מכונות ניקוי מסתובבות חד-תחנותיות: המקרה של משקל מתחת ל-300 ק"ג

סקירה כללית

מכונת הרחיצה הסיבובית בمحطة אחת היא המכונה הלא מרשימה ביותר במחלקת הניקוי, והמכונה הנפוצה ביותר במפעלים שמייצרים מגוון רב של חלקים בנפח מתון. החלק נכנס למכונה, המתקן מסתובב, וזרבוביות קבועות סביב המحفظה מנקות אותו מכמה כיוונים, ולאחר מכן החלק יוצא. כל התהליך מתרחש במקום אחד.

היתרון שלה אינו מהירות. קו רב-תחנות תמיד יتفوق עליה מבחינת תפוקה עבור חלק אחד בעל נפח גבוה. היתרון שלה הוא שמכונה אחת יכולה לשרת טווח רחב של חלקים באמצעות החלפת מתקן והחלפת תוכנית, תוך כדי תפוסה פיזית שמתאימה לתא ולא לחדר גדול.

ביג בירד אינדוסטריאל (לפני כן שימאדה ביג בירד אינדוסטריאל) בונה מאז 2001 מערכות ניקוי וסילוק קצוות חדים מרכיבי מערכת הכוח של רכב, והמכונות תחנת אחת בטווח זה מיועדות בדיוק למטרה הזו: משפחות חלקים מעורבות, נפח מתון, ודרישת ניקיון אמיתית אך לא קיצונית.

1. מהי בעצם תחנת אחת

התכונה המהותית היא שכל שלבי התהליך מתרחשים במיקום אחד, בזה אחר זה, ללא יציאה של החלק מהמתקן.

מתקן אחד, מספר שלבים

הניקוי, השטיפה, הסריעת המים והיבוש מתרחשים באותה תיבה, כאשר החלק מחובר פעם אחת בלבד. בכך מצומצם הטיפול לטעינה אחת ולפריקה אחת בלבד, מה שמהווה את המקור העיקרי לחיסכון בעבודה, וכן נמנעת שגיאת 재מקם שמתרחשת כשמעבירים חלק בין תחנות.

סיבוב במקום תנועת הפך

המתקן מסובב את החלק דרך טבעת של פיות קבועות במקום להזיז פיות סביב חלק נייח. הסידור הזה פשוט מכנית: מנוע אחד, קבוצה אחת של פיות, ואין רובוט. זה גם הסיבה שהמכונה זולה בפרודקציה נמוכה, משום שהתנועה היא סיבובית והכיסוי נובע מהגאומטריה של הטבעת.

2. מה שסיבוב מביא

סיבוב אינו רק דרך להציג משטחים. הוא משנה את התנהגות הנוזל על החלק, ולכן הוא מופיע גם בתהליך היבוש וגם בתהליך הכביסה.

כיסוי מהגאומטריה

חלק שמסתובב בתוך טבעת פיות מציג את כל ההיקף שלו לאותן פיות בסיבוב אחד. ניתן לכוון את הפיות כך שיפגעו בפאות, בקווים ובחורים בנקודות שונות במהלך הסיבוב, מה שאומר שניתן להתאים את הטבעת למשפחה של חלקים ולא לחלק מסוים בלבד.

ניצול כוח צנטריפוגלי וזרימה

חלק מסתובב מנקה מים משטחים שיאחזו אותם כאשר הוא עומד, וסיבוב במהירות גבוהה בסוף המחזור מרחיק את הנוזל במקום לחכות לו לנטוש. לכן מכונות מסתובבות מייבשות טוב יותר מאשר שהלחץ האוטומטי שלהן מרמז.

3. טווח הכמויות שבו הוא מצליח

המכונה מצליחה במקומות שבהם הנפח למספר חלק ספציפי נמוך מדי כדי להצדיק קו ייצור, אך גבוה מדי כדי להצדיק ניקוי ידני.

