Epästandardisoidun automaation suunnitteluajatukset, joita myös aloittelija ymmärtää｜Hyvästi piirustusten ja arvailujen aika

Räätälöity automaatioSuunnitteluajatukset, joita myös aloittelija ymmärtää｜Hyvästele arvailu ja arvailu

Monilla aloittelijoilla, jotka ovat juuri tulleet mukautetun automaation alalle, on sama ongelma: kun he kohtaavat tilauspyynnön, heidän päänsä menee tyhjäksi, ja he osaavat vain kopioida vanhoja piirustuksia. He eivät pysty aloittamaan suunnittelutyötä, vaikka kyseessä olisi vain yhden tuotteen muutos.

Olen työskennellyt erikoisrakenteiden insinöörinä kolme vuotta, ja rehellisesti sanottuna erikoisrakenteissa ei ole mitään mystiikkaa. Kaikki laitteet suunnitellaan noudattaen vakiintunutta viisivaiheista suunnittelulogiikkaa, ei vaadi syvällistä mekaniikan tuntemusta eikä valtavan määrän vakiokomponenttien ulkoa opettelua. Jopa aloittelija voi ymmärtää ja hallita tämän, ja tutustuttuaan asiaan pystyy laatiakseen ratkaisun itsenäisesti.

Ensinnäkin on oikaistava seuraava väärinkäsitys: räätälöity ratkaisu ei tarkoita mielivaltaista ja sattumanvaraista suunnittelua, vaan se tarkoittaa, että standardimoduulien, vakiosylinterien ja vakiokuljetuslinjojen pohjalta muutetaan mittoja, työvaiheita ja toimintoja asiakkaan tuotteen mukaan, 90 prosenttia rakenteesta koostuu uudelleen käytetyistä vakiokomponenteista, ja vain 10 prosenttia vaatii itse valmistettua työstöä.

Ensimmäinen vaihe: perehdy tuotteeseen perusteellisesti ja ymmärrä kolme perusparametria (80%-aloittelijat kompastuvat juuri tähän vaiheeseen)

Älä missään nimessä ala heti piirtää! Ota ensin asiakkaan tuotemalli, selvitä kolme asiaa ja kirjaa ne muistiin luonnospaperille:

Millaisia ominaisuuksia tuotteella on: onko sen materiaali pehmeää vai kovaa? Muuttuuko se helposti muotoaan? Mitkä ovat mittojen toleranssit? Esimerkiksi muoviosia ei saa tarttua kovalla otteella, alumiiniosien tarttumiseen on käytettävä polyuretaanipehmustetta, eikä ohuita levyjä saa työntää kovalla otteella työntöpiikillä. Monissa laitteissa esiintyy myöhemmin materiaalin juuttumista tai työkappaleiden vaurioitumista, mikä johtuu siitä, että tuotteen materiaalia ei ole tarkastettu etukäteen. Valmistusprosessin vaiheet ovat seuraavat: mitä toimenpiteitä asiakkaan on suoritettava? Ensin syötetään materiaali, sitten suoritetaan kohdistus, sen jälkeen kiinnitys, sitten työstö tai tarkastus ja lopuksi poistetaan valmis kappale. Tätä järjestystä ei missään nimessä saa sekoittaa. Esimerkiksi mittojen tarkastuksessa kohdistus on suoritettava ennen kiinnitystä; kiinnitystä ei saa tehdä ennen kohdistusta, sillä se johtaa suoraan mittojen poikkeamiin. Tuotantokapasiteettivaatimus on: kuinka monta kappaletta asiakas vaatii tuotettavaksi minuutissa? Tuotantokapasiteetti määrää suoraan laitteiston asettelun. Yksipaikkaisessa järjestelmässä riittää, jos minuutissa valmistetaan enintään 5 kappaletta. Jos tuotanto on yli 20 kappaletta minuutissa, on käytettävä kääntöpöytää tai liukuhihnalla varustettua monipaikkaista järjestelmää. Monipaikkaisen järjestelmän sokea käyttöönotto lisää vain kustannuksia.

Alan slangia: Kun tuote on hallussa, ratkaisu on jo puoliksi valmis.

