Come scegliere una macchina per la pulizia flessibile per la produzione multi-modello: soluzioni per la pulizia programmabili e a rapida sostituzione

Panoramica

Quando una linea di produzione deve elaborare diversi tipi di componenti, il sistema di pulizia deve essere in grado di gestire la sostituzione del prodotto, parametri di processo differenti e cicli produttivi variabili senza compromettere il livello di pulizia.

Una macchina per la pulizia flessibile può raggiungere tale obiettivo mediante tre approcci principali: controllo programmabile del processo, identificazione automatica del modello e attrezzature comuni o pallettizzazione .

Questo articolo spiega come queste tecnologie operano in sinergia e come valutare un sistema di pulizia flessibile per la produzione multi-modello.

Perché la produzione multi-modello richiede attrezzature per la pulizia flessibili?

Le linee di produzione tradizionali ad alto volume elaborano spesso un singolo modello di componente. I parametri di pulizia possono quindi essere fissati e ottimizzati specificamente per quel pezzo.

La produzione moderna, tuttavia, comporta sempre più frequentemente:

• Più modelli di componenti
• Lotti di produzione più piccoli
• Cambi frequenti di modello
• Dimensioni e pesi diversi dei pezzi
• Requisiti diversi in termini di pulizia e dimensione delle particelle

Un sistema di pulizia utilizzato per questo tipo di produzione deve soddisfare tre requisiti fondamentali:

1. Cambio rapido

Il passaggio da un modello di pezzo a un altro non deve causare tempi di fermo prolungati della produzione.

2. Parametri di processo specifici per modello

Diversi componenti potrebbero richiedere traiettorie robotiche diverse, tempi di pulizia diversi, pressioni diverse, temperature diverse, aree di spruzzo diverse o parametri di asciugatura diversi.

3. Ampia compatibilità meccanica

L’attrezzatura deve adattarsi alle differenze dimensionali e strutturali tra i pezzi in lavorazione, senza richiedere modifiche meccaniche estese per ogni modello.

Tre principali approcci alla pulizia flessibile

1. Processi di pulizia programmabili

La programmabilità è una delle capacità fondamentali di una macchina per la pulizia flessibile.

Modelli diversi di pezzi in lavorazione possono avere programmi di pulizia indipendenti, contenenti parametri quali:

• Traiettorie di movimento del robot
• Aree di spruzzo
• Tempo di Pulizia
• Pressione dell'acqua
• Temperatura di pulizia
• Numero di passaggi di pulizia
• Parametri di asciugatura

Quando il modello di produzione cambia, è possibile selezionare il programma corrispondente invece di regolare manualmente ogni parametro di processo.

Ciò fornisce una base fondamentale per una produzione multi-modello ripetibile.

2. Identificazione automatica del modello

L’identificazione automatica può ulteriormente ridurre il coinvolgimento dell’operatore durante il cambio modello.

A seconda della linea di produzione, il sistema può utilizzare:

• Identificazione basata su telecamera
• RFID
• Posizione del nastro trasportatore o segnali della linea di produzione

per identificare il pezzo in ingresso e richiamare automaticamente il corrispondente programma di pulizia.

Ad esempio, un sistema di pulizia della testata del motore per veicoli passeggeri può impiegare un nastro trasportatore a rulli motorizzati e un’identificazione basata su telecamera per riconoscere diverse varianti di testata del motore e selezionare automaticamente il programma di pulizia appropriato.

Ciò consente una produzione mista con intervento manuale ridotto.

3. Accessori e pallet comuni

La flessibilità meccanica è altrettanto importante.

Se diversi modelli di pezzi in lavorazione possono condividere lo stesso accessorio o pallet, la sostituzione meccanica può essere notevolmente semplificata.

Ad esempio, un sistema per la pulizia e la sbavatura dei blocchi motore per veicoli passeggeri può utilizzare un pallet comune per diverse configurazioni della parte superiore e inferiore del blocco, consentendo a più modelli di entrare nella linea di pulizia e sbavatura senza dover sostituire l’intero sistema di fissaggio.