ייצור ניסיוני ונפחי נמוך

חלקים ניסיוניים של תיבת הילוכים, בנייה לפני הייצור המוני והחלקות נפח נמוך — כולם נופלים באותה קטגוריה: החלקים אמיתיים, דרישת הניקיון אמיתית, והנפח השנתי אינו מספק כדי לחלק את עלות הקו. מכונה חד-תחנה שבُנְיָה למשפחה של חלקי זה, מכסה את כולם בעזרת תבנית ותוכנית נפרדות לכל חלק.

שם שבו מחזור של שתי עד עשר דקות הוא מקובל

מכונה סיבובית חד-תחנה שמריצה מספר שלבים בזה אחר זה מייצרת מחזור שנמדד בדקות ולא בשניות. זה מתקבל על הדעת כאשר הנפח הוא כמה מאות חלקים בשבוע, ואינו מתקבל על הדעת כאשר הנפח הוא כמה מאות חלקים לשעה. הגבול הוא חשבוני, וצריך לחשב אותו לפני שמתכננים את המערך.

4. איפה זה deja de ser התשובה הנכונה

מעבר לנפח מסוים, המבנה הסדרתי הופך לצוואר הבקבוק, משום שכל שלב מחכה לשלב הקודם. קו שמריץ את השלב של הכביסה והיבוש בתחנות מקבילות על חלקים שונים מייצר חלק אחד לכל זמן מחזור; תחנה אחת מייצרת חלק אחד לסכום זמני המחזור.

הגבול האחר הוא מסת החלק. הסיבוב דורש אביזר שיאחז את החלק ומנוע שיסובב אותו. מעבר למספר מאות קילוגרמים, גודל המנוע, החיזוק והדרישות לבטיחות גדלים מהר יותר מאשר היתרונות בתפוקה, והניעול עובר למשאית-מעלית ועגלה על מכונה גדולה יותר.

5. ציוד ייצור ושינוי תצורה

במכונה שמשמשת משפחת חלקים, הציוד הוא הגמישות. תקע הממוקם על תכונה משותפת למשפחה כולה, עם תמיכות מתכווננות להבדלים בין החלקים, מוחלף תוך דקות; תקע שבُנה עבור חלק אחד בלבד מוחלף תוך שעות.

התוכנית נושאת את השאר: מהירות הסיבוב, זמני המراות, אילו פיות פעילות ומהירות הסיבוב בסוף היבוש. במכונה מסתובבת ארבעה 설정ים אלו מבצעים את רוב התאמות, ולכן זמן ההחלפה ביחידת מכונה מעוצבת היטב קצר, גם אם במכונה אין רובוט שאותו יש לתכנת מחדש.

6. קביעת דרישה אחת

דרישה למכונת רחיצה מסתובבת בעמדת אחת חייבת לציין את גבולות משפחת החלקים – באורך, בקוטר ובמסה; את המראות וזמניותיהן; את מהירויות הסיבוב והסיבוב הסופי; את גבול הניקיון והקריטריון להיבוש; וכן את זמן ההחלפה בין שני חלקים מסוימים.

המספרים שניים הנפוצים ביותר שמתעלמים מהם הם מהירות הסיבוב בסוף התהליך של היבוש והזמן המוערך להחלפת תכולת המיכל. הראשון קובע האם ניתן בכלל להשיג את קריטריון היבוש, והשני קובע האם המכונה משרתת באמת את המשפחה שבגינה נקנתה. מספר שלישי שראוי להוסיף הוא הזמן הנדרש כדי להגיע לטמפרטורת העבודה מטמפרטורה נמוכה, משום שבמכונה המשמשת באופן לא קבוע ערך זה קובע כמה מהזמן הכולל של פעולת המכונה הוא זמן פרודוקטיבי.

7. אנרגיה, מים וגודל המיכל

למכונה בעמדה אחת יש מיכל קטן, ועובדה אחת זו קובעת את רוב ההתנהגות שלה בזמן הפעלה – הן לכיוון חיובי והן לכיוון שלילי.