Toinen vaihe: liikkeiden erittely – monimutkaisten työvaiheiden jakaminen yksittäisiksi mekaanisiksi liikkeiksi

Mikä tahansa automaatiolaite voidaan jakaa osiin niin, että lopulta jäljelle jää vain kuusi perusliikettä, eikä seitsemättä ole olemassa. Nämä ovat: nosto, siirto, kierto, kiinnitys, työntö ja kääntö.

Otetaan yksinkertainen esimerkki: laite, jolla kiinnitetään vaahtomuovia matkapuhelimen kuoreen

Alkuperäinen toimintavaihe: tartu sienestä → siirrä se puhelinkotelon päälle → paina alas kiinnittääksesi → vapauta ja palauta alkuasentoon

Purkamisen jälkeen kiinnitys tapahtuu ensin imukupilla, joka tarttuu vaahtomuoviin, minkä jälkeen siirtoliike toteutetaan lineaarimoduulin avulla, nostoliike ohutprofiilisella ilmasylinterillä ja lopuksi moduuli palautetaan alkuasentoon.

Yleisiä vinkkejä aloittelijoille: Kun kohtaat monimutkaisen laitteen, jaa se aina näihin kuuteen vaiheeseen. Älä yritä suorittaa useita vaiheita yhdellä rakenteella, sillä mitä monimutkaisempi rakenne on, sitä helpommin siinä ilmenee vikoja, ja jälkikäteen huolto voi olla erityisen turhauttavaa.

Kolmas vaihe: Valitse ensisijaisesti vakiotuotteita; jos niitä on saatavilla, älä teetä niitä mittatilaustyönä

Aloittelijoiden yleisin virhe on se, että he innostuvat valmistamaan osia itse, koska luulevat omien suunnittelujensa olevan tarkempia. Todellisuudessa epästandardoidussa teollisuudessa pätee kuitenkin sääntö, jonka mukaan vian esiintymistiheys on pienin, toimitusajat lyhimmät ja hinnat edullisimmat, kun standardiosat hankitaan ulkopuolelta.

Alan todellisen tilanteen esittely: Tavallisessa räätälöidyssä laitteessa vakiokomponenttien osuus on 75%, kun taas itse valmistettujen metallilevyjen ja erikoismuotoisten kiinnittimien osuus on vain 25%. Kokeneiden insinöörien 90% ajasta kuluu vakiokomponenttien sijoitteluun, ei piirustusten laatimiseen.

Neljäs vaihe: Tilan järjestely – noudata kolmea kultaista sääntöä

Kun rakenteen valinta on valmis, siirrytään välittömästi koko koneen sijoitteluun. Muista kolme periaatetta, joita voi soveltaa ilman miettimistä, jolloin koneiden välisiä törmäyksiä ei synny.

Järjestely tehdään ylhäältä alaspäin: ylimmällä tasolla suoritetaan toimintoja, joihin kuuluvat tarttuminen ja tunnistus; keskitasolla huolehditaan tuotteiden kulusta; alimmalla tasolla sijaitsevat sähköjohdot ja paineilmalinjat. Putkien ja johtojen ei saa kulkea liikkuvien rakenteiden poikki, ja liikkumavara on oltava vähintään 5 mm. Aloittelijoilla esiintyy erittäin helposti törmäystilanteita. Kaikkien liikkuvien ja kiinteiden osien välille on varattava vähintään 5 mm:n välys. Älä aseta mittoja äärirajoille, sillä asennustoleranssit aiheuttavat väistämättä törmäyksiä. Huollettavuus on asetettava etusijalle. Kuluvat osat, kuten imukupit, anturit ja laakerit, on sijoitettava laitteen ulkopuolelle, jotta ne voidaan vaihtaa ilman laitteen purkamista. Asiakkaan suorittaessa hyväksyntätarkastusta on ensisijaisesti tarkastettava huollon vaikeusaste. Viides vaihe on virheiden sietokyky, joka on aloittelijoiden helpoimmin sivuuttama, mutta elintärkeä suunnittelunäkökohta.

Hyväksytyissä epätyypillisissä laitteissa on ehdottomasti varattava virhetoleranssirakenne, jotta voidaan varautua toimitettujen osien virheisiin: