Новые альтернативы традиционным конвейерным системам обеспечивают более высокую эффективность и гибкость, помогая увеличить производительность производства.
Рид Шук • Бизнес-менеджер OEM-сегмента | Автоматизация Rockwell
При перемещении продукции в процессе производства или сборки на заводе традиционно используются конвейеры. Традиционный конвейер может состоять из отдельных роликовых осей, установленных между металлической рамой, или конвейерных лент, которые перемещают предметы по кольцевой дороге. Для приведения в действие процесса транспортировки также используется некоторый источник питания, например двигатель. Хотя эти традиционные методы были основой конвейерных систем, в последние годы появилось множество новых технологий, повышающих производительность.
Старые и более традиционные конвейеры, как правило, менее гибкие и более жесткие и, следовательно, более неэффективные, чем некоторые из новейших доступных технологий. Хорошим примером может служить использование роликовых станин, подвесных конвейеров и конвейеров для производства сковород при сборке автомобилей. Этим механическим системам присущи недостатки, которые приводят к потере энергии и замедлению производства. А настройка и профилактическое обслуживание, которых они требуют, могут замедлить работу.
Новые системы предлагают более эффективные способы перемещения деталей. Например, интеллектуальные конвейерные системы (ICS) обеспечивают дополнительный контроль над позиционированием и в то же время большую гибкость. В этих системах используются независимые тележки, движущиеся по магнитной дорожке, что позволяет производить сборку нескольких изделий на одной линии. Замена цепей, ремней и зубчатых колес с вращающимся приводом в традиционных транспортных системах сокращает количество заклиниваний, обрывов и неисправностей, которые могут возникнуть, при одновременном сокращении объема необходимого технического обслуживания.
Помимо повышения гибкости и скорости производства, интеллектуальные конвейерные системы также могут помочь сократить количество продуктов, которые необходимо хранить на складе, при одновременном сокращении производственных площадей и отказе от дополнительного оборудования, необходимого для установки рольгангов и конвейеров для приготовления сковород. Все это также снижает стоимость владения.
Интеллектуальные конвейерные системы обеспечивают разработчикам гибкость и быструю замену продукта, позволяя осуществлять индивидуальный контроль на протяжении всего процесса. Блоки постоянных магнитов на каждой тележке приводятся в действие катушками, находящимися под независимым напряжением в стационарных моторных модулях. Для создания локального магнитного поля, воздействующего на тележку, используются положительные или отрицательные токи различной величины. Тележки пассивно управляются с помощью сервоуправления с замкнутым контуром, при этом питание от тележки не требуется, что устраняет необходимость в традиционных гибких кабелях и/или контактных кольцах.
Встроенные датчики в каждом двигателе непрерывно отслеживают уникальное положение каждой тележки в системе. Это устраняет необходимость во внешних датчиках, которые часто трудно выровнять, требуют жестких допусков при установке и чувствительны к загрязнению. Это может уменьшить или вовсе исключить необходимость во внешних устройствах идентификации. Эти устройства могут осуществлять мониторинг только в отдельных местах, в отличие от постоянного мониторинга с помощью микросхем.
Массивы магнитов доступны в различных конфигурациях в зависимости от требований применения. Сила тяги зависит от площади перекрытия магнита и катушек. В приложениях, требующих небольших, плотно расположенных полезных нагрузок, можно использовать короткие решетки, в то время как для более крупных и тяжелых полезных нагрузок обычно используются более длинные решетки и/или более широкие катушки. Модифицированные решетки Halbach обеспечивают более высокую производительность, что позволяет достичь более высокой плотности нагрузки и обеспечить воздушные зазоры до 20 мм. Большие воздушные зазоры обеспечивают более высокие механические допуски и уникальную возможность изолировать двигатели для работы в суровых условиях.
Двигатели сконструированы с обмотками вокруг традиционного железного сердечника для фокусировки напряженности поля или в виде двигателя с воздушным сердечником без слоя железа. Двигатели с железным сердечником обеспечивают более высокую плотность усилия, поскольку конфигурация воздушного сердечника устраняет силу притяжения между магнитной решеткой и тележкой. Системы с воздушным сердечником обычно позволяют использовать недорогие раздвижные тележки, в которых для двигателей с железным сердечником требуются колеса.
Системы объединены в группы двигателей, подключенных к ПЛК через узловые контроллеры более низкого уровня. Эти узловые контроллеры отслеживают положение тележек на каждом пути, управляют транспортным потоком и передают команды от ПЛК отдельным двигателям.
Расстояние до кирпичной стены (тормозной путь, необходимый для предотвращения столкновения, если ведущее транспортное средство столкнется с препятствием) постоянно отслеживается для каждого транспортного средства на основе известных массы и ускорения. В зависимости от выбранного подхода к программированию, это может быть использовано для автоматического предотвращения столкновений, защиты поддонов и перевозимого продукта.