מדוע מיכל קטן הוא יתרון

נפח קטן מחמם במהירות, כלומר המכונה מוכנה לעשיית עבודה זמן קצר לאחר ההפעלה, ולא אחרי שעה. זה גם אומר שהחלפת התכולה במיכל גורמת אובדן זול של כימיקלים ואובדן זמן ייצור, ולכן ניתן לחדש את התכולה במיכל במרווחי זמן קצרים במקום למתוח אותה. עבור עבודות נפח נמוך זהו יתרון אמיתי, משום שמיכל שעומד מושבת במשך ימים סופג פגיעה בכל מקרה.

למה זה גם מגבלה

מיכל קטן יש לו קיבולת ספיגה מועטה נגד זיהום. партиיה של חלקים שמזוהמים בשמן כבד עלולה למלא אותו בתוך משמרת אחת, והמכונה לא מחזיקה מאגר כדי לדילול את העומס. התוצאה המעשית היא שמסננים והפרדת שמן חשובים באופן יחסי יותר במכונה קטנה מאשר בגדולה, וקיצוץ בהשקעה בהם הוא הסיבה הנפוצה ביותר לביצוע לקוי של מכונת ניקוי חד-תחנה.

הדבר תקף גם לשלב השטיפה. במכונה קטנה גם מיכל השטיפה קטן, ואם הוא מתמלא מהמיכל של השלב הראשון במקום מספק נפרד, הוא יגיע לרמת הזיהום של המיכל הראשון תוך כמה מחזורים. מעגל שטיפה נפרד עם מסנן משלו אינו רכוש מותרות עבור סוג זה של ציוד; זהו ההבדל בין שטיפה לבין הרטבה חוזרת של החלק בנוזל מלוכלך.

פתיחת הדלת היא היבט נוסף של אובדן האנרגיה. כל טעינה משחררת חום ואדים לחדר, ומכונה שמחזוריה רבים בשעה מאבדת יותר אנרגיה דרך הדלת מאשר דרך הקירות. זו אחת הסיבות שמכונה בעמדה אחת מתאימה למחזורים בתדירות מתונה ולא גבוהה: מעל תדירות מסוימת, האובדן דרך הפתיחה הופך לגורם הדומיננטי. איסוף דרך פתיחת הדלת, במקום דרך גג התא, תופס את האדים בנקודת השחרור שלהם ומשאיר את החדר יבש יותר.

שאלה נפוצות

האם מכונה בעמדה אחת יכולה להגיע למגבלת 2 מ"ג?

בחלקים ללא מסלולים סגורים, לפעמים. בחלקים עם מעיל מים או גלריית שמן, השלב החשוב הוא איטום סתמים או שטיפה מוזרקת, אשר מכונה פשוטה מסתובבת אינה כוללת.

האם סיבוב עדיף על חלק קבוע עם דליקים נעים?

סיבוב הוא זול יותר ופשוט יותר מבחינה מכנית. דליקים נעים מגיעים לתכונות שאינן נגישות לטבעת, ולכן גלריות לחץ גבוה משתמשות בקרנים במקום בתצורת סיבוב.

כמה חלקים בשעה הוא יכול לייצר?

זה תלוי לחלוטין בסכום זמני המراחבים. סדרה של חמש דקות מייצרת לכל היותר 12 חלקים לשעה; סדרה של שתי דקות מייצרת 30 חלקים לשעה. את המספר יש לציין יחד עם הסדרה, לא באופן עצמאי.

האם יש צורך ברובוט לטעינה?

לא בהכרח. רבים נטענים ידנית מכיוון שהחלק קל ונפח הייצור מועט, וטעינה ידנית לעתים קרובות מהירה יותר מרובוט בהצגה לא סדירה.

סיכום

מכונה אחת מסתובבת לניקוי היא הבחירה הנכונה כאשר משפחת החלקים רחבה, הנפח לחלק אחד מועט והשטח הזמין מוגבל. הסיבוב מספק כיסוי וניקוז באמצעות מנוע אחד במקום רובוט.

היא כבר אינה הפתרון הנכון כאשר סכום זמני המراחבים אינו עונה על תקופת הקצב (takt) או כאשר מסת החלק עולה על היכולת של התיקון. שני הגבילים האלה ניתנים לחישוב מראש, וזהו בדיוק הסיבה לכתיבתם במסמך המפרט.