Dobór urządzeń realizujących funkcje ciągu orientującego

Dobór urządzeń MOD wymaga określenia parametrów geometrycznych, materia-łowych i opisujących stan powierzchni orientowanych części, parametrów procesu montażowego oraz skorzystania z bazy danych urządzeń MOD. Na podstawie tych danych można zaprojektować urządzenie przygotowujące części do montażu, które nie tylko ustala odpowiednią orientację i pozycję części na miejscu pobrania, ale pracuje z odpowiednią wydajnością i jest bezpieczne dla manipulowanych części, czyli nie powoduje ich uszkodzeń mechanicznych. W dalszej części tego podrozdziału przed-stawiono pokrótce najważniejsze parametry opisujące zarówno części, jak i urządzenia do ich magazynowania, orientowania i transportowania.

Parametry geometryczne orientowanej części

Do podstawowych wielkości opisujących geometrię części należy zaliczyć [2]: • kategorię geometryczną, do której część się zalicza (wałek / grzybek / pierścień / ...), • symbole występujących dla danej części stanów stabilnych i procentowy ich udział w przypadku dostarczania części w stanie nieuporządkowanym,

• symetrię względem osi X, Y i Z (najmniejszy kąt, o jaki należy obrócić przedmiot wokół danej osi, aby otrzymać tę samą orientację części, np. 120°),

• współrzędne środka ciężkości, • wymiary, [mm],

• masę, [kg],

• objętość (np. w celu ustalenia koniecznej przestrzeni magazynowej urządzenia magazynującego, przy założonej wydajności orientowania, częstotliwości dostaw oraz przy zastosowaniu wyznaczonego empirycznie średniego współczynnika, wypełnienie przestrzeni przez elementy danej klasy geometrycznej).

Parametry materiałowe i parametry powierzchni

Możliwość zastosowania poszczególnych urządzeń do manipulowania daną częścią może być uwarunkowana również pewnymi jej cechami związanymi z materiałem i powierzchnią.

Do opisu części umożliwiającego ocenę przydatności urządzenia do manipulowa-nia nią, ze względu na stan jej powierzchni i materiał, konieczne jest określenie nastę-pujących cech [2]:

• materiał – np. gatunek stali, brązu, tworzywa sztucznego itp.,

• właściwości magnetyczne (przenikalność magnetyczna) – należy określić czy część zbudowana jest z materiału ferro-, dia-, czy paramagnetycznego,

• właściwości elektryczne (przewodność elektryczna) – czy część jest przewodni-kiem, czy dielektrykiem (określenie właściwości magnetycznych i elektrycznych

pozwala na określenie możliwości zastosowania pól: magnetycznego, elektrycznego i elektromagnetycznego do orientowania, transportowania i mocowania części),

• właściwości optyczne – zakres długości fal promieniowania elektromagnetycznego dobrze odbijanych przez powierzchnię części (informacja ważna w przypadku zasto-sowania czujników optycznych),

• elastyczność – czy część jest na tyle elastyczna, że może to powodować trudności przy orientowaniu, transporcie itp. (TAK / NIE),

• kruchość – czy uderzenia, np. przy zetknięciu z innymi przedmiotami lub ściankami prowadnic mogą doprowadzić do zniszczenia części przez jej popękanie (TAK / NIE),

• odporność na wibracje – należy określić czy wibracje mogą uszkodzić część (jest to ważne na przykład w przypadku tworzyw sztucznych) (TAK / NIE),

• odporność na uderzenia i duże naciski – czy uderzenia i duże naciski mogą pro-wadzić do uszkodzenia części (wgniecenia powierzchni lub zmiana kształtu części) (TAK / NIE),

• stan powierzchni – czy oddziaływanie na część urządzenia, np. poprzez tarcie, jest w stanie niekorzystnie wpłynąć na jakość powierzchni (np.: w przypadku małej chropowatości, powłoki lakierniczej lub galwanicznej) (TAK / NIE),

• współczynnik tarcia pomiędzy orientowanym przedmiotem a prowadnicą (μ) – należy określić współczynnik tarcia materiału części z materiałem elementów urzą-dzenia, które z nią współpracują.

Parametry procesu

Do grupy parametrów procesu można zaliczyć wszystkie dane dotyczące współ-pracy urządzeń ciągu orientującego z linią bądź gniazdem montażowym, takie jak [2]: • wymagana wydajność procesu orientowania (wymagana liczba sztuk orientowanych elementów na godzinę),

• wymagana elastyczność (łatwość dostosowania ciągu orientującego do orientowania różnych części) (duża / średnia / mała),

• przewidywana odległość urządzeń ciągu orientującego od stanowiska montażowego (odległość ostatniego w ciągu urządzenia od pozycji odbioru części przez urządzenie montażowe lub montera).

Opis urządzeń MOD

Wybór urządzeń z bazy danych odbywa się przez porównywanie funkcji ciągu orientującego z możliwościami konkretnego urządzenia. Porównanie to dotyczy rów-nież wszystkich ważnych cech orientowanych części. Istotną sprawą jest zatem opra-cowanie odpowiedniego sposobu opisu możliwości i właściwości urządzeń. Niektóre właściwości powinny być określone również za pomocą punktacji, co może być pomocne w jakościowej ocenie przydatności urządzenia.

