Cách chọn máy làm sạch linh hoạt cho sản xuất đa mẫu: Giải pháp làm sạch có thể lập trình và thay đổi nhanh

Tổng Quan

Khi một dây chuyền sản xuất cần xử lý nhiều loại linh kiện khác nhau, hệ thống làm sạch phải có khả năng xử lý việc chuyển đổi sản phẩm, các thông số quy trình khác nhau và các chu kỳ sản xuất khác nhau mà không làm giảm mức độ sạch.

Một máy làm sạch linh hoạt có thể đạt được điều này thông qua ba phương pháp chính: điều khiển quy trình có thể lập trình, nhận dạng tự động mẫu sản phẩm và sử dụng chung dụng cụ hoặc hệ thống pallet .

Bài viết này giải thích cách các công nghệ này phối hợp với nhau và cách đánh giá một hệ thống làm sạch linh hoạt cho sản xuất đa mẫu.

Tại sao sản xuất đa mẫu lại yêu cầu thiết bị làm sạch linh hoạt?

Các dây chuyền sản xuất truyền thống với khối lượng lớn thường xử lý một mô hình linh kiện duy nhất. Do đó, các thông số làm sạch có thể được cố định và tối ưu hóa đặc biệt cho linh kiện đó.

Tuy nhiên, sản xuất hiện đại ngày càng bao gồm:

• Nhiều mô hình linh kiện
• Lô sản xuất nhỏ hơn
• Thay đổi mô hình thường xuyên
• Kích thước và trọng lượng linh kiện khác nhau
• Yêu cầu về độ sạch và kích thước hạt khác nhau

Một hệ thống làm sạch dùng cho loại sản xuất này cần đáp ứng ba yêu cầu then chốt:

1. Chuyển đổi nhanh

Việc chuyển từ một mô hình linh kiện sang mô hình khác không nên gây ra thời gian ngừng sản xuất kéo dài.

2. Thông số quy trình riêng theo từng mô hình

Các bộ phận khác nhau có thể yêu cầu các quỹ đạo robot, thời gian làm sạch, áp suất, nhiệt độ, vùng phun và thông số sấy khác nhau.

3. Khả năng tương thích cơ học rộng

Thiết bị phải phù hợp với sự khác biệt về kích thước và cấu trúc giữa các phôi mà không cần điều chỉnh cơ học đáng kể cho từng mẫu.

Ba cách tiếp cận chính để làm sạch linh hoạt

1. Quy trình làm sạch lập trình được

Khả năng lập trình là một trong những tính năng cơ bản của máy làm sạch linh hoạt.

Các mẫu phôi khác nhau có thể có các chương trình làm sạch độc lập chứa các thông số như:

• Quỹ đạo chuyển động của robot
• Vùng phun
• Thời gian Làm sạch
• Áp suất nước
• Nhiệt độ làm sạch
• Số lần làm sạch
• Thông số sấy

Khi mô hình sản xuất thay đổi, chương trình tương ứng có thể được chọn thay vì điều chỉnh thủ công từng thông số quy trình.

Điều này cung cấp nền tảng cơ bản cho sản xuất đa mô hình có thể lặp lại.

2. Nhận dạng tự động mô hình

Nhận dạng tự động có thể giảm thêm sự tham gia của người vận hành trong quá trình chuyển đổi.

Tùy thuộc vào dây chuyền sản xuất, hệ thống có thể sử dụng:

• Nhận dạng dựa trên camera
• RFID
• Vị trí băng tải hoặc tín hiệu từ dây chuyền sản xuất

để nhận diện phôi đầu vào và tự động gọi chương trình làm sạch tương ứng.

Ví dụ, hệ thống làm sạch nắp xy-lanh động cơ xe chở khách có thể sử dụng băng tải con lăn điều khiển bằng động cơ và nhận dạng mô hình dựa trên camera để phân biệt các biến thể nắp xy-lanh khác nhau và tự động chọn chương trình làm sạch phù hợp.

Điều này cho phép sản xuất hỗn hợp mô hình với mức độ can thiệp thủ công giảm thiểu.

3. Các đồ gá và pallet phổ biến

Tính linh hoạt về cơ khí cũng quan trọng ngang nhau.

Nếu nhiều mô hình chi tiết gia công có thể chia sẻ cùng một đồ gá hoặc pallet, thì việc chuyển đổi cơ khí có thể được đơn giản hóa đáng kể.

Ví dụ, hệ thống làm sạch và vát mép khối động cơ xe du lịch của Big Bird Industrial có thể sử dụng một pallet chung cho các cấu hình khác nhau của phần trên và phần dưới khối động cơ, cho phép nhiều mô hình chi tiết đi vào dây chuyền làm sạch và vát mép mà không cần thay thế toàn bộ hệ thống đồ gá.

Tại sao dải thời gian chu kỳ rộng lại quan trọng?

