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自动化的高速列车━SuperTrak应用於医疗器械生产
[作者 貝加萊工業自動化]   2020年09月07日 星期一 浏览人次: [2759]

当医疗技术生产商向K&S寻求装配线以生产一种新型流体元件时,K&S为了能够根据所需将工件输送架传输到不同的加工工位,使用贝加莱SuperTrak输送系统长定子线性马达上可独立控制的滑块。



像动车组一样,独立驱动的零组件使得整个产线变得更为灵活机动,这是为什麽K&S的新型装配线采用了来自贝加莱的SuperTrak的原因,这是一种长定子线性马达技术,可以用於灵活的产线配置。



图1 :  K&S现在将能够提供可扩展的装配线,可以适应多种创新医疗技术元件的装配需求。
图1 : K&S现在将能够提供可扩展的装配线,可以适应多种创新医疗技术元件的装配需求。

机器制造商对其供应商的要求越来越高,首要的一点便是高柔性。在现有的机械系统之间以严格时序传输产品的无法满足高柔性的需求,而独立控制的工件输送架(WPC)可以改变这一切。新增的柔性可以为机器制造商及其OEM供应商带来巨大收益。这一点在机器设备制造商K&S的新型装配线上得到了证明,它使用了贝加莱的长定子线性马达输送系统SuperTrak。


在原本已经快要完成的装配线交付日期前,K&S公司销售人员Michael Fritsch和Simone Schuster被使用者告知一项紧急的变更:该系统原本专为生产一种医疗元件而设计并制造,但它还将需要生产另一种医疗技术元件。


柔性是关键

像这样在紧急关头出现变化是在所难免的事情,Fritsch说道:「我们设计的解决方案可以满足每一位客户的需求。但是,由於新装配的产品是全新的,因此这些需求可能会发生意料之外的变化。我们一般在产品的最终规格仍存在许多未知数的时候就开始设计机器。」K&S必须做好充分准备以适应整个专案乃至後续的各种变化。



图2 : 装在滑块上的工件输送架可实现独立控制,这使装配线具有高柔性。
图2 : 装在滑块上的工件输送架可实现独立控制,这使装配线具有高柔性。

K&S公司创始於1990年,最早是一家机床制造商。随着需求的变化以及对柔性的要求越来越高,该公司扩大了业务范围,现在可以提供完整的自动化解决方案。产品包括用於冲孔、折弯、组装、焊接和?焊的各种系统模组。这些模组设计用於具有严格时序的圆形和直线生产线,年产量高达1亿个。K&S还开发了高速进料解决方案和卷带包装机。「我们已经将它们创建为标准化模组,因此可以轻松地对其进行重新布置以添加或去除工序,」Fritsch解释道。


生产和装配线中广泛使用的传统工件机械输送架按照严格的时序设计,这限制了提高柔性的潜力。在这些系统中,系统最大生产能力始终由最慢的加工工位所决定。为了更高产出的生产线进行一次换型,就必须为每一个加工工位元新增另一个机械实体,否则这些加工工位将无法在整个生产周期内以更快的速度运行。在这种情况下,由长定子线性马达驱动的独立控制的工件输送架就为机器设备制造商及其客户提高系统柔性开创了新局面。


图3 : K&S的模组化加工工位与贝加莱的SuperTrak输送解决方案相结合,这使K&S能够对不断变化的客户需求做出灵活地回应。
图3 : K&S的模组化加工工位与贝加莱的SuperTrak输送解决方案相结合,这使K&S能够对不断变化的客户需求做出灵活地回应。