Пользователи могут управлять своей системой с помощью программирования на основе назначения или профиля движения. Асинхронное программирование на основе назначения сродни использованию такси, когда тележке приказывают прибыть в определенное место, а система направляет ее по наиболее эффективному маршруту, используя при этом возможность обхода препятствий, чтобы избежать столкновений, автоматически выстраиваясь в очередь там, где это необходимо. Это значительно сокращает объем работы по программированию и управлению трафиком, необходимой пользователю.
Программирование профиля движения (синхронное) сродни управлению автомобилем, когда пользователь полностью программирует профиль движения тележки. Такой подход полезен при синхронизации тележек с внешними осями для выполнения оперативных процессов.
Сборочные линии, на которых используется несколько деталей с традиционными системами транспортировки, часто требуют многочисленных механических регулировок и физического вмешательства для проведения переналадок. Это может повлиять на производство, замедляя его.
Интеллектуальная конвейерная система использует рабочие места операторов и системное программирование для выполнения таких переналадок, что позволяет быстро переносить производство с одной детали на другую. В мире автомобилестроения это делает более возможным производство нескольких моделей автомобилей на одном заводе.
Линейные синхронные двигатели с интеллектуальными контроллерами обеспечивают эту возможность. Они позволяют тележкам двигаться независимо, а операторы могут регулировать расстояние между тележками с помощью программирования. Это является ключевым преимуществом и позволяет выполнять переналадку одним нажатием кнопки.
Интеллектуальная конвейерная система также позволяет обрабатывать детали любых размеров с полностью регулируемым шагом конвейера или расстоянием между опорами. Система может работать под потолком, под обратным углом или вертикально. Благодаря отказу от ремней, тормозов и цепей система ICS освобождает пространство на заводе.
Роликовые конвейеры и конвейеры для приготовления сковород могут перемещаться только с той скоростью, с которой они работают на самой медленной станции. Интеллектуальная конвейерная система устраняет это ограничение. Она позволяет тележкам работать с независимыми скоростями и ускорениями. Это может повысить скорость работы и производительность всего предприятия, поскольку каждая деталь может перемещаться в оптимальном темпе.
А увеличение скорости производства может привести к другим усовершенствованиям. Например, автопроизводители, внедрившие на своих заводах интеллектуальные конвейерные системы, добились повышения эффективности использования роботов на 25%.
Причина в том, что более быстрые темпы роста сокращают количество операций, не связанных с добавленной стоимостью, и повышают эффективность использования таких активов, как роботы. Это позволяет повысить эффективность гибких производственных линий.
Отслеживать каждую деталь, которая поставляется в автомобиль, становится еще сложнее, когда на одном заводе производится несколько моделей. Традиционные конвейерные системы позволяют отслеживать детали в незаметных местах. Но они требуют, чтобы работники сканировали штрих-коды или RFID-метки, а затем вводили данные в систему. Эта задача требует много времени и оставляет место для человеческой ошибки.
Интеллектуальная конвейерная система может непрерывно идентифицировать каждую единицу оборудования, которую она транспортирует. Информация автоматически регистрируется в системе управления вместе с информацией о времени и пункте назначения. Это позволяет операторам получать список того, что находится в каждом транспортном средстве, а также отметки о времени производства.
Когда детали отслеживаются на сборочной линии, операция также может быть более оперативной в случае отзыва. Вместо того, чтобы обобщать, где могла возникнуть проблема на производстве, операторы могут точно определить, где и когда она возникла. Кроме того, они позволяют быстрее и эффективнее изолировать пострадавшие транспортные средства.
Дополнительные компоненты не только делают механические конвейеры менее гибкими, но и требуют обслуживания и запасных частей. Они также повышают вероятность того, что что-то пойдет не так или сломается в процессе производства. Интеллектуальная конвейерная система может значительно сократить затраты на техническое обслуживание и время простоя. Тележки приводятся в движение магнитом, поэтому для их приведения в движение не требуется контакт, что снижает износ и увеличивает время безотказной работы.
Помимо сокращения пространства, система ICS позволяет экономить электроэнергию, подавая питание только в тех случаях, когда это необходимо для перемещения транспортного средства. Традиционно для перемещения одной детали всего на несколько дюймов требуется запитать и переместить всю 50-футовую секцию конвейера.
Традиционные конвейерные системы не обеспечивают маневренности и эффективности, необходимых для производства нескольких транспортных средств на одном заводе. Интеллектуальная конвейерная система может обеспечить маневренность и эффективность, сократить количество физических взаимодействий и необходимых запасных частей, а также повысить наглядность процесса сборки.
MagneMotion — компания Rockwell Automation • www.magnemotion.com
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии