SMT wprowadza na rynek swoją zintegrowaną maszynę do wkładania i rozszerzania cewek stojana. Nowa architektura sprzętu integruje wkładanie cewek, kontrolowany wewnętrzny transfer stojana oraz rozszerzanie/formowanie uzwojenia w jednej skoordynowanej platformie. Jej cel jest prosty: zmniejszyć liczbę zewnętrznych przekazań między dwoma kolejnymi procesami i uczynić sekcję od wkładania do rozszerzania na linii produkcyjnej silników bardziej zwartą.
Ważnym słowem jest kombinacja. Nie jest to po prostu wkładarka i rozszerzarka umieszczone obok siebie. Dwie strefy procesowe dzielą granicę sprzętu, logikę transferu, sekwencję sterowania i koncepcję oprzyrządowania specyficzną dla projektu. Stojan może zakończyć zdefiniowany etap wkładania i przejść bezpośrednio do rozszerzania/formowania bez ręcznego rozładowania, składowania, reorientacji i załadunku do oddzielnej maszyny – jeśli zakres tego transferu jest uwzględniony w specyfikacji projektu.
Zintegrowana maszyna do wkładania i rozszerzania cewek stojana to zintegrowana platforma sprzętowa, która wykonuje trzy połączone funkcje:
- wkładanie przygotowanej grupy cewek – oraz, jeśli jest uwzględniony, określonego materiału zamykającego szczeliny – do stojana;
- transfer stojana między pozycjami wkładania i rozszerzania/formowania wewnątrz granicy sprzętu; oraz
- rozszerzanie lub formowanie włożonego uzwojenia do geometrii wymaganej przez zatwierdzoną sekwencję procesu.
Ta definicja jest bardziej użyteczna niż nazywanie sprzętu „w pełni automatycznym”. Poziom automatyzacji zależy od pełnego zakresu projektu. Jedna instalacja może wykorzystywać ładowanie i rozładowywanie przez operatora, podczas gdy wewnętrzny proces działa automatycznie. Inna może być połączona z transferem nadrzędnym i podrzędnym. Wybór receptury, identyfikacja stojana, kontrole jakości, kierowanie odrzutów i dane produkcyjne również mogą być konfigurowane na różnych poziomach.
W produkcji stojanów z uzwojeniem rozproszonym, wkładanie cewek to operacja polegająca na przeniesieniu przygotowanej grupy cewek z dedykowanego oprzyrządowania do transferu/wkładania do określonych szczelin stojana. W zależności od procesu, materiał zamykający szczeliny może być przygotowany i włożony w koordynacji z cewkami.
Wkładanie nie jest końcem kontroli geometrii uzwojenia. Uzwojenie musi być pozycjonowane do następnej zatwierdzonej operacji. Rozszerzanie lub formowanie może otwierać, lokalizować i kształtować włożone uzwojenie tak, aby następne wkładanie, układ międzyfazowy, formowanie, połączenie, wiązanie lub etap montażu miał wymagane luzy i geometrię.
W przypadku samodzielnego sprzętu, typowa granica procesu może wyglądać następująco:
- załadować stojan do maszyny wkładającej;
- uruchomić określoną cyklę wkładania;
- rozładować włożony stojan;
- umieścić go w stojaku, tacy, buforze lub uchwycie transferowym;
- przenieść i, jeśli to konieczne, zorientować go ponownie;
- załadować go do maszyny rozszerzającej/formującej; i
- uruchomić określoną cyklę rozszerzania lub formowania.
Każdy etap może być dobrze kontrolowany, ale etapy od trzech do sześciu tworzą zewnętrzne przekazanie. Zakład musi zdecydować, kto przenosi stojan, jak chronione jest uzwojenie, jaki punkt odniesienia jest zachowany, gdzie czeka produkcja w toku, i jak tożsamość produktu podąża za częścią.
Przepływ zintegrowanej maszyny jest krótszy na granicy sprzętu:
- załadować i zidentyfikować stojan zgodnie z zakresem projektu;
- wykonać zdefiniowaną operację wkładania cewek;
- przenieść stojan wewnętrznie w ramach sekwencji maszyny;
- wykonać zdefiniowaną operację rozszerzania/formowania; i
- zwolnić stojan w uzgodnionym stanie końcowym.
Dwie samodzielne maszyny
Koncepcja zintegrowanej maszyny SMT
Specyfikacja projektu musi określać ładowanie, identyfikację, inspekcję, rozładowanie i odzyskiwanie po awarii wokół tej podstawowej sekwencji.
| Punkt porównania | Dwie samodzielne maszyny | Zintegrowana maszyna do wkładania-rozszerzania |
|---|---|---|
| Granica procesu | Dwie niezależne cykle | Jedna skoordynowana granica sprzętu |
| Transfer | Obsługa zewnętrzna lub oddzielna automatyzacja | Transfer wewnętrzny uwzględniony w sekwencji maszyny |
| Pośrednia produkcja w toku | Może wymagać stojaka, tacy, bufora lub przenośnika | Może być zmniejszona między tymi dwoma operacjami |
| Punkt odniesienia/orientacja | Musi być przywrócony w drugiej maszynie | Może być zarządzany poprzez wspólny koncept transferu |
| Sterowanie/odzyskiwanie | Błędy izolowane przez maszynę | Odzyskiwanie po wkładaniu, transferze i rozszerzaniu musi być skoordynowane |
| Układ | Dwie obudowy maszyn plus obszar przekazania | Jedna zintegrowana obudowa, podlegająca dostępowi i zabezpieczeniom |
| Zmiana konfiguracji | Dwa niezależne ustawienia | Skoordynowane oprzyrządowanie, receptura i plan walidacji |
| Dostępność | Jedna maszyna może działać, podczas gdy druga jest wyłączona | Wspólna platforma dzieli większą część granicy dostępności |
Żadna kolumna nie jest uniwersalnie lepsza. Zintegrowana architektura jest cenna, gdy dwa procesy są technicznie kompatybilne, a przekazanie stanowi rzeczywiste ograniczenie układu, pracy, jakości lub przepływu.
Argument dotyczący zajmowanej powierzchni zaczyna się od tego, czego linia już nie potrzebuje jako oddzielnych elementów – a nie od ogólnego procentu.
Dwie samodzielne maszyny zazwyczaj wymagają dwóch obudów sprzętu. Każda może również potrzebować własnego stanowiska operatora, interfejsów zabezpieczeń, trasowania elektrycznego/pneumatycznego/hydraulicznego, strefy serwisowej, luzu załadunkowego i przestrzeni do składowania. Przekazanie między nimi może wymagać przejścia, stojaka, wózka, przenośnika, zasięgu robota lub bufora.
Zintegrowana platforma może skonsolidować część tej architektury:
- jedna wspólna struktura maszyny zamiast dwóch w pełni niezależnych ram;
- wewnętrzna ścieżka transferu zamiast oddzielnej strefy przekazania;
- mniej pośrednich pozycji składowania między wkładaniem a rozszerzaniem;
- skoordynowany interfejs operatora lub automatyzacji;
- wspólna logika sterowania i statusu dla połączonej sekwencji; i
- ujednolicona relacja układu między dwoma punktami odniesienia procesu.
Włożone uzwojenie może być podatne na niekontrolowany kontakt, przemieszczenie wyprowadzeń lub niespójne podparcie podczas ruchu. Przeniesienie przekazania do wnętrza granicy sprzętu może zmniejszyć liczbę razy, gdy stojan jest ręcznie podnoszony, odkładany, obracany i ponownie lokalizowany.
Jest to okazja do projektowania, a nie gwarancja jakości. Wewnętrzny uchwyt i ścieżka transferu nadal muszą chronić uzwojenie, zachować zatwierdzony punkt odniesienia, wykryć błąd ładowania i obsłużyć nienormalne zatrzymanie bez przeciągania lub ściskania cewek.
W przypadku dwóch maszyn zespół produkcyjny potrzebuje zasady dla pośredniego stanu części: wkładanie zakończone, oczekiwanie na rozszerzenie, zachowana tożsamość produktu, potwierdzona prawidłowa orientacja i brak uszkodzeń spowodowanych niezatwierdzoną obsługą.
W przypadku skoordynowanej platformy stan ten może być zarządzany w ramach jednej sekwencji. Kontroler może wiedzieć, czy stojan jest przed wkładaniem, po wkładaniu, w trakcie transferu, na stanowisku rozszerzania, czy gotowy do zwolnienia. Jeśli projekt obejmuje identyfikację części i przechowywanie wyników, ten sam stan może być odzwierciedlony w zapisie produkcyjnym.
Samodzielne stacje są często rozłączane przez tace lub stojaki. Rozłączenie może być przydatne: jedna stacja może działać, podczas gdy druga jest niedostępna. Tworzy również zapasy między operacjami i może ukrywać niezrównoważenie.
Transfer wewnętrzny może przenieść stojan bezpośrednio do następnej operacji, zmniejszając potrzebę pośredniego składowania. Kompromisem jest ściślejsze sprzężenie. Jeśli stacja rozszerzania jest niedostępna, strona wkładania również może nie być w stanie zwolnić swojej części. Strategia buforowania i obejścia powinna być podejmowana świadomie, a nie zakładana.
Zintegrowana maszyna nie jest właściwym rozwiązaniem tylko dlatego, że zakład może zmieścić jedną w mniejszym prostokącie.
Jeśli transfer cewek, oprzyrządowanie do wkładania, przygotowanie drutu lub geometria rozszerzania nie są możliwe w samodzielnym sprzęcie, umieszczenie etapów pod jedną obudową nie usunie pierwotnej przyczyny. Integracja powinna nastąpić w ramach zdefiniowanego okna procesowego.
Wewnętrzne przekazanie może wyeliminować czas transferu zewnętrznego, ale łączna wydajność nadal zależy od czasu wkładania, czasu rozszerzania, logiki sekwencji, ładowania, rozładowywania, ruchu narzędzi, inspekcji, uzupełniania i odzyskiwania po awarii.
Porównaj czas cyklu na tej samej granicy. „Wkładanie zakończone” nie jest równoważne z „zwolniony rozszerzony stojan”. Komercyjne porównanie powinno wykorzystywać warunek, który ma znaczenie dla linii.
Więcej funkcji w jednej platformie oznacza więcej interfejsów do inspekcji: napęd i oprzyrządowanie do wkładania, mechanizm transferu, czujniki, oprzyrządowanie do rozszerzania/formowania, zaciski, media, sterowanie, osłony i blokady dostępu. Dobre diagnostyka może uprościć rozwiązywanie problemów, ale wspólny sprzęt może również skoncentrować czas przestoju.
Zespoły konserwacyjne powinny przeglądać dostęp, punkty podnoszenia, demontaż narzędzi, izolację energii zmagazynowanej, strategię części zamiennych, odzyskiwanie ręczne i bezpieczne dysponowanie stojanem zatrzymanym między stanowiskami. Projekt elektryczny dla maszyn i skoordynowanych grup sprzętu również wymaga zdefiniowanej granicy.
Niektóre produkty mogą wymagać innego oprzyrządowania do rozszerzania, powtarzających się sekwencji wkładania/rozszerzania, specjalnego zarządzania wyprowadzeniami, inspekcji ręcznej lub kolejności procesów, której integracja nie jest opłacalna. Elastyczna zintegrowana platforma nadal ma zweryfikowany zakres produktów.
Maszyna powinna być wybierana z macierzy produktów, a nie z najlepiej wyglądającego przykładowego stojana.
Podaj pełną rodzinę – nie tylko rysunek nominalny. Potwierdź średnicę zewnętrzną/wewnętrzną stojana, długość stosu, liczbę szczelin, geometrię szczelin, stan izolacji, szczegóły drutu/przewodnika, układ grupy cewek, pozycję wyprowadzeń, zwis uzwojenia, sekwencję wkładania i wymagany materiał zamykający szczeliny.
Określ, jak przybywa grupa cewek i stojan, co ładuje operator lub system nadrzędny, jakie materiały są przygotowywane automatycznie i jakie dowody oznaczają zakończenie wkładania.
Określ geometrię, która musi zostać osiągnięta, punkty odniesienia, dopuszczalne odchylenia, luz dla następnego procesu, wymagania dotyczące ochrony drutu oraz pomiar lub wzorzec używany do akceptacji.
Podaj, co musi pozostać kontrolowane między operacjami: orientacja kątowa, podparcie osiowe, kierunek wyprowadzeń, odniesienie uchwytu, tożsamość produktu i ochrona uzwojenia.
Wymień ładowanie, identyfikację, wybór receptury, wkładanie, transfer, rozszerzanie, inspekcję, kierowanie odrzutów, rozładowywanie, wymianę danych, uzupełnianie materiału i interwencje operatora. Przypisz każde zadanie operatorowi, maszynie lub zewnętrznemu systemowi linii.
Użyj jednej definicji dla każdego dostawcy: na przykład, od prawidłowo załadowanego stojana do zwolnionego rozszerzonego stojana, w tym normalny transfer wewnętrzny. Określ, czy zmiana konfiguracji, uzupełnianie, inspekcja próbna, drobne zatrzymania i praca operatora są uwzględnione w modelu wydajności.
Potwierdź części zamienne, przechowywanie, identyfikację, punkty regulacji, walidację pierwszego elementu, oczekiwany sposób dostępu, pomoc w podnoszeniu, sterowanie recepturą i kto jest właścicielem rysunków i strategii części zamiennych.
Określ reakcję na przeciążenie wkładania, przemieszczenie drutu, niekompletną operację klina/zamykania szczeliny, błąd transferu, nieprawidłową orientację, błąd rozszerzania, awarię czujnika, przerwę w zasilaniu i stojan zatrzymany między strefami procesu.
Przejrzyj ocenę ryzyka specyficzną dla projektu, osłony, dostęp, izolację energii, tryb ręczny, tryb odzyskiwania, luz serwisowy, ergonomię, zakres elektryczny, dokumentację i wymagania rynku docelowego. Nie zakładaj zgodności na podstawie słowa „zintegrowany”.
Test akceptacji w fabryce (FAT) nie powinien ograniczać się do czystego automatycznego cyklu na łatwej próbce. Powinien zademonstrować uzgodnioną granicę sprzętu z reprezentatywnymi produktami i zdefiniowanymi dowodami.
Przydatne scenariusze FAT obejmują:
- normalne wkładanie, transfer wewnętrzny i rozszerzanie/formowanie;
- każda zatwierdzona zmiana produktu/oprzyrządowania;
- potwierdzenie pierwszego elementu po zmianie konfiguracji;
- kontrolowana awaria jakości i prawidłowe dysponowanie;
- przerwana cyklę i odzyskiwanie ze stanem stojana w każdym stanie wewnętrznym;
- uzupełnianie materiału i normalne zadania operatora;
- komunikaty o błędach i dostęp do diagnostyki;
- ciągłość identyfikacji części i zapisu wyników, jeśli są uwzględnione;
- powtarzalna produkcja przy użyciu uzgodnionej definicji czasu cyklu; i
- bezpieczny dostęp i operacje konserwacyjne w ramach dostarczonego zakresu.
Zapis akceptacji powinien oddzielać surowe cykle maszynowe od zaakceptowanych stojanów. Jeśli do udowodnienia celu rozszerzania wymagany jest pomiar, zdefiniuj wzorzec, metodę, próbkowanie, tolerancję i własność przed FAT.
Zintegrowana maszyna SMT do wkładania i rozszerzania cewek stojana łączy dwie połączone operacje montażu uzwojeń w jedną skoordynowaną platformę sprzętową. Bezpośrednią wartością inżynieryjną jest prostszy przepływ od wkładania do rozszerzania: mniej zewnętrznych przekazań, mniejsza szansa na pośrednią produkcję w toku i bardziej zwarta architektura linii.
Najsilniejsze projekty potraktują tę zwartość jako ćwiczenie projektowe systemu. Kompatybilność produktu, oprzyrządowanie, punkt odniesienia transferu, odzyskiwanie, konserwacja, bezpieczeństwo, definicja cyklu i dowody akceptacji nadal decydują o tym, czy zintegrowana architektura działa zgodnie z przeznaczeniem.
Produkt jest obecnie wprowadzany na rynek. Ostateczna konfiguracja, wydajność, zastosowanie i układ pozostają przedmiotem macierzy produktów klienta i potwierdzonych dokumentów technicznych SMT.
Jest to jedna platforma sprzętowa, która łączy wkładanie cewek, kontrolowany wewnętrzny transfer stojana oraz rozszerzanie/formowanie uzwojenia. Ładowanie, rozładowywanie, inspekcja, identyfikacja i połączenie z linią zależą od zakresu projektu.
Rozszerzanie/formowanie ustawia włożone uzwojenie w geometrii wymaganej przez zatwierdzony następny etap. Dokładna metoda i cel zależą od stojana, układu cewek, oprzyrządowania, zachowania drutu i procesu podrzędnego.
Może wyeliminować drugą obudowę samodzielnej maszyny i oddzielny interfejs transferu. Netto oszczędność miejsca nadal musi być potwierdzona na układzie gotowym do serwisu, który obejmuje osłony, otwieranie drzwi, konserwację, przepływ materiałów, media i dostęp bezpieczeństwa.
Niekoniecznie. Transfer wewnętrzny może wyeliminować przekazanie zewnętrzne, ale wydajność nadal zależy od obu czasów procesów, ładowania, rozładowywania, inspekcji, uzupełniania, logiki sekwencji i odzyskiwania po awarii. Porównuj dostawców, używając tej samej granicy cyklu.
Nie ma uniwersalnej maszyny pasującej do każdego stojana. Zastosowanie zależy od kompletnej macierzy produktów, sekwencji wkładania, celu rozszerzania, oprzyrządowania, obsługi, planu jakości i wymagań dotyczących zmiany konfiguracji.
Udowodnij pełną uzgodnioną granicę – nie tylko nieprzerwany cykl automatyczny. Przetestuj zmianę konfiguracji produktu, normalną pracę operatora, awarie jakości, przerwania cyklu, odzyskiwanie stanu wewnętrznego, funkcje bezpieczeństwa i wymagane dowody wydajności/geometrii.