Thời gian chu kỳ điều chỉnh được của máy làm sạch linh hoạt là một chỉ số quan trọng khác về tính linh hoạt của nó.

Ví dụ, giải pháp làm sạch và vát mép khối động cơ xe du lịch của Big Bird Industrial có thể đáp ứng dải thời gian chu kỳ khoảng 20 giây đến 20 phút .

Một dải thời gian chu kỳ rộng cho phép cùng một nền tảng thiết bị xử lý các tình huống sản xuất khác nhau.

Sản Xuất Khối Lượng Cao

Đối với các chi tiết tiêu chuẩn sản xuất hàng loạt, quy trình làm sạch có thể được cấu hình với thời gian chu kỳ ngắn hơn nhằm tối đa hóa năng suất sản xuất.

Các bộ phận có khối lượng thấp hoặc phức tạp

Đối với các bộ phận sản xuất theo lô nhỏ hoặc phức tạp hơn, chu kỳ có thể được kéo dài để cho phép thêm các lần làm sạch hoặc thời gian xử lý lâu hơn khi cần thiết.

Điều này cho phép thiết bị thích ứng với những thay đổi về khối lượng sản xuất và mức độ phức tạp của sản phẩm mà không cần một hệ thống làm sạch hoàn toàn khác.

Thay đổi tự động dụng cụ và vòi phun

Tính linh hoạt cũng có thể mở rộng vượt ra ngoài các chương trình làm sạch và đồ gá.

Một số ứng dụng yêu cầu sử dụng các dụng cụ hoặc vòi phun phun khác nhau cho các mẫu chi tiết khác nhau.

Ví dụ, máy mài viền tự động bằng robot dành cho khối động cơ diesel sáu xi-lanh có thể sử dụng trục chính điện có khả năng thay đổi dụng cụ để hỗ trợ nhiều loại bàn chải khác nhau. Trong quá trình chuyển đổi mẫu, hệ thống có thể tự động chọn và thay thế dụng cụ cần thiết.

Một hệ thống làm sạch trục khuỷu linh hoạt cũng có thể được cấu hình để phù hợp với các mẫu trục khuỷu khác nhau, chẳng hạn như trục khuỷu bốn xi-lanh và sáu xi-lanh, kết hợp làm sạch bằng trục chính áp lực cao và thay đổi tự động vòi phun.

Các cấu hình này làm giảm sự can thiệp thủ công và cho phép một hệ thống sản xuất hỗ trợ nhiều biến thể linh kiện.

Cách chọn máy làm sạch linh hoạt

Khi đánh giá một giải pháp làm sạch linh hoạt, hãy xem xét các yếu tố sau.

1. Sự đa dạng sản phẩm

Các phôi khác nhau như thế nào về mặt:

• Chiều dài và chiều rộng
• Khối lượng
• Hình học
• Cấu hình lỗ và đường dẫn
• Vật liệu

Sự khác biệt càng lớn thì yêu cầu về độ linh hoạt của đồ gá, tầm với của robot, hành trình thiết bị và năng lực xử lý càng cao.

2. Tần suất chuyển đổi

Nếu dây chuyền sản xuất thường xuyên chuyển đổi mẫu mã, hãy ưu tiên:

• Chuyển đổi lập trình được
• Nhận dạng tự động mô hình
• Các phụ kiện chung
• Thay đổi tự động dụng cụ hoặc vòi phun

Đối với việc thay đổi tần suất thấp, một số điều chỉnh thủ công có thể được chấp nhận.

3. Yêu cầu về thời gian chu kỳ

Xác định xem các mô hình khác nhau có yêu cầu thời gian chu kỳ sản xuất khác biệt đáng kể hay không.

Nếu một sản phẩm yêu cầu chu kỳ ngắn trong khi sản phẩm khác cần thời gian làm sạch dài hơn nhiều, thì máy có phạm vi điều chỉnh thời gian chu kỳ rộng có thể mang lại tính linh hoạt cao hơn trong sản xuất.

4. Yêu cầu về độ sạch

Các mô hình khác nhau có thể có tiêu chí chấp nhận về độ sạch và kích thước hạt khác nhau.

Trong trường hợp này, mỗi mô hình nên có các thông số quy trình được xác thực riêng thay vì sử dụng một chương trình làm sạch chung.

5. Mở rộng sản phẩm trong tương lai

Khi thiết kế một dây chuyền sản xuất mới, cần xem xét các mẫu xe tiềm năng trong tương lai.

Để lại đủ dung lượng trong phạm vi di chuyển của robot, thiết kế đồ gá, kiến trúc chương trình và hệ thống xử lý có thể ngăn chặn máy làm sạch trở thành điểm nghẽn khi giới thiệu sản phẩm mới.