Oprócz ogólnych parametrów opisujących urządzenie, niezbędny jest też opis realizo-wanych funkcji na częściach należących do poszczególnych klas geometrycznych.

Podstawowe dane opisujące urządzenia to [2]:

• opis globalnych funkcji urządzenia za pomocą symboli graficznych używanych do opisu ciągu orientującego, lecz z pominięciem wykorzystywanych tam parametrów,

• opis szczegółowy funkcji urządzenia np. za pomocą symboli zawartych w zale-ceniach VDI 2860 [5] (tab. 5.2) oraz szkice poglądowe wyjaśniające istotę funkcjo-nowania urządzenia,

Tabela 5.2. Przykładowe funkcje cząstkowe opisujące proces magazynowania, orientowania i podawania części wg zaleceń VDI 2860 [5]

Symbol Opis rozdzielanie strumienia części na mniejsze strumienie;

łączenie strumieni części;

sortowanie części;

orientowanie – część przechodzi ze stanu, w którym jej orientacja nie jest określona do określonej orientacji, przy czym nie jest brana pod uwagę jej pozycja;

porządkowanie – jest to ruch części z nieokreślonej pozycji i orientacji w określoną pozycję i orientację;

• typy oddziaływań pochodzących od sąsiednich urządzeń, które mogą mieć nieko-rzystny wpływ na funkcjonowanie urządzenia, np.: drgania, pole elektromagnetyczne itp., • oddziaływania pochodzące od danego urządzenia, mogące mieć niekorzystny wpływ na funkcjonowanie współpracujących z nim urządzeń (np. wibracje),

• zasada działania (mechaniczna, pneumatyczna, elektryczna, magnetyczna, elek-tromagnetyczna, optyczna itp.),

• opis trudności w funkcjonowaniu urządzenia, jeśli część orientowana jest elastyczna,

• możliwość uszkodzenia orientowanych części, jeśli nie są one odporne na uderzenia, • możliwość uszkodzenia orientowanych części, jeśli nie są one odporne na wibracje, • możliwość uszkodzenia powierzchni orientowanych części przez wgniecenia (np. duże naciski),

• zakres wielkości współczynnika tarcia o stal orientowanych części, konieczny do prawidłowego funkcjonowania urządzenia,

• zakres wydajności urządzenia; aby wyznaczyć rzeczywistą wydajność urządze-nia, dla konkretnej części i stanu stabilnego, trzeba uwzględnić prędkość podawania pomnożoną przez procent występowania pożądanego stanu stabilnego,

• opis elastyczności urządzenia, charakteryzowany ilością wykonywanych przez nie operacji na częściach należących do różnych kategorii geometrycznych,

• długość drogi lub zakres długości drogi transportu: (A =...[m]),

• objętość przestrzeni magazynowej w przypadku urządzenia magazynującego, • inne parametry charakteryzujące dany rodzaj urządzeń, takie jak: długość skoku siłownika, siła docisku siłownika itp.

Dla każdej funkcji urządzenia powinna być sporządzona tabela, obejmująca wszystkie dopuszczalne kategorie geometryczne części i wszystkie ich stany stabilne (w przypadku urządzeń orientujących – przejścia pomiędzy wszystkimi stanami sta-bilnymi). Tabela powinna zawierać schematyczne rysunki modyfikacji urządzenia, umożliwiające wykonanie założonych czynności.

Oprócz danych koniecznych ze względu na algorytm doboru, baza danych urządzeń powinna zawierać dane identyfikacyjne urządzenia oraz informacje na temat jego eksploatacji, a także jego parametry techniczne, których znajomość jest pomocna przy kompletowaniu ciągów orientujących, planowaniu przestrzennym linii montażo-wych, doborze wyposażenia pomocniczego itd. Należą do nich [2]:

• nazwa urządzenia, • symbol urządzenia, • odmiana lub wielkość, • producent,

• gabaryty urządzenia,

• zasilanie elektryczne (liczba faz, napięcie zasilania, pobór mocy, itp.), • zasilanie z sieci sprężonego powietrza (ciśnienie, wydajność),

• inne parametry techniczne, • data zakupu,

• cena zakupu,

• informacje o przeprowadzonych remontach, • liczba przepracowanych godzin,

• godzinowy koszt eksploatacji, • czy dane urządzenie jest dostępne.

Dobór urządzeń

Dobór urządzeń MOD powinien rozpocząć się od uszczegółowienia najkorzyst-niejszej ścieżki przejścia orientowanej części ze stanu początkowego do wynikowego. Następnie należy przeprowadzić dobór urządzeń i ich wyposażenia poprzez spraw-dzenie ich [2]:

• funkcji globalnych i szczegółowych,

• parametrów związanych z klasą geometryczną części, która ma być orientowana, • zgodności pozostałych parametrów.

W wyniku przeprowadzonej analizy różnych wariantów należy wybrać rozwiąza-nie, które jest optymalne ze względu na przyjęte kryteria oceny. Kryteriami tymi może być: maksymalna niezawodność, niska cena, maksymalne wykorzystanie posiadanych już urządzeń czy też krótki czas realizacji.

5.5. Dokumentacja urządzenia