Enkeltstasjonsroterende vaskemaskiner: Tilfellet under 300 kg

Oversikt

En enkeltplass-roterende vaskemaskin er den minst spektakulære maskinen i et renseavdeling og den som opptrer hyppigst i anlegg som produserer mange ulike delnumre i moderat volum. Delen settes inn, festeturen roterer, og dyser plassert fast rundt kammeret vasker den fra flere retninger, før delen kommer ut igjen. Hele prosessen skjer på én plass.

Fordelen ligger ikke i hastighet. En flerstasjonslinje vil alltid overgå den når det gjelder produksjonshastighet for én enkelt del i stort volum. Fordelen er at én maskin kan håndtere et bredt spekter av deler ved å bytte ut festeturen og endre programmet, og at maskinen tar lite plass – den passer i en bås i stedet for i en hall.

Big Bird Industrial (tidligere Shimada Big Bird Industrial) har siden 2001 bygget rengjørings- og avfugingsanlegg for bilens drivlinjekomponenter, og enkeltstasjonsmaskinene i denne rekken brukes nettopp til denne oppgaven: blandede delgrupper, moderat volum og en rengjøringskrav som er reelt, men ikke ekstremt.

1. Hva en enkeltstasjon faktisk er

Karakteristisk er at alle prosesssteg skjer på én posisjon, i rekkefølge, uten at delen forlater festet.

Én fest, flere steg

Vasking, skylling, blåsing bort og tørking skjer i samme kammer med delen festet én gang. Dette reduserer håndteringen til én innlasting og én utlasting, noe som utgjør en stor del av arbeidsbesparelsen, og det eliminerer plasseringsfeilen som oppstår når en del flyttes mellom stasjoner.

Rotasjon i stedet for dysebevegelse

Fiksturen roterer delen gjennom en ring med fastmonterte dysar i stedet for å bevege dysene rundt en stasjonær del. Denne oppsettet er mekanisk enkelt: én drivmekanisme, én sett dysar og ingen robot. Det er også grunnen til at maskinen er prisgunstig også ved lave volumer, fordi bevegelsen er rotasjonsbasert og dekningen oppnås gjennom geometrien til ringen.

2. Hva rotasjon gir

Rotasjon er ikke bare en måte å vise fram overflater på. Den endrer hvordan væske oppfører seg på delen, noe som er grunnen til at den brukes både ved tørking og vasking.

Dekning fra geometri

En del som roterer inne i en dysering presenterer hele omkretsen sin for de samme strålene i én omdreining. Dysene kan vinkles slik at de treffer flater, hull og hulrom på ulike tidspunkter i rotasjonen, noe som betyr at ringen kan tilpasses en familie av deler i stedet for én enkelt del.

Avløp og sentrifugalt avskilling

En roterende del fjerner vann fra overflater som ville holde det i stillestående tilstand, og en høyhastighetsrotasjon på slutten av syklusen kaster væsken av i stedet for å vente på at den skal dryppe. Derfor tørker roterende maskiner bedre enn lufttrykket deres ville tyde på.

3. Partistørrelsesområdet der den vinner

Maskinen vinner der volumet per artikkelnummer er for lavt til å rettferdiggjøre en linje, men for høyt til å rettferdiggjøre manuell rengjøring.

Prøve- og lavvolumproduksjon

Prøvedeler for gearkasser, forproduksjonsbygging og lavvolumvarianter faller alle innen samme kategori: delene er reelle, kravet til renhet er reelt, og det årlige volumet dekker ikke kostnaden for en linje. En maskin med én stasjon, utformet for en familie av slike deler, dekker alle dem med en fikstur og et program for hver.

Der en syklustid på to til ti minutter er akseptabel

En roterende enkeltstasjonsmaskin som utfører flere faser i rekkefølge produserer en syklus som måles i minutter i stedet for sekunder. Dette er akseptabelt der volumet er noen hundre deler per uke, men uakseptabelt der det er noen hundre deler per time. Grensen er aritmetisk, og den bør beregnes før oppsettet tegnes.

4. Der det slutter å være riktig svar

Over et visst volum blir den sekvensielle strukturen til en flaskehals, fordi hver fase må vente på den forrige. En linje som utfører vasking og tørking i parallelle stasjoner på ulike deler produserer én del per sykeltid; en enkeltstasjon produserer én del per sum av sykeltider.

Den andre grensen er delmassen. Rotasjon krever en festekonstruksjon som kan holde delen og en drivmekanisme som kan rotere den. Når massen overstiger noen hundre kilogram øker kravene til drivmekanisme, klemming og sikkerhet raskere enn gevinsten i produksjonshastighet, og håndtering går over til kran og vogn på en større maskin.

5. Verktøy og bytte mellom produkter

På en maskin som behandler en gruppe deler er verktøyutstyret fleksibiliteten. En fastspenningsanordning som plasserer seg på en felles egenskap for hele gruppen, med justerbare støtter for forskjellene, kan byttes ut på få minutter; en fastspenningsanordning som er bygget for én enkelt del tar timer å bytte ut.

Programmet håndterer resten: rotasjonshastighet, tidsvarighet for hver fase, hvilke dyser som er aktive og spinnhastigheten ved slutten av tørkingen. På en roterende maskin utfører disse fire innstillingene det meste av tilpasningen, og derfor er byttetid kort selv på en godt designet enhet, selv om maskinen ikke har noen robot som må programmeres på nytt.

6. Spesifisering av én enhet

En spesifikasjon for en enkeltplass-roterende vaskemaskin skal angi omfanget av delgruppen i lengde, diameter og masse; fasene og deres varighet; rotasjons- og spinnhastigheter; rengjøringsgrensen og tørkekriteriet; samt byttetiden mellom to angitte deler.

De to tallene som oftest utelates er spinnehastigheten ved slutten av tørkingen og overgangstiden. Det første avgjør om tørkekriteriet i det hele tatt kan oppnås, og det andre avgjør om maskinen faktisk betjener familien den ble kjøpt for. Et tredje tall som bør inkluderes er tiden det tar å nå driftstemperaturen fra kaldt, fordi på en maskin som brukes med mellomrom bestemmer denne verdien hvor stor del av skiftet som er produktiv.

7. Energi, vann og badevolum

En maskin med én stasjon har en liten tank, og dette ene faktum styrer det meste av dens driftsoppførsel i begge retninger.

Hvorfor en liten tank er en fordel

Et lite volum varmes raskt opp, noe som betyr at maskinen er klar kort tid etter oppstart i stedet for etter én time. Det betyr også at en badbytte koster lite i kjemi og i nedetid, slik at tanken kan fornyes med korte mellomrom i stedet for å bli utvidet. På arbeid med lav volum er dette en ekte fordel, fordi en tank som står uten bruk i dager degraderes uansett.

Hvorfor det også er en begrensning

En liten tank har liten bufferkapasitet mot forurensning. Et parti sterkt oljede deler kan belaste den innen én skift, og maskinen har ingen reserve til å fortynne belastningen. Den praktiske konsekvensen er at filtrering og oljeskille blir proporsjonalt viktigere på en liten maskin enn på en stor, og å spare på disse funksjonene er den vanligste grunnen til at en enkeltplassvaskemaskin presterer dårlig.

Det samme gjelder spølsstadiet. På en liten maskin er også spølstanken liten, og hvis den fylles fra vasketanken i stedet for fra en separat forsyning, når den spølstankens forurensningsnivå innen få sykluser. En separat spølskrets med egen filtrering er ikke en luksus på denne klassen utstyr; den er forskjellen mellom å spøle og å gjenvåte delen med skittent væske.

Døråpning er et annet energiaspekt. Hver belastning frigjør varme og damp til rommet, og en maskin som går gjennom mange sykluser per time taper mer energi gjennom døren enn gjennom veggene. Det er én av grunnene til at en enkeltstasjonsmaskin passer bedre for moderat enn for høy syklusfrekvens: over en viss frekvens blir tapene gjennom døråpningen den dominerende faktoren. Å trekke ut damp fra døråpningen, i stedet for fra taket på kammeret, fanger opp dampen der den frigjøres og holder rommet tørrere.

Ofte stilte spørsmål

Kan en enkeltstasjonsmaskin nå en grense på 2 mg?

På en del uten innkapslede kanaler, noen ganger. På en del med vannmantel eller oljekanal er det trinnet med tetting ved støpsel eller innført skylling som teller – noe en enkel roterende maskin ikke har.

Er rotasjon bedre enn en fast del med bevegelige dyser?

Den er billigere og mekanisk enklere. Bevegelige dyser når frem til funksjoner som en ring ikke kan nå, og derfor bruker høytrykkskanaler lanser i stedet for en roterende feste.

Hvor mange deler per time kan den produsere?

Det avhenger helt og fullt av summen av stadietidene. En sekvens på fem minutter produserer maksimalt tolv deler per time; en sekvens på to minutter produserer tretti. Tallet skal oppgis sammen med sekvensen, ikke alene.

Trenger den en robot for lasting?

Ikke nødvendigvis. Mange lastes manuelt fordi delen er lett og volumet er moderat, og manuell lasting er ofte raskere enn en robot ved uregelmessig presentasjon.

Konklusjon

En enkeltstasjonsroterende vaskemaskin er den rette maskinen når delfamilien er bred, volumet per del er moderat og plassbruken er begrenset. Rotasjon gir dekning og avløp med én drivmekanisme i stedet for en robot.

Den er ikke lenger det rette svaret når summen av stadietidene ikke kan oppfylle takttiden eller når delmassen overstiger fastspenningskapasiteten. Begge grensene kan beregnes i forkant, noe som er poenget med å inkludere dem i spesifikasjonen.