Giải pháp làm sạch linh hoạt của Big Bird Industrial

Big Bird Industrial cung cấp các giải pháp làm sạch linh hoạt bao gồm:

• Máy làm sạch linh hoạt điều khiển bằng robot
• Máy gọt ba via linh hoạt điều khiển bằng robot
• Hệ thống làm sạch và gọt ba via đa quy trình
• Thiết bị làm sạch linh hoạt với chu kỳ thời gian dài
• Hệ thống nhận diện tự động mẫu xe
• Các cấu hình tự động thay thế dụng cụ và vòi phun

Tùy thuộc vào ứng dụng, thiết bị có thể được thiết kế dựa trên các yêu cầu của khách hàng về phạm vi sản phẩm, khối lượng sản xuất, tần suất thay đổi mẫu, yêu cầu về độ sạch và kế hoạch mở rộng trong tương lai .

Đối với một số ứng dụng linh hoạt đã chọn, khoảng thời gian chu kỳ có thể dao động từ khoảng 20 giây đến 20 phút .

Câu hỏi thường gặp

Thời gian cần để chuyển đổi giữa các mẫu trên một máy làm sạch linh hoạt là bao lâu?

Điều này phụ thuộc vào cấu hình chuyển đổi.

Với việc lựa chọn quy trình lập trình được và nhận dạng tự động mẫu sản phẩm, quá trình chuyển đổi chủ yếu bao gồm việc chuyển đổi chương trình và xác minh chi tiết đầu tiên.

Nếu việc chuyển đổi đòi hỏi thay thế đồ gá hoặc điều chỉnh thủ công vòi phun, thời gian ngừng hoạt động bổ sung có thể cần thiết.

Đối với các dây chuyền sản xuất thường xuyên thay đổi mẫu, khả năng chuyển đổi lập trình được và nhận dạng tự động thường là những yếu tố thiết kế quan trọng.

Một máy làm sạch linh hoạt có thể xử lý bao nhiêu mẫu sản phẩm khác nhau?

Không tồn tại một con số cố định phổ quát nào cả.

Dung tích thực tế phụ thuộc vào sự khác biệt về kích thước và cấu trúc giữa các chi tiết gia công, khả năng tương thích của đồ gá, phạm vi làm việc của robot, hệ thống vận chuyển và yêu cầu quy trình.

Do đó, tính tương thích thực tế của một máy làm sạch linh hoạt cần được đánh giá dựa trên toàn bộ danh sách sản phẩm trong giai đoạn kỹ thuật, thay vì chỉ dựa vào số lượng chương trình sẵn có.

Làm thế nào một máy duy nhất có thể hỗ trợ dải chu kỳ từ 20 giây đến 20 phút?

Chu kỳ có thể được điều chỉnh thông qua các yếu tố như tốc độ di chuyển của robot, thời gian phun, số lần làm sạch lặp lại và cấu hình quy trình.

Các chi tiết đơn giản với khối lượng lớn có thể sử dụng chuỗi quy trình ngắn hơn, trong khi các chi tiết phức tạp hoặc có khối lượng nhỏ hơn có thể sử dụng chuỗi làm sạch dài hơn.

Do đó, các chương trình khác nhau có thể được gán cho các mô hình chi tiết khác nhau trên cùng một nền tảng thiết bị.

Sản xuất đa mô hình làm thế nào để đảm bảo mỗi chi tiết đều đáp ứng yêu cầu về độ sạch?

Mỗi mô hình phôi cần có một chương trình làm sạch được xác định và hiệu chuẩn độc lập.

Các thông số có thể bao gồm:

• Quỹ đạo robot
• Áp lực làm sạch
• Thời gian Làm sạch
• Vị trí phun
• Thông số sấy

Sau khi thay đổi mô hình, cần thực hiện kiểm tra chi tiết đầu tiên để xác nhận rằng các tiêu chí về độ sạch và kích thước hạt yêu cầu đã đạt được.

Việc nhận dạng tự động mô hình cũng giúp giảm thiểu rủi ro lựa chọn sai chương trình làm sạch.

Kết luận

Làm sạch linh hoạt không chỉ đơn thuần là cho phép nhiều phôi cùng đi vào một máy. Một hệ thống thực sự linh hoạt cần phối hợp đồng bộ giữa phần mềm, hệ thống nhận dạng, đồ gá, dụng cụ, thông số làm sạch và thời gian chu kỳ .

Đối với các nhà sản xuất vận hành nhiều mô hình linh kiện trên cùng một dây chuyền sản xuất, các quy trình làm sạch có thể lập trình, hệ thống nhận dạng tự động mô hình, đồ gá chung và khả năng điều chỉnh rộng thời gian chu kỳ có thể cải thiện đáng kể tính linh hoạt trong sản xuất.

Big Bird Industrial có thể phát triển các hệ thống làm sạch và xử lý ba via linh hoạt theo yêu cầu cụ thể của khách hàng danh mục phôi, yêu cầu sản xuất, tần suất chuyển đổi, mục tiêu độ sạch và kế hoạch sản phẩm trong tương lai .