使用SuperTrak提高柔性

当上述医疗技术生产商向K&S寻求装配线以生产一种新型流体元件时,K&S就开始寻找最隹解决方案。为了能够自由地根据需要将工件输送架传输到不同的加工工位,K&S决定使用贝加莱长定子线性马达上可独立控制的滑块,它是基於SuperTrak输送系统。「客户很清楚,他们想要一条能够应对未来挑战的最先进的装配线,」Schuster回忆道。「但是当我们开始开发时,我们仍然不知道它需要装配哪些特定的产品变体。」他们也不清楚机器对装配和质保过程的具体要求是什麽。这意味着,他们将必须在系统中建立足够的柔性,从而能够轻松地适应不同的加工或产出要求。


无需试生产

K&S设计的系统分两个阶段发布。第一阶段旨在满足预期的市场需求,且可选升级至产量翻番。「在这种情况下,生产商通常会使用试生产装配,但这已不再必要。」Fritsch说道。


K&S使用了一个封闭的椭圆形轨道,该轨道由贝加莱SuperTrak系统的两个180度曲线段和八个直线段(每个长1公尺)组成,它们被安装在一个稳定的6米长的机器底座上。这种安装为K&S的约20个标准模组提供了足够的空间。在第一阶段,这些工位中有14个在使用中。


整合防碰撞

装有客制化工件输送架的滑块经过引导,通过围绕在椭圆形轨道周围的加工工位。每个滑块的方向、加速度、速度和目标位置等值全都可以单独程式设计。集成防碰撞可防止滑块彼此直接接触,并确保在加工工位前自动、安全地排队。滑块可以跳过某些加工工位,停在其它工位,或运动至设定工位内的多个位置,从而实现生产不同产品变体或轻松扩展系统的目标。它为客户带来的优势是,这使他们可以在产品生命周期的前几个阶段调整产量。


轻松提高产量

当客户选择为其系统增产时,SuperTrak可以为他们带来更多节省。在许多应用中,只有少数几个工位是对时间要求非常苛刻的。使用SuperTrak,只需要使这些对时间要求非常苛刻的工位加倍,并增加更多滑块━而无需增加机械单元,就可以轻松、快捷地增加产出。机器制造商还可以从SuperTrak的高柔性中获益。如果他们规划了足够的额外空间,那麽他们就可以在项目的任何阶段进行任何必要的更改,而付出的工作量则相对较小。「当我们在最後时刻收到请求,需要为其它产品装备生产线时,我们确实得到了回报。」K&S团队回忆道。他们需要做的仅仅是再增加一些滑块和额外的加工工位而已。



图4 : SuperTrak可以分别定义每个滑块是否以及如何通过每个加工工位。
图4 : SuperTrak可以分别定义每个滑块是否以及如何通过每个加工工位。

最隹化品质保证

K&S利用独立控制的滑块所提供的柔性来提高装配线的可用性。为了保证品质,可定期使用特制的工件模型对检测工位进行检查。在具有牢固连接的工件输送架的系统中,操作员通常必须手动执行此步骤。这意味着会扰乱整个生产过程,因此应尽可能少地进行。在SuperTrak上,工件模型由软体控制,它们会在拾放工位被自动添加到输送架中,然後传输到加工工位进行测试。一旦测试完成,工件模型就会被带回拾放工位,并从生产线中剔除。该系统无需手动干预,因此可用性更隹。


由於使用SuperTrak进行自动测试对生产率的影响微??其微,因此可以更频繁地执行,从而提高过程的可靠性。除此之外,还可以防止有瑕疵的工件对後续生产造成不利影响。它们可以从测试工位直接传输至剔除工位,沿途不会经停任何装配工位。


可靠的合作夥伴

「由於长定子线性马达系统具有众多优势,因此我们以前在其他生产线上会使用它们来传输工件输送架。然而,这是我们首次在医疗器材装配线上使用贝加莱的这种系统。」Fritsch说道。K&S选择贝加莱的原因之一,在於这两种长定子线性马达系统SuperTrak和ACOPOStrak都具有较高的可用性;而产品组合能让创建完美协调的完整解决方案变得更容易,其中可实现将其它运动控制轴与滑块运动相同步等目标。


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