Razvoj avtomata za montažo
zvitkov kondenzatorja
Janez BENEDIK
Pri razvoju avtomata za montažo zvitkov je bilo potrebno uporabiti »nizkocenovne«, zanesljive rešitve, ki smo jih lahko izdelali sami. Kupili smo samo tiste sestavne dele, ki se jih v specifičnih ekonomskih pogojih v Sloveniji res ni izplačalo ali jih ne moremo izdelati doma.
■ 1 Uvod
Naročilo za projekt je prišlo v času hudega pomanjkanja dela. Izpogaja-na cena je bila prenizka za normalne okoliščine.
Naročnik je pričakoval napravo z »računovodskim« ciklom 2 sekundi za kos. Po naših ocenah je 2-sekund-ni takt prekratek za nivo tehnike, ki ga uporabljamo, še posebej, ker je bilo za izvedbo projekta na voljo relativno malo časa.
Naročnika smo prepričali, da je z vidika varnosti projekta in proizvodnje bolje, da uporabimo dve enaki napravi in podaljšamo takt na 4 sekunde, kar je za nivo in cenovni razred tehnike, ki ga uporabljamo, varnejša rešitev. Poleg podaljšanja takta je bistvena prednost dveh naprav še večja prilagodljivost proizvodnje (več različnih izdelkov zahteva spremembe nastavitev), manjše pa je tudi tveganje morebitnih zastojev.
Dve enaki napravi sta prednost tudi za izdelovalca naprave: ker so skoraj vsi moduli skonstruirani in izdelani doma:
•	manipulator za prelaganje,
•	krožni dodajalnik,
Janez Benedik, univ. dipl. inž., DTA44, d. o. o. Bled, Bled
•	Z-os robota s kleščami,
•	vsa vpenjala in ostali spremljajoči deli,
je z vidika ekonomike ključno, da izdelamo dva enaka dela, saj razvoj in izdelava le enega nista gospodarna.
■ 2 Obdelovanec
Slika 1. Zvitek
Obstajata dve različni višini zvitkov in množica različnih premerov, od D = 19 do 28 mm premera. Na na-zivni premer zvitka ima velik vpliv tudi toleranca debeline papirja, saj se
pri nekaj 100 ovojih premer znatno spremeni.
■ 3 Krožni dodajalnik
Slika 2. Zvitki z oblikovanimi kontakti, zloženi v okvir
Slika 3. Krožni dodajalnik
Krožni dodajalnik je skonstruiran in izdelan »doma«. Posebnost tega do-dajalnika je ravna rotirajoča plošča (ni vibracijski dodajalnik), ki s pomočjo usmerjevalnih elementov pripelje ob-delovance na točno določeno mesto, od koder jih pobira manipulator.
■ 4 Dvoosni manipulator za prekladanje zvitkov
Slika 4 prikazuje dvoosni manipulator, ki preklada zvitke iz krožnega dodajal-nika na indeksno mizo. Ker je zvitek mehek, morajo biti prijemala klešč štiritočkovna, sila klešč pa nastavljiva oziroma čim manjša - le tolikšna, da zvitek ne pade iz klešč. Klešče so univerzalne za vse premere zvitkov.
Zvitki se navijajo na navijalnih strojih in nakladajo na pladnje za tran-
Slika 4. Dvoosni manipulator
sport zvitkov od navijalnih strojev do montaže. Zaradi občutljivosti kontaktov na zvitkih morajo biti zvitki med transportom v pokončni legi. Pokončni položaj zvitkov zagotavlja, da se kontakti med transportom ne skrivijo oziroma poškodujejo. Kontakti so izdelani iz 0,03 mm debele pokositrane medenine. Zato so tudi pri avtomatiziranem postopku zvitki v pokončnem položaju.
■	5 Indeksna miza
Indeksna miza ima 8 postaj in je proizvod firme Weiss (Vial).
■	6 Vpenjalo
Slika 5 prikazuje vpenjalo, ki je sestavljeno iz pozici-onirne puše (zgornji del), ohišja, kolesa za vrtenje ter dvižnega droga (spodaj).
Zaradi velikega števila različnih premerov zvitkov je bilo potrebno izdelati vpenjala z različnimi izmen-ljivimi pozicionir-nimi pušami.
■ 7 Enota za upogibanje in ravnanje kontaktov
Glavni del enote za upogibanje kontaktov je pinola z vzmetnimi prsti, ki prepognejo kontakte iz centra navzven.
Vzmetni prsti naležejo na zvitek, ga po potrebi potisnejo na dno vpenjala ter končno razprejo prste in prepognejo kontakte.
Slika 7. Enota za ravnanje kontaktov
Slika 7 prikazuje enoto za ravnanje kontaktov, ki kontakte dodatno poravna v vodoravno lego.
■ 8 Enota za orientacijo in kontrolo zvitkov
Slika 5. Vpenjalo Ventil 17 /2011/ 1
Slika 6. Enota za upogibanje kontaktov
Slika 8. Orientacija in optična kontrola zvitkov
Pri izdelavi enote za orientacijo in kontrolo zvitkov sta bili dve možnosti:
•	sistem fotocelic z mehanizmom za nastavljanje,
•	TV-kamera.
