zautomatyzowane wytwarzanie półek meblowych

Technologia i Automatyzacja Montażu 2/2011
ZAUTOMATYZOWANE WYTWARZANIE PÓŁEK MEBLOWYCH
Stanisław PERGAŁOWSKI, Jerzy ŁUNARSKI
Wytwarzanie półek meblowych do szafek bibliotecznych i innych związane jest z koniecznością odpowiedniego ich łączenia ze ściankami bocznymi mebli.
W celu uproszczenia tych czynności opracowano nowy
sposób przygotowania półek polegający na wykonaniu
rowka w bocznych krawędziach półki, a następnie wciskaniu w rowek specjalnej listwy z tworzywa sztucznego
(nieco krótszej od szerokości półki, o niesymetrycznym
przekroju, ze wzmocnieniami wewnętrznymi i wystającą
płetwą wciskaną w rowek półki) opisany i przedstawiony
na rysunku w pracy [1]. W wybraniach tej listwy wciśnięte
są dwa kołki metalowe przeznaczone do montażu w meblu. W pracy [1] opisano także półautomatyczne urządzenie do wciskania listew w rowki boczne półek. W urządzeniu tym należało ręcznie orientować listwy i umieszczać
w grawitacyjnym podajniku do strefy wciskania oraz ręcznie podawać półki na transporter przemieszczający je do
strefy wciskania. Wydajność tego urządzenia wynosiła
około 500 sztuk zmontowanych półek w ciągu godziny
z możliwością wykonywania półek w czterech typowymiarach (dwie długości i dwie szerokości).
Potrzeby zwiększenia skali produkcji oraz zmniejszenia udziału prac ręcznych skłoniły producenta do zamówienia drugiego, podobnego urządzenia z zaostrzonymi
wymaganiami względem stopnia zautomatyzowania
urządzenia, które polegały na:
a. wyeliminowaniu ręcznego podawania i orientowania
listew do podajnika grawitacyjnego,
b. zwiększenia wydajności o około 50%,
c. automatycznego pobierania półek z transportera
i kierowania do strefy wciskania listew,
d. zapewnienia automatycznej kontroli obecności kołków metalowych w listwie wciskanej,
e. zapewnienia kontroli wszystkich czynności, które
mogłyby powodować wadliwość łączenia i wykluczanie ze strumienia półek z ewentualnymi wadami,
f. możliwość pakietowania półek na transporterze odprowadzającym zmontowane półki (do 3 sztuk) celem szybszego odbioru i pakowania w zestawach
meblowych,
g. wizualizacji poszczególnych stanów i wariantów wytwarzania (4 rodzaje półek i 2 rodzaje listew),
h. łatwego przezbrajania urządzenia przy zmianie rodzaju wytwarzanych półek.
Celem spełnienia tych wymagań w Zakładzie Obrabiarek i Technologii Montażu IMBiGS Warszawa opracowano nową konstrukcję urządzenia technologicznego
spełniającego te wymagania.
Podstawowe cechy odróżniające to urządzenie od poprzedniego opisanego w pracy [1] są następujące:
1. Łatwiejsze przezbrajanie polegające na automatycznym ustawianiu się odpowiednich zderzaków
krańcowych, szybkim odmocowaniu, przesunięciu
i zamocowaniu listew prowadzących, wyposażeniu
w czujniki śledzące wymiary podawanych półek i listew i sterujące tokiem dalszych zabiegów.
2. Możliwość doprowadzania transporterem wejściowym pakietów półek i pojedynczym ich wybieraniu
i kierowaniu do dalszych zabiegów.
3. Możliwość pakietowania na transporterze wyjściowym po trzy półki.
4. Eliminacja ewentualnych małych skrzywień krawędzi półek przed ich łączeniem z listwą przez ich ściśnięcie w trakcie zabiegu wciskania.
5. Zapewnienie dokładnego, automatycznego orientowania listew przed procesem wciskania. Jedyny
warunek konieczny, to aby listwy dostarczane od
wytwórcy były spakietowane z jednostronnym usytuowaniem strefy bocznej ze zwiększonym wycięciem
płetwy. Stos takich listew (po 500 sztuk) zasypywany jest do obu ich podajników (lewy i prawy).
Aby spełnić powyższe wymagania, układ podawania
listew został zupełnie przekonstruowany. Do zasobników
(lewego i prawego) zasypuje się po 500 sztuk listew
(z jednostronnym usytuowaniem wyciętej płetwy). Listwy
usytuowane odwrotnie są rozpoznawane i wykluczane ze
strumienia podawanych do montażu. Na rys. 1 uwidoczniono, jak z podajnika 1 listwy są wybierane wybierakiem
3 i wózkiem 4 unoszone i podawane do strefy 5, skąd
siłownik 8 i zabierak 6 kieruje je na przenośnik listew
(rys. 2), w którym sprawdzana jest obecność dwóch kołków metalowych i odrzucane są listwy, gdy któregoś brakuje.
Rys. 1. Schemat budowy zasobników listew: 1 – ścianka boczna (rozsuwana na wymiary długościowe podawanych listew),
2 – prowadnica rozsuwu z pokrętłami mocującymi i zderzakami,
3 – wybierak, 4 – wózek, 5 – zrzutnik nadmiaru, 6 – zabierak,
7 – strefa mocowania zasobnika, 8 – siłownik pneumatyczny
35
2/2011 Technologia i Automatyzacja Montażu
Na przenośniku tym sprawdza się także usytuowanie
listwy, a listwy z niewłaściwym położeniem wyciętej płetwy są odrzucane, zaś pozostałe przemieszczane do obrotnicy 4 (rys. 2), gdzie następuje właściwa orientacja kątowa listwy, po czym jest ona przemieszczana do strefy
wciskania w rowek półki z płetwą usytuowaną naprzeciw
rowka. Proces wciskania, wymagający znacznych nacisków, realizowany jest za pomocą dwóch (półka wąska)
lub trzech (półka szeroka) siłowników pneumatycznych
przez sztywną listwę dociskową.
Rys. 4. Widok ogólny automatu do montażu półek meblowych:
1, 2 – zasobniki listew, 3 – transporter półek, 4 – szafa sterująca
Układ sterowania wyposażony jest w panel dotykowy
firmy Siemens umożliwiający wymianę informacji pomiędzy operatorem urządzenia a stanowiskiem. Na panelu
tym wskazywane są stany automatu oraz dokonywane
są potrzebne zmiany tego stanu – możliwości wskazano
na rys. 5.
Rys. 2. Schemat przenośnika listew do strefy montażu: 1 – korytko przyjmujące z zasobnika, 2 – czujniki obecności kołków,
3 – silnik z przekładnią, 4 – obrotnica z silnikiem krokowym,
5 – dwa siłowniki unoszące listwę do orientowania kątowego,
6 – czujnik kontroli właściwej strony listwy, 7 – rolka wprowadzająca listwę w wycięcia widełek, 8 – strefa poziomego przemieszczania zorientowanej listwy
Schemat całego urządzenia i jego podstawowych
mechanizmów, bez ochronnego ogrodzenia, pokazano
na rys. 3.
Rys. 5. Widok główny ekranu sterującego
Rys. 3. Schemat automatu do montażu półek: 1 – transporter
wejściowy półek, 2 – transporter wyjściowy, 3, 4 – lewy i prawy
zasobnik listew, 5, 6 – prawy i lewy przenośnik listew, 7 – strefa
montażu, 8 – przesuw zmontowanych półek, 9 – strefa pakietowania, 10 – konstrukcja nośna, 11 – szafa sterownicza, 12 – zespół przygotowania powietrza
Widok ogólny wykonanego urządzenia do montażu
półek wraz z uwidocznionym ogrodzeniem (dla bezpieczeństwa obsługi) przedstawiono na rys. 4.
Wykonane urządzenie może być wkomponowane
w linię wytwarzania półek – cięcie na wymiary półek,
frezowanie rowków pod listwy od strony wejściowej oraz urządzenie do automatycznego pakowania od strony
wyjściowej.
36
Przez naciskanie poszczególnych pól ekranu wywoływane są:
–– tryb pracy – aktualny stan trybu pracy,
–– pole komunikatów (poniżej) – informacje o stanie
maszyny,
–– ustawienia: montażu, pakieciarki,
–– licznik sztuk, wydajność, kasowanie
–– przycisk „oczko” – wywołanie ekranu diagnostyki,
–– przycisk „rączka” – wywołanie ekranu trybu pracy,
–– przycisk „help” – informacja o pomocy dla bieżącego
ekranu,
–– przycisk „potw.awarie” – używany do potwierdzenia
stanów awaryjnych.
Rodzaj wykonywanej operacji montażowej wydaje się
prosty. Ze względu na potrzebę znacznej wydajności, automatycznego wykluczania wadliwości, małej sztywności
wzdłużnej listew oraz na trudności ich orientowania i konieczność poprawnego wciskania automatycznego listew
Technologia i Automatyzacja Montażu 2/2011
w rowki półek, konieczna stała się rozbudowa układów
i sterujących zapewniły uzyskanie wydajności 780
podająco-orientujących, wykonawczych i sterujących.
sztuk na godzinę.
Podsumowanie
LITERATURA
1. Wykonane urządzenie umożliwia autonomiczną pra-
1. Pergałowski S., Łunarski J., Kobiałka J.: Automatyzacja wykonywania połączeń wciskanych drewno-tworzywo sztuczne. Technologia i Automatyzacja
cę w systemie zautomatyzowanego wytwarzania
półek meblowych, wymagając jedynie zapewnienia dostarczania półek przez transporter wejściowy
(w sposób zautomatyzowany) oraz okresowego dosypywania (po 500 sztuk ) listew do obu podajników.
