DI CHUYỂN LINH KIỆN HIỆU QUẢ VÀ THÚC ĐẨY ĐỔI MỚI

Gấp đôi số lượng biến thể sản phẩm với thời gian thiết lập giảm một nửa – đó là thành quả mà nhà sản xuất máy móc chuyên dụng Harrandt đạt được khi tái thiết kế các dây chuyền đo lường, kiểm tra và lắp ráp của mình. Trọng tâm của giải pháp mới sáng tạo này là hệ thống vận chuyển dựa trên công nghệ động cơ tuyến tính dài SuperTrak của B&R.

Độ chính xác là yếu tố then chốt

"Thoạt nhìn, piston động cơ có vẻ hoàn toàn tròn và khá bền," ông Samy Alain Song, Trưởng phòng Sáng tạo và Điện tử tại Feinwerktechnik Otto Harrandt GmbH cho biết, "nhưng trong quá trình lắp ráp, chúng phải được xử lý cực kỳ chính xác và cẩn thận."

Việc đáp ứng các yêu cầu cốt lõi này khi thiết kế dây chuyền lắp ráp piston ngày càng trở nên khó khăn hơn do bản thân piston cũng không ngừng phát triển. Ví dụ, các nhà sản xuất ô tô tìm cách chế tạo động cơ hiệu quả hơn nên độ dày của các vòng được lắp trên piston đã giảm một nửa trong thập kỷ qua. Khi các vòng piston mỏng hơn và khó xử lý hơn, việc duy trì sự ổn định của quy trình sản xuất 24/7 trở thành thách thức thực sự. "Ngay cả sai lệch nhỏ nhất trong quá trình lắp ráp cũng có thể dẫn đến vấn đề về chất lượng," Song nhấn mạnh.

Đó là lý do tại sao các chuyên gia của Harrandt đã tỉ mỉ phát triển và liên tục cải tiến từng bước trong quy trình lắp ráp và kiểm tra piston, từ đo piston với độ chính xác đến từng micron cho đến lắp các vòng piston và ép các chốt piston vào vị trí.

Samy Alain Song, Trưởng phòng Đổi mới và Điện tử, Harrandt:
"Hệ thống dựa trên SuperTrak mang đến cho chúng tôi cơ hội chuyển giao kiến thức về quy trình và tự động hóa mà chúng tôi đã đạt được trong lĩnh vực lắp ráp piston sang các thị trường hiện tại và mới."

Trên dây chuyền lắp ráp truyền thống, piston được vận chuyển từ trạm này sang trạm khác trên các băng tải được dẫn động bằng dây đai hoặc xích (băng tải được dẫn động bằng dây đai hoặc xích). "Các hệ thống này là giải pháp tiết kiệm chi phí nhất cho sản xuất số lượng lớn, chúng rất ổn định và đáng tin cậy," Song giải thích. "Đối với các lô hàng lớn, việc cần tương đối nhiều linh kiện thay đổi cho tối đa 30 biến thể piston và thời gian chuyển đổi trung bình khoảng một giờ rưỡi không là vấn đề đáng kể. Tuy nhiên, phân tích chi phí lại hoàn toàn khác đối với các chu kỳ sản xuất chỉ vài nghìn đơn vị, vốn đã phổ biến hiện nay." Những chu kỳ sản xuất nhỏ hơn này - một phần do quá trình chuyển đổi sang xe điện - đòi hỏi các tùy chọn sản xuất linh hoạt hơn với ít bộ phận thay đổi hơn và thời gian chuyển đổi ngắn hơn.

Linh hoạt hơn với hệ thống vận chuyển mới

Để phục vụ tốt hơn nhu cầu của người dùng hiện nay với các đợt sản xuất ngắn hơn, Harrandt đã phát triển một cách tiếp cận hoàn toàn mới cho các dây chuyền lắp ráp của mình. Dây chuyền đầu tiên hoàn thành theo khái niệm mới này sản xuất piston hai thì. Nó cho phép người dùng đo lường, kiểm tra và lắp ráp 65 loại piston khác nhau với thời gian chuyển đổi chỉ từ 20 đến 30 phút. Không những thế, nó còn giảm đáng kể diện tích sử dụng.

Dây chuyền lắp ráp của Harrandt được sắp xếp xung quanh một hệ thống đường ray hình oval, với các đoạn thẳng bao gồm hai đoạn dài một mét mỗi đoạn. Dọc theo các đoạn thẳng này, các kỹ sư của Harrandt đã bố trí tổng cộng mười trạm.

Trên các đoạn thẳng hai mét ở phía trước của dây chuyền, có bảy trạm đo lường và lắp ráp. Ở phía đối diện của hệ thống đường ray hình oval, các kỹ sư của Harrandt đã đặt một trạm nạp và một trạm dỡ hàng, cũng như một trạm hiệu chuẩn ở giữa cho 12 đến tối đa 16 xe vận chuyển. Nhờ hệ thống vận chuyển mới, các dây chuyền mới của Harrandt chỉ chiếm một nửa diện tích so với các dây chuyền trước đó với cùng số lượng trạm và đạt được cùng sản lượng, theo như quản lý phát triển báo cáo một cách tự hào.

Giữ những gì tốt nhất, đổi mới những phần còn lại

"Đối với thế hệ dây chuyền lắp ráp mới, chúng tôi đã có thể sử dụng các trạm đo lường và lắp ráp từ các dây chuyền cao cấp của chúng tôi gần như không thay đổi. Điều này có nghĩa là khách hàng của chúng tôi có thể mong đợi độ chính xác, sự ổn định và chu kỳ 7 giây giống như những dây chuyền mạnh nhất trước đó. Mặt khác, nó đã cho phép chúng tôi tập trung vào tất cả các khả năng mới mà SuperTrak mang lại," ông Song bổ sung.

Harrandt cũng giữ lại hệ thống điều khiển cho các quy trình lắp ráp, thêm vào đó một bộ điều khiển B&R cho hệ thống SuperTrak. Giải pháp điều khiển này cung cấp truyền dữ liệu tốc độ cao mà Harrandt cần cho việc giám sát và truy xuất nguồn gốc liên tục của 12 (hoặc tùy chọn là 16) xe vận chuyển. Các xe vận chuyển cũng có thể được di chuyển đến bất kỳ vị trí nào qua phần mềm với độ lặp lại ±0,01 mm. Kết quả là, các piston có kích thước khác nhau có thể được căn chỉnh sao cho đường bao luôn dừng ở cùng một vị trí.

Harrandt đã tận dụng sự linh hoạt này để phát triển một giá đỡ sản phẩm đa năng cho các sản phẩm hình trụ hoặc hình hộp có thể chứa nhiều kích thước piston khác nhau. Điều này đã dẫn đến việc giảm đáng kể số lượng các bộ phận thay đổi và thời gian cần thiết cho việc chuyển đổi.

SuperTrak cũng cho phép tốc độ vận chuyển cao hơn và các bước xử lý chậm hơn có thể được phân phối qua nhiều trạm giống hệt nhau để duy trì thời gian chu kỳ nhanh hơn tổng thể. Điều này có thể thực hiện được vì các xe vận chuyển có thể đơn giản đi qua các trạm không cần thiết mà không dừng lại.

Mở rộng linh hoạt, bảo trì dễ dàng

Nếu cần thêm các trạm xử lý, SuperTrak cũng giúp Harrandt dễ dàng thêm chúng vào. Ông Song chỉ ra: "Một mặt, chúng tôi có thể bố trí thêm các trạm bên trong hình oval và thực hiện xử lý trong không gian còn lại trên các đoạn cong. Phân tích nội bộ của chúng tôi đã xác nhận rằng SuperTrak có thể đáp ứng yêu cầu về độ lặp lại của chúng tôi ở bất kỳ vị trí nào dọc theo đường ray, thậm chí trong các đoạn cong. Mặt khác, việc mở rộng hệ thống bằng cách thêm các đoạn thẳng cũng tương đối dễ dàng, mỗi đoạn có thể chứa hai hoặc ba trạm xử lý bổ sung. Với dây chuyền truyền thống, việc mở rộng như vậy chỉ có thể thực hiện được với chi phí lớn và diện tích tăng đáng kể. Bảo trì cũng dễ dàng hơn với SuperTrak. Với một công cụ đặc biệt, các xe vận chuyển có thể dễ dàng được tháo ra và thay thế để bảo trì. Thậm chí các đoạn đường ray cũng có thể dễ dàng tháo ra và thay thế, giữ cho thời gian dừng bảo trì ở mức tối thiểu.

Giảm thiểu rủi ro đầu tư

Trong quá trình phát triển dây chuyền mới, Harrandt đã giảm thiểu rủi ro theo nhiều cách. Trước hết, có sự linh hoạt trong thiết kế đạt được với SuperTrak, kết hợp với quyết định giữ lại các giải pháp phần cứng và phần mềm đã được chứng minh trong các trạm xử lý.

Hơn nữa, khả năng mô phỏng chuyển động của hệ thống đường ray đã mang lại cho các nhà quản lý của Harrandt sự yên tâm ngay từ giai đoạn lập kế hoạch. "Việc mô phỏng đã giúp chúng tôi tự tin rằng chúng tôi đang đi đúng hướng về mặt kỹ thuật. Nó giúp giảm rủi ro mà công nghệ mới mang lại, cả cho chúng tôi và cho khách hàng của chúng tôi," ông Song nói. Harrandt cũng dự định sử dụng chức năng mô phỏng để chứng minh khả năng và hiệu suất cho khách hàng trong giai đoạn đấu thầu cho các dây chuyền mới.

Không chỉ các khách hàng đang tìm kiếm dây chuyền lắp ráp piston hiệu quả mới sẽ hưởng lợi từ cách tiếp cận mới của Harrandt. Khái niệm mới dựa trên SuperTrak của Harrandt cung cấp cho họ cơ hội áp dụng tất cả kiến thức quy trình và tự động hóa mà họ đã đạt được trong lĩnh vực lắp ráp piston sang các thị trường khác.

Nguồn: https://www.br-automation.com/en/news/blog/moving-workpieces-and-driving-innovation/