Odločili smo se za enostavno TV-kamero, ki je povezana s pogonom za rotacijo zvitka. Zvitek se vrti. Ko so kontakti v zahtevani legi, kamera zaustavi vrtenje. Kamera je izdelek firme Cognex, dobavo in instalacijo je izvedla firma Tiptech. Kamera se je izkazala za zelo prilagodljivo in zanesljivo rešitev.
Zvitki, ki jih kamera iz kateregakoli razloga ne more orientirati, gredo v izmet. Ti zvitki se potem ročno zložijo po stari tehnologiji.
■ 9 Enota za ploščenje in zlaganje zvitkov
Slika 9. Dvoosni robot s kleščami
Slika 9 prikazuje robot X-Y s pnevmatično Z-osjo, z dvema višinama in kleščami. Klešče s podaljšanim hodom so izdelek firme SMC.
Ko je zvitek orientiran, ga na naslednji postaji dvignemo iz pozicionir-ne puše, klešče istočasno primejo zvitek, ga sploščijo in prestavijo na montažno ploščo, kjer je že postavljen prazen okvir za zvitke.
■ 10 Zlaganje zvitkov v okviru
Slika 10 prikazuje nihajno mizo z dvema montažnima ploščama. Na ploščo, ki je trenutno v srednjem položaju, robot naklada zvitke.
Vrstice z zvitki so razmaknjene za razdaljo, ki je potrebna, da se klešče robota odprejo, ne da bi pri tem podrle sosednje zvitke.
Med vrstice zvitkov po programu vstavljamo prečne pregrade, ki so potrebne, da se stolpec z zvitki pri stiskanju ne ukloni - o tem v naslednjem poglavju.
Na montažni plošči, ki je trenutno v stranski legi, levi ali desni, delavec ročno dokonča okvir. Zato potrebujemo dve stiskalnici okvirov, o tem v poglavju 1 3.
■ 11 Dodajanje pregrad
Slika 12. Okvir z zvitki (spodnja prečka s stojnima vijakoma, dve vmesni pregradi in zgornja prečka z dvema maticama)
Prvotno so bili okviri namenjeni za ročno delo in morebitne geometrijske nepravilnosti niso bile moteče. Pri avtomatiziranem postopku smo se morali čim bolj prilagoditi obstoječemu stanju, saj ima investitor preko 1000 okvirov in bi bila zamenjava le-teh prevelik strošek.
■ 13 Zapiranje okvirov
Slika 11. Dodajanje pregrad v okvir
Slika 11 prikazuje zalogovnik s pregradami in čelo pehala, ki je opremljeno z elementi za pozicioniranje pregrade, s senzorjem za zaznavanje le-te in vakuumskim prijemalom. Pregrade so zložene v zalogovniku, od koder jih mehanizem dodaja na čelo pehala.
Ko je na montažni mizi ustrezno število vrstic zvitkov, jih pehalo rahlo stisne, obenem pa še vstavi pregrado po programu.
■ 12 Okviri
Zgradba okvira je razvidna s slike 12.
Slika 10. Nihajna miza z dvema montažnima ploščama
Slika 13. Enota za stiskanje okvira - stiskalnica
Slika 13 prikazuje čelo stiskalnice z opremo (zatičema za pozicioniranje prečke, senzorjem ter vakuumskim prijemalom).
Delavec ročno vstavi prečko na po-zicionirna zatiča. Če je prečka pravilno pozicionirana, jo vakuumsko prijemalo prime.
Delavec z dvoročnim vklopom sproži stiskalnico, ki z nizkim tlakom natakne prečko na stojna vijaka, tako da naleže na zvitke. S ponovnim aktiviranjem dvoročnega vklopa stisne zvitke z visokim tlakom ter ročno privije matici.
iz prakse za prakso
Delavec končno sname polni okvir iz I^HT vpenjalne plošče ter vstavi praznega. ^B
■	14 Izmet neorientiranih zvitkov
Slika 14 prikazuje enoto za odpiho-vanje neustreznih zvitkov v izmet. V ta namen smo uporabili hitroizpustni ventil in temu prilagojen rezervoar zraka.
Celotna uporabljena pnevmatika na projektu je proizvod podjetja Hypex, ki se je izkazala za cenovno najugodnejšo, robustno in zanesljivo.
■	15 Zaključek
Obljubljeni takt 4 sekunde za kos Slika 14: Odpihovanje neustreznih zvitkov smo presegli: končni takt je bil 2,72,8 sekunde za kos oziroma 7 minut Investitor uporablja eno napravo gost, na drugi napravi pa zloži vse za okvir (140-180 zvitkov).	samo za tip zvitka, ki je najbolj po- ostale tipe zvitkov.	■
DOZIRNA TEHNIKA IN
AVTOMATIZACIJA d.o.o.
DTA44 d.o.o Bled Mladinska cesta 9 4240 Bled
Web: www.dta44.com E-mail: dta44&jsiol.net Tel: (+386) 04 531 63 30
Doziranje 1 in 2 komponentnih medijev