Perché è importante disporre di un ampio intervallo di tempi di ciclo?

Il tempo di ciclo regolabile di una macchina flessibile per la pulizia costituisce un altro importante indicatore della sua flessibilità.

Ad esempio, la soluzione di Big Bird Industrial per la pulizia e la sbavatura dei blocchi motore per veicoli passeggeri può gestire un intervallo di tempi di ciclo di circa 20 secondi a 20 minuti .

Un ampio intervallo di tempi di ciclo consente alla stessa piattaforma di attrezzature di adattarsi a diversi scenari produttivi.

Produzione ad Alto Volume

Per componenti standard ad alto volume, il processo di pulizia può essere configurato con un tempo di ciclo più breve per massimizzare la produzione.

Componenti a basso volume o complessi

Per componenti in piccoli lotti o più complessi, il ciclo può essere prolungato per consentire ulteriori passaggi di pulizia o tempi di processo più lunghi, se necessari.

Ciò consente all’attrezzatura di adattarsi alle variazioni del volume produttivo e della complessità del prodotto, senza richiedere un sistema di pulizia completamente diverso.

Cambio automatico di utensili e ugelli

La flessibilità può estendersi anche oltre i programmi di pulizia e le attrezzature fisse.

Alcune applicazioni richiedono utensili o ugelli di spruzzo diversi per modelli diversi di pezzi in lavorazione.

Ad esempio, una macchina robotizzata per la sbavatura di blocchi motore diesel a sei cilindri può utilizzare un mandrino elettrico con cambio utensile per supportare diversi tipi di spazzole. Durante il cambio modello, il sistema può selezionare e sostituire automaticamente l’utensile richiesto.

Anche un sistema flessibile per la pulizia degli alberi a gomiti può essere configurato per diversi modelli di alberi a gomiti, come quelli a quattro e a sei cilindri, con pulizia ad alta pressione tramite mandrino e cambio automatico di ugelli.

Queste configurazioni riducono l’intervento manuale e consentono a un unico sistema produttivo di supportare più varianti di componenti.

Come selezionare una macchina per la pulizia flessibile

Quando si valuta una soluzione flessibile per la pulizia, considerare i seguenti fattori.

1. Variabilità del prodotto

Quanto differiscono i pezzi lavorati in termini di:

• Lunghezza e larghezza
• Peso
• Geometria
• Configurazione di fori e passaggi
• Materiale

Maggiore è la variabilità, maggiori sono i requisiti relativi alla flessibilità delle attrezzature, alla portata del robot, alla corsa dell’equipaggiamento e alla capacità di movimentazione.

2. Frequenza dei cambi modello

Se la linea produttiva cambia modelli con frequenza, dare priorità a:

• Cambi modello programmabili
• Identificazione automatica del modello
• Accessori comuni
• Cambio automatico dell’utensile o della bocchetta

Per cambi frequenti a bassa frequenza, alcuni aggiustamenti manuali possono essere accettabili.

3. Requisiti in termini di tempo di ciclo

Stabilire se modelli diversi presentano requisiti significativamente diversi per il tempo di ciclo di produzione.

Se un prodotto richiede un ciclo breve mentre un altro richiede un tempo di pulizia sensibilmente più lungo, una macchina con un ampio intervallo regolabile di tempi di ciclo può offrire maggiore flessibilità produttiva.

4. Requisiti di pulizia

Modelli diversi possono avere criteri diversi di accettabilità per quanto riguarda la pulizia e le dimensioni delle particelle.

In questo caso, ogni modello dovrebbe disporre dei propri parametri di processo validati, anziché utilizzare un unico programma universale di pulizia.

5. Espansione futura del prodotto

Durante la progettazione di una nuova linea di produzione, considerare i potenziali modelli futuri.

Lasciare sufficiente capacità nella corsa dei robot, nella progettazione dei dispositivi di fissaggio, nell’architettura del programma e nel sistema di movimentazione può evitare che la macchina per la pulizia diventi un collo di bottiglia all’introduzione di nuovi prodotti.

Soluzioni flessibili per la pulizia industriale Big Bird

Big Bird Industrial fornisce soluzioni flessibili per la pulizia, tra cui:

• Macchine per la pulizia robotizzate flessibili
• Macchine robotizzate flessibili per la sbavatura
• Sistemi integrati flessibili per pulizia e sbavatura
• Attrezzature per la pulizia flessibili con ampio intervallo di tempi ciclo
• Sistemi automatici di identificazione del modello
• Configurazioni automatiche di cambio utensile e ugello

A seconda dell'applicazione, l'attrezzatura può essere progettata intorno alle esigenze del cliente gamma di prodotti, volume produttivo, frequenza di cambio modello, requisiti di pulizia e piani di espansione futura .

Per alcune applicazioni flessibili, la gamma dei tempi di ciclo può estendersi da circa 20 secondi a 20 minuti .

FAQ

Quanto tempo occorre per cambiare modello su una macchina flessibile per la pulizia?

Dipende dalla configurazione del cambio modello.

Con selezione programmabile del processo e identificazione automatica del modello, il cambio modello comporta principalmente il passaggio del programma e la verifica del primo pezzo.

Se il cambio modello richiede la sostituzione delle attrezzature o la regolazione manuale degli ugelli, potrebbe essere necessario un ulteriore tempo di fermo.

Per le linee di produzione con frequenti cambi di modello, il cambio programmabile e l'identificazione automatica sono generalmente fattori importanti da considerare nella progettazione.

Quanti modelli diversi può gestire una singola macchina flessibile per la pulizia?

Non esiste un numero fisso universale.

La capacità effettiva dipende dalle differenze dimensionali e strutturali tra i pezzi, dalla compatibilità del sistema di fissaggio, dall’area di lavoro del robot, dal sistema di movimentazione e dai requisiti del processo.

Pertanto, la compatibilità pratica di una macchina flessibile per la pulizia deve essere valutata utilizzando l’intero elenco prodotti durante la fase di ingegnerizzazione, anziché basarsi esclusivamente sul numero di programmi disponibili.

Come può una singola macchina supportare un ciclo compreso tra 20 secondi e 20 minuti?

Il ciclo può essere regolato modificando fattori quali la velocità di movimento del robot, la durata della nebulizzazione, il numero di passaggi di pulizia e la configurazione del processo.

I componenti semplici ad alto volume possono impiegare sequenze di processo più brevi, mentre i componenti complessi o a basso volume possono richiedere sequenze di pulizia più lunghe.

Di conseguenza, programmi diversi possono essere assegnati a modelli di pezzi diversi all’interno della stessa piattaforma di attrezzatura.

Come può la produzione multi-modello garantire che ogni componente soddisfi i propri requisiti di pulizia?

Ogni modello di pezzo deve avere un programma di pulizia definito e convalidato in modo indipendente.

I parametri possono includere:

• Traiettoria del robot
• Pressione di pulizia
• Tempo di Pulizia
• Posizioni di spruzzo
• Parametri di asciugatura

Dopo un cambio modello, va eseguita un’ispezione sul primo pezzo per confermare il raggiungimento dei requisiti di pulizia e dei criteri relativi alle dimensioni delle particelle.

L’identificazione automatica del modello può inoltre ridurre il rischio di selezionare un programma di pulizia errato.

Conclusione

La pulizia flessibile non consiste semplicemente nel consentire a più pezzi di entrare nella stessa macchina. Un sistema veramente flessibile deve coordinare software, identificazione, attrezzature di fissaggio, utensili, parametri di pulizia e tempo di ciclo .

Per i produttori che gestiscono più modelli di componenti sulla stessa linea di produzione, processi di pulizia programmabili, identificazione automatica del modello, attrezzature di fissaggio comuni e regolazione ampia del tempo di ciclo possono migliorare significativamente la flessibilità produttiva.

Big Bird Industrial può sviluppare sistemi flessibili di pulizia e sbavatura secondo le specifiche del cliente portafoglio di pezzi lavorati, requisiti produttivi, frequenza dei cambi di produzione, obiettivi di pulizia e piani futuri per i prodotti .