceptabelt, hvor volumenet er et par hundrede dele om ugen, men uacceptabelt, hvor det er et par hundrede dele i timen. Grænsen er aritmetisk og bør beregnes, inden layoutet tegnes.

4. Hvor det ophører med at være det rigtige svar

Over et bestemt volumen bliver den sekventielle struktur til en flaskehals, fordi hver fase venter på den foregående. En linje, der udfører rengøring og tørring i parallelle stationer på forskellige dele, producerer én del pr. cykeltid; en enkeltpoststation producerer én del pr. summen af cykeltiderne.

Den anden grænse er delens masse. Rotation kræver en fastspændingsanordning, der kan holde delen, samt en drivmekanisme, der kan dreje den. Over et par hundrede kilogram stiger kravene til drivmekanismen, fastspændingen og sikkerheden hurtigere end gennemløbsfordelen, og håndtering skifter til kran og vogn på en større maskine.

5. Værktøj og omstilling

På en maskine, der behandler en gruppe af dele, er værktøjet fleksibiliteten. En fastspændingsanordning, der centrerer sig på en fælles egenskab for hele gruppen og har justerbare understøtninger til de forskellige dele, kan skiftes på få minutter; en fastspændingsanordning, der er bygget til én bestemt del, kræver timer at skifte.

Programmet håndterer resten: omdrejningshastighed, tidsvarighed for hver fase, hvilke dyser der er aktive samt omdrejningshastigheden ved slutningen af tørrefasen. På en roterende maskine udfører disse fire indstillinger det meste af tilpasningen, hvilket er grunden til, at omstillingen på en veludformet enhed er kort, selvom maskinen ikke har en robot, der skal genprogrammeres.

6. Angivelse af én enkelt

En specifikation for en enkeltstående roterende vaskemaskine skal angive omfanget af delgruppen i længde, diameter og masse; fasernes antal og varighed; rotations- og spinhastighederne; rengøringsgrænsen og tørrekriteriet samt omstillingstiden mellem to specificerede dele.

De to tal, der oftest udelades, er omdrejningstallet ved tørrets afslutning og omstillingstiden. Det første afgør, om tørrekriteriet overhovedet kan opnås, og det andet afgør, om maskinen faktisk tjener den familie, den blev købt til. Et tredje tal, der er værd at inkludere, er tiden til at nå driftstemperaturen fra kold start, fordi denne værdi på en maskine, der bruges med mellemrum, bestemmer, hvor stor en del af skiftet der er produktiv.

7. Energi, vand og badestørrelse

En enkeltstationsmaskine har en lille tank, og netop dette ene faktum styrer de fleste af dens driftsmæssige egenskaber i begge retninger.

Hvorfor en lille tank er en fordel

En lille volumen opvarmes hurtigt, hvilket betyder, at maskinen er klar kort efter start i stedet for efter en time. Det betyder også, at en badskift koster lidt i kemikalier og nedetid, så tanken kan fornyes med korte mellemrum i stedet for at blive strakt ud. Ved lavvolumenarbejde er det en reel fordel, fordi en tank, der står ubenyttet i dagevis alligevel forringes.

Hvorfor det også er en begrænsning

En lille tank har en lille bufferkapacitet mod forurening. Et parti kraftigt oliebeskidte dele kan belaste den inden for en skift, og maskinen har ingen reserve til at fortynde belastningen. Den praktiske konsekvens er, at filtrering og olieseparation betyder proportionelt mere på en lille maskine end på en stor, og at spare på disse funktioner er den hyppigste årsag til, at en enkeltstationsvaskemaskine yder dårligt.

Det samme gælder afspüllefasen. På en lille maskine er afspülletanken også lille, og hvis den fyldes fra vasketanken i stedet for fra en separat forsyning, når den inden for få cyklusser samme forureningsniveau som vasketanken. En separat afspüllekreds med egen filtrering er ikke en luksus på denne type udstyr; den er forskellen mellem at afspülle og gen-befugte dele med snavset væske.

Dørens åbning er den anden energibetragtning. Hver belastning frigiver varme og damp til rummet, og en maskine, der gennemløber mange cyklusser i timen, taber mere energi gennem døren end gennem væggene. Det er en af grundene til, at en enkeltstationsmaskine passer bedre til moderate end til høje cyklustal: over en bestemt frekvens bliver tabene gennem åbningen den dominerende faktor. Ved at opsamle dampen fra dørens åbning i stedet for fra kammerets loft, fanges dampen lige der, hvor den frigives, og rummet forbliver tørrere.

Ofte stillede spørgsmål

Kan en enkeltstationsmaskine nå en grænse på 2 mg?

På en komponent uden indkapslede kanaler nogle gange. På en komponent med et vandkøleskrog eller en oliekanal er det trinnet med proppesegling eller indsat spülning, der er afgørende – og det har en simpel roterende maskine ikke.

Er rotation bedre end en fast komponent med bevægelige dyser?

Den er billigere og mekanisk enklere. Bevægelige dyser når frem til funktioner, som en ring ikke kan nå, hvilket er grunden til, at højtrykskanaler bruger lancer i stedet for en roterende fastspænding.

Hvor mange dele kan den producere i timen?

Det afhænger helt og holdent af summen af trinstiderne. En sekvens på fem minutter producerer maksimalt tolv dele i timen; en sekvens på to minutter producerer tredive. Tallet skal angives sammen med sekvensen, ikke alene.

Kræver den en robot til indlæsning?

Ikke nødvendigvis. Mange indlæses manuelt, fordi dele er lette og volumen er beskeden, og manuel indlæsning er ofte hurtigere end en robot ved uregelmæssig præsentation.

Konklusion

En enkeltpunkts roterende vaskemaskine er den rigtige maskine, når del-familien er bred, volumenet pr. del er beskeden og gulvarealet er begrænset. Rotation sikrer dækning og afløb med én drivmekanisme i stedet for en robot.

Den er ikke længere det rigtige svar, når summen af trinstiderne ikke kan opfylde takttiden, eller når delens masse overstiger fastspændingsanordningens kapacitet. Begge grænser kan beregnes på forhånd, hvilket netop er formålet med at specificere dem.