S odborností k optimálnímu zásobovacímu systému

Chytré telefony, automobily nebo počítače: životní cykly produktů se stále zkracují. Přesto každý nový produkt vyžaduje také příslušenství výrobního zařízení, které musí být plánováno a realizováno ještě rychleji, například montážní linka včetně dopravního systému. Je třeba vzít v úvahu mnoho informací a parametrů, aby bylo možné dosáhnout optimálního výsledku při spolupráci různých komponentů pro plynulý průběh procesu. Dlouholeté zkušenosti, inovační síla a standardizované moduly pro rychlou dostupnost kvalifikují společnost Amberger DEPRAG SCHULZ GMBH jako globálního hráče na trhu dopravních systémů. Abychom vysvětlili různé souvislosti a kontexty dopravitelnosti spojovacích prvků a jejich optimální koncepce, odpověděl Thomas Lederer, aplikační expert pro šroubovací techniku a automatizaci ve společnosti DEPRAG, na několik otázek v rozhovoru.

Otázka: Poskytování spojovacích prvků, například šroubů, pomocí dopravního trubkového systému je preferovanou variantou dopravy, protože aktuálně umožňuje nejvyšší procesní jistotu a nejkratší cykly. Jak odborníci DEPRAG hodnotí, zda je možná doprava pomocí trubky, a jak se taková analýza provádí s ohledem na všechny eventuality?

Lederer: Hlavní otázka zní: Je možná automatická doprava šroubů pomocí trubky, a pokud ne, lze případně jednoduchou změnou geometrie šroubu zajistit dopravu pomocí trubky? Možnost ověření dopravitelnosti pomocí přibližné rovnice (viz obrázek 1). Na základě této rovnice lze předběžně určit dopravitelnost. V rovnici se stanoví poměr délky šroubu k průměru hlavy šroubu a z toho se vypočítá možný úhel šikmého nasazení spojovacího prvku v dopravním trubkovém systému. Pokud je výsledek úhlu na hranici, přicházejí do hry naši specialisté. Na základě šablony šroubů je možné pomocí CAD kontroly určit skutečné šikmé nasazení šroubu v odpovídajícím dopravním trubkovém systému. Pokud je výsledek negativní, lze často dopravitelnost dosáhnout drobnými změnami geometrie šroubu, například zmenšením průměru hlavy nebo prodloužením šroubové tyče. Pokud není možné změnit rozměry šroubu, nabízí se metoda Pick-and-Place. Pomocí této dopravní techniky je spojovací prvek přesně umístěn do definované polohy a je tak připraven k vyzvednutí šroubovacím nástrojem pomocí vaku, uchopovacího systému nebo magnetu. Navíc tato technika umožňuje pomocí Pick-and-Place také dodávku jiných dílů, například O-kroužků nebo štítků.

Otázka: Po dopravě spojovacího prvku pomocí trubky nebo Pick-and-Place je třeba jej správně umístit nad šroubovací místo. To se provádí pomocí upínacího zařízení na šroub, které může být provedeno jako koule nebo zobáčková hlava. Na základě jakých specifických kritérií závisí volba upínacího zařízení a jaká řešení existují pro extrémní případy, například velmi hluboké šroubovací místa?

Lederer: Klíčovými kritérii pro výběr upínacího zařízení jsou dostupné prostorové podmínky na dílci. Zobáčková hlava potřebuje prostor pro otevření zobáčků, zatímco koule umožňuje centráž v oblasti šroubovacího místa, čímž zajišťuje stabilní polohu pro šroubování. Typ upínacího zařízení je stanoven až po důkladné analýze, aby byla nalezena optimální řešení pro nejvyšší procesní jistotu a ergonomickou práci. Pokud je například šroubovací místo hluboko a je nutné šroub vést přes zářez, může dojít k tomu, že šroub spadne do otvoru a nenarazí na jádrový otvor. To může způsobit šikmé nasazení a tím blokovat celý proces. Pro řešení tohoto problému, označovaného naším jako „volný pád“, používáme DEPRAG Feed Module. Pomocí vakuově řízeného upínacího zařízení, odpovídajícího podávacího zdvihu a vedeného vakuového trubkového systému je šroub přiveden do hlubokého šroubovacího místa až k jeho zpracování.

Otázka: Téma dostupnosti prostoru – pokud je potřeba, jsou používány šablony na šrouby pro lepší polohování koule nebo zobáčkových hlaviček. Tím se například zabrání sklouznutí na šikmých geometriích pouzder a zvýší se procesní jistota. Má opakované použití šablony vliv na takt času šroubovacích cyklů?

Lederer: Ano, protože šablonu na šrouby je nutné při každé výměně dílu znovu nasadit a následně odstranit, což samozřejmě ovlivňuje takt času. Časová ztráta však není zásadní, protože každé vrtání ve šabloně má kuželové vodicí plochy, které usnadňují polohování koule. S rostoucím počtem šroubovacích míst lze čas ztracený při polohování a demontáži šablony kompenzovat, nebo dokonce celkový takt zkrátit. Použití šablon na šrouby je předem pečlivě analyzováno s ohledem na všechny relevantní aspekty a je realizováno pouze tehdy, pokud má pozitivní vliv na aplikaci. Jinak je jejich použití omezeno na případy, kdy je použití šablony nevyhnutelné. To platí například pro citlivé díly v elektronické výrobě, například v mobilech nebo automobilech, aby se zabránilo poškození při polohování šroubováku obsluhou.

Otázka: Existují různé možnosti konstrukce systému pro vícenásobné podávání – například pomocí rozvodových systémů, dvojitých zařízení s dvojitou šroubovicí nebo jejich kombinace. Jaké výhody přinášejí tyto varianty zákazníkům a od čeho závisí volba?

Lederer: Konstrukce dopravních systémů závisí na počtu podávaných šroubovacích systémů a výrobní rychlosti. Jednoduché rozvody mohou pouze jednotlivě rozdělovat, nemají však vliv na sekvenci dopravy. Zjednodušeně řečeno, mohou obsluhovat pouze šroubovací místa se stejnou potřebou šroubů za jednotku času. Vibrátorové dopravníky s dvojitou šroubovicí, nazývané také dvojitá zařízení, mohou obsluhovat dvě šroubovací místa zcela nezávisle na sobě a pokrýt tak různé potřeby. Vibrátorový dopravník DEPRAG eacy feed je dostupný jako dvojité zařízení. Přináší však i další výhody: S eacy feed lze dosáhnout úspor energie až 80 %. Navíc je eacy feed kompatibilní s průmyslem 4.0. S pomocí standardizovaných, modulárních komponentů DEPRAG lze kombinovat obě koncepce vícenásobného podávání, což nám umožňuje reagovat na různé individuální požadavky zákazníků. Naši odborníci spočítají ideální koncepci podle požadovaného počtu šroubů, požadavků na cyklickou dobu, potřeby zařízení a ekonomických faktorů. Počet výstupů je sice možné rozšířit, ale v praxi to má smysl pouze do určité míry.

Otázka: Kvalita dopravovaných šroubů je důležitým tématem z hlediska dostupnosti zařízení. V závislosti na použití mohou být požadované čistoty vyšší nebo nižší. Jak odborníci DEPRAG stanovují doporučenou hodnotu kvality, aby zajistili co nejefektivnější a přitom procesně bezpečné zařízení?

Lederer: Kvalita šroubů podle DIN činí 3 %, což znamená, že v 100 šroubech může být až 3 vadné kusy. To často nestačí pro dostupnost dopravního systému. Neexistuje univerzální hodnota platná pro všechny aplikace. Vyšší úrovně kvality mají přímý pozitivní vliv na dostupnost zařízení. Nejprve je třeba vypočítat optimální čistotu s ohledem na požadavky na dostupnost zařízení podle VDI 3423. Tuto hodnotu stanoví naši experti na dopravní techniku s ohledem na rizika selhání, aby bylo možné dosáhnout technicky i ekonomicky optimalizovaného a procesně bezpečného celkového výsledku pro naše zákazníky.