Głównym celem automatyzacji procesów jest odciążenie pracowników z monotonnych czynności i zbędnych zadań. Dużym wyzwaniem w trakcie wprowadzania zmian – zgodnie z metodologią WCM (World Class Manufacturing) – jest dawanie dodatkowej wartości w każdej decyzji, w każdym ruchu. Z tym wyzwaniem przyszło nam się mierzyć podczas tworzenia transportera do zaślepek technologicznych w firmie z branży motoryzacyjnej.

Pomysł stworzenia tego typu maszyny pojawił się w momencie, kiedy  pracownicy  utrzymania ruchu zauważyli, że operator wykonuje „spacery z pojemnikiem”, to znaczy przenosi ręcznie zaślepki technologiczne, które w jednym miejscu muszą być zdejmowane z silnika, by na końcu linii produkcyjnej zostały założone z powrotem, do spedycji. Postanowiliśmy odciążyć pracownika z absorbującej czynności, co spotkało się z entuzjazmem osób decyzyjnych.

Przebieg procesu

Od początku rozważaliśmy dwie koncepcje transportu. Pierwszą był pomysł stworzenia mechanicznego podnośnika-przenośnika. Uznaliśmy jednak, że lepsza jest druga idea, która zakładała przynoszenie zaślepek na istniejącym odcinku linii za pomocą instalacji pneumatycznej. Aby nie korzystać z dodatkowych napędów mechaniczno-elektrycznych do przenośnika, postanowiliśmy zastosować proste rozwiązania oparte na pompie pneumatycznej.

Utrzymanie ruchu samo zaprojektowało oraz zbudowało cały system pneumatyczny transportu  zaślepek. Zawsze podkreślam, że każdy pomysł, produkt, maszyna nie są tylko częściami mechanicznymi, elektrycznymi, pneumatycznymi czy hydraulicznymi – to jest całość – zespół, który skupia wszystko i musi razem perfekcyjnie działać, tak jak w samochodzie. Kolejnym elementem tego systemu miała być maszyna – instalacja  do automatycznego transportu zaślepek.

Rozwiązanie problemu

Mając już określoną ideę transportu z użyciem węży i eżektorów próżniowych mieliśmy dylemat czy zamontować je na wysokości trzech metrów, czy przeprowadzić je dołem w podłodze. Zdecydowaliśmy się na pierwsze rozwiązanie, aby uniknąć „wbijania się„ w posadzkę. Pierwsze próby transportu zaślepek odbyły się w warsztacie utrzymania ruchu. Układ składał się z rury transportowej, pompy  próżniowej (eżektora) oraz przewodu zasilającego pompę. Na takiej konstrukcji próbnej zaczęło nam to działać, choć efektywność transportu nie zawsze była dobra – zaślepki nie dochodziły do końca rury  transportowej. Zmodyfikowaliśmy więc eżektory – do istniejącego otworu dodaliśmy dwa nowe otwory zasilające, otrzymując tym samym znacznie większe przepływy. Głównym elementem  wykonawczym transportu zaślepek jest pompa czyli eżektor. Działanie pompy polega na tym, że doprowadzamy zasilanie powietrzem do jednego punktu (lub po naszym ulepszeniu do trzech punktów), a w eżektorze z jednej strony powstaje podciśnienie, a z drugiej nadciśnienie powietrza.

Zaślepki mają różny kształt i ciężar. Wbrew pozorom największa objętościowo zaślepka sprawia najmniej problemów, a mała igiełka najwięcej kłopotów. Osobnym tematem jest dobór węży i eżektorów do danej zaślepki. Zamontowanie za dużego węża (średnica) oznacza generowanie niepotrzebnych, dodatkowych kosztów. Podobnie w przypadku eżektorów. Zgodnie z metodologią WCM komponenty muszą być optymalnie dobrane i dopasowane. To samo dotyczy procesu optymalizacji przesyłu zaślepek, po zbudowaniu urządzenia.

Ostatecznie za funkcjonalność całej instalacji przesyłu odpowiedzialny jest sterownik PLC. Początkowo włączaliśmy całą instalację transportu na 30 sekund, natomiast później stworzyliśmy strony w PLC, gdzie programujemy długość czasu przesyłu, czyli nadmuchu powietrza każdego eżektora na każdej  linii przesyłowej zaślepek. Możemy to zmieniać od kilku sekund do minuty.

Długość każdej nitki przesyłowej to około 100m. Posiadamy sześć torów, ze względu na sześć rodzajów zaślepek. Ilość pomp próżniowych na każdej linii przesyłowej jest różna: od 2 do 4 – eżektorów, ze względu na wydajność i oczywiście rodzaj zaślepki. Proces transportu zaślepek jest całkowicie  automatyczny: operator wrzuca zaślepkę do danego, oznakowanego leja, czujnik to wykrywa i uruchamia przedmuch na tej linii (uruchamia zasilanie powietrza do eżektorów na tej linii).

Wykorzystanie narzędzi i współpraca z Balluff

Dla uproszczenia całego procesu zastosowaliśmy technologię IO-Link złożoną z przycisków i lampek. Lampka wskazuje nam jaki kolor ma zaślepka (są ich trzy rodzaje). We wspomnianym sterowniku PLC możemy je dowolnie zaprogramować. Czerwona lampka wskazuje na obecność czerwonej zaślepki w pojemniku. Zmiana koloru (efekt omiatania koloru) danej lampki, sygnalizuje pracę danej nitki  transportu i informują, że w danej rurze następuje wydmuch powietrza. Jeśli operator zauważy brak zaślepek w pojemniku, ma możliwość przybliżenia dłoni do konkretnego przycisku i wtedy uruchamia dodatkowy cykl przedmuchu. Zaślepki, które mogły zatrzymać się w pozycji pośredniej, dolatują do pojemnika docelowego.

Technologia IO-link jest znakomita, ponieważ nie sprawia żadnych problemów – po prostu działa. Możliwość programowania lampek daje też zdecydowanie więcej możliwości i co jest dodatkowym atutem – jest to po prostu przyjemne dla oczu. IO-Link to świetne urządzenie do utrzymania ruchu, a jedną z kluczowych zalet jest to, że bardzo łatwo dzięki niemu wykryć awarię.

Przy powstawaniu maszyny istotną kwestią było testowanie. Bardzo dużym odciążeniem okazała się możliwość przeprowadzania testów w siedzibie Balluffa i tu nieoceniona okazała się pomoc Pana Rafała Korcza, naszego opiekuna w Balluff. Testy odnośnie doboru i funkcjonalności czujników, obecności  zaślepek w wężach wykonywał w firmie Balluff. Pomógł nam także w doborze i wyposażeniu  szafy sterowniczej. Obsługa instalacji transportu następuje w szafie elektrycznej za pomocą sterownika Siemensa PLC, monitora – czyli panelu operatorskiego, przycisków oraz krańcówek, które sygnalizują nam wrzucenie zaślepki do leja.

W naszym urządzeniu węże transportowe posiadają żelazne spirale. Bardzo ważne było, aby proces odbywał się poza operatorem. Tak, żeby żadna krańcówka lub promień lasera nie świecił na rękę przy wkładaniu zaślepki do leja. Tu również mogliśmy liczyć na pomoc ze strony Balluff. Pan Rafał testował  też  w firmie Balluff przewody oraz zaślepki i przetestował swoje rozwiązanie w połączeniu z naszymi materiałami. Tym sposobem przekazał nam prostokątne krańcówki, które perfekcyjnie działają. Był to projekt szyty na miarę, podobnie jak w przypadku przycisków i lampek.

Bardzo pomogła nam też firma SMC między innymi przy doborze aparatury pneumatycznej tj.: stacji przygotowania powietrza, pneumatyki zaworów i wyspie zaworowej.

Korzyści dla firmy

Jak to zwykle bywa na samym początku pracownicy podchodzili sceptycznie do zastosowania tego urządzenia. Jednak teraz pracownicy zapomnieli o dawnym sposobie transportu zaślepek i nie wyobrażają sobie innego sposobu pracy. Oczywiście nie obyło się bez problemów wynikających z przyzwyczajeń, ale jednak każda automatyzacja ostatecznie przynosi pozytywne efekty i przyśpiesza pracę.  Dlatego cieszę się, że nasza dyrekcja jest otwarta na wszelkiego rodzaju ułatwienia i nowinki techniczne.

 

👇👇

Kliknij tutaj, aby obejrzeć wideo, w którym zaprezentowaliśmy działanie maszyny.



Balluff - sprzedaż i serwis