2. Układy kontrolno-pomiarowe urządzenia umożliwiają
automatyczne wykluczanie wadliwości w procesach
wytwarzania półek z wciśniętymi listwami.
3. Rozwiązania
układów
napędowo-wykonawczych
Montażu nr 3/2010.
___________________________
Mgr inż. Stanisław Pergałowski był pracownikiem Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
w Warszawie. Prof. Jerzy Łunarski jest pracownikiem Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
w Warszawie oraz pracownikiem Politechniki Rzeszowskiej.
ciąg dalszy ze str. 27
AIDC feasibility within a manufacturing SME.
Możliwość wprowadzenia systemu do automatycznej
identyfikacji i zapisywania danych (AIDC) w małych
i średnich przedsiębiorstwach produkcyjnych.
Celem artykułu jest zbadanie i zaprojektowanie systemu
dla małych i średnich firm produkcyjnych umożliwiającego automatyczną identyfikację i zapisywanie danych,
który pozwalałby na przepływ dokładnych i aktualnych
danych przez proces wytwarzania. Procesy i operacje
realizowane w małych i średnich przedsiębiorstwach
zostały dokładnie przeanalizowane, aby zidentyfikować
obszary, gdzie system mógłby być zastosowany oraz
aby poprawić efektywność i pozwolić na łatwiejsze śledzenie procesów wytwórczych. Obszary do doskonalenia
powinny więc zostać zidentyfikowane i objęte określonymi aplikacjami i/lub systemami, dla których powinny być
przeprowadzone analizy kosztów i korzyści. Znaczące
oszczędności kosztów zostały zidentyfikowane przez
wdrożenie systemu RFID, czyli systemu kontroli przepływu towarów na podstawie zdalnego przez fale radiowe
odczytu i zapisu danych, bazującego na redukcji zapasów bezpieczeństwa, eliminacji ręcznego śledzenia pracy
i redukcji ręcznego wprowadzania i wpisywania danych
z procesu. Zakres zastosowań technologii zaprezentowanej w artykule jest ograniczony ze względu na zakłócenia
wprowadzane przez metalowe elementy wyrobów. Technologia powinna być więc udoskonalona. Najbardziej powszechnymi ograniczeniami, jakie zidentyfikowano, był
brak infrastruktury komputerowej, ograniczona wiedza
na temat korzyści z systemu, a także przed zmianami.
Należy, więc przeprowadzić odpowiednie szkolenie, aby
rozwiązać te problemy. Systemy AIDC wykorzystujące
technologie przenoszenia danych były z sukcesem wdrożone w wielu dużych wielonarodowych organizacjach,
ale badania dotyczące wdrażania systemów AIDC w ma-
łych i średnich przedsiębiorstwach mają nadal ograniczony zakres.
Lean automated manufacturing: avoiding the pitfalls
to embrace the opportunities.
Szczupłe zautomatyzowane wytwarzanie: unikanie
pułapek i wykorzystywanie sposobności.
W ciągu ostatnich kilku miesięcy tematy dotyczące pytania, jak stać się szczupłym i niskokosztowym odbiły
się echem od korytarzy rządowych aż po zaplecza najmniejszych firm. W czasach trudnych wyzwań ekonomicznych naturalną reakcją jest podejmowanie decyzji, które pozwolą organizacjom być tak odchudzonym
i skoncentrowanym, jak to tylko możliwe. W artykule
omówiono korzyści i pułapki związane z zarządzaniem
szczupłą produkcją, poczynając od podstawowej idei, że
zadowolenie klienta powinno leżeć u podstaw wszystkich
wysiłków oraz pokazano zniszczenia wynikające z nadmiernego zapału do wdrażania „lean na maxa”. Elementami „lean" przedyskutowanymi w prezentowanym artykule są straty organizacji, zasoby ludzkie, projektowanie,
zarządzanie łańcuchem dostaw, zarządzanie klientami
i system finansowy. Potencjalne rozwiązania i wytyczne
zostały opracowane, aby pomóc organizacjom stać się
szczupłymi, a jednocześnie pozostać skoncentrowanymi
na końcowym celu, jakim jest zadowolenie klienta. Te korzyści i zagrożenia mogą być widziane jako wyjścia bazujące na stopniu, w jakim „lean" zostało wdrożone. Artykuł
jest przeglądem systemów funkcjonujących według zasad szczupłej produkcji i tworzy praktyczne wytyczne dla
nowych firm wdrażających „lean”, aby pomóc im uniknąć
pomyłek związanych z niewłaściwym wdrożeniem „lean”
w swojej organizacji.
ciąg dalszy str. 60
37