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Optimierung des Zuführungszyklus von Schneckenversorgungssystemen

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automatisches Schraubenzuführsystem, Schraubenzuführer, Optimierung der Schraubenzuführungszykluszeit

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In automatisierten Schraubenmontageanlagen bestimmt die Zeit, die benötigt wird, um eine Schraube an den Fahrer zu übergeben, direkt den Gesamttakt der Produktion.
Vor allem bei hohem Durchsatz führt eine Zeitersparnis von nur wenigen Millisekunden pro Zyklus zu einem spürbaren Effizienzgewinn.
In diesem Beitrag werden zwei auf Zusammenarbeit basierende Verbesserungen vorgestellt - eine für die Zuführung über große Entfernungen und eine für Schrauben mit kleinem Längen-Durchmesser-Verhältnis -, die den Zyklus durch die Überlappung von Lager- und Bewegungsvorgängen verkürzen und so die Geschwindigkeit der gesamten automatisierten Linie ohne größere Umstrukturierung erhöhen.

1. Verstehen Sie die gewöhnliche lineare Abfolge
Eine herkömmliche "Treiber-Zuführungsrohr-Treibermodul"-Linie führt die folgenden fünf Schritte in strenger Reihenfolge aus:

Die Zuführung liefert die nächste Schraube

Die Schraube fährt durch das Zuführungsrohr

Modul treibt die Schraube an und zieht sie fest

Modul zieht sich zurück und setzt sich zurück

Modul fährt zum nächsten Loch

Wenn die nächste Schraube erst nach Schritt 4/5 in Richtung Nase geblasen wird, wird die Rohrtransitzeit zum reinen Warten, und der Abfall wächst mit der Entfernung.
Das Durchbrechen dieser linearen Begrenzung ist der Schlüssel zu einem schnelleren Zyklus.

2. Zuführung über große Entfernungen: Hinzufügen eines lokalen Puffermoduls
Idee
Fügen Sie direkt neben dem Treibermodul ein kleines "Magazin/Puffer" ein, das einen zweistufigen Pfad bildet:
Einspeisung → Puffer → Treibernase

Während das Modul noch unterwegs ist, wartet im Puffer bereits die nächste Schraube; nach der Ankunft müssen nur noch die letzten paar Zentimeter zurückgelegt werden.

Abfolge mit Überlappung

Modul beendet die aktuelle Schraube

Während des Anziehens bläst die Zuführung die nächste Schraube in den Puffer (Parallelbetrieb)

Modul zieht sich zurück und schaltet auf das nächste Loch um

Während der Bewegung bläst (oder bläst und vakuumiert) der Puffer die vorher gespeicherte Schraube in die Nase

Das Modul kommt mit bereits eingesetzter Schraube an; das Eintreiben beginnt sofort

Ergebnis

Verkürzter Schlagabstand (nur die letzten Zentimeter)

In der Roboterbewegung verborgene Durchlaufzeit

Keine Änderung an der Zuführungs- oder SPS-Hardware - nur die Zeitsteuerung und ein kostengünstiger Puffer werden hinzugefügt

3. Schrauben mit kleinem Längen-Durchmesser-Verhältnis: Schwenkarmantrieb mit eingebautem Puffer
Problem
Schrauben mit einem L/D < 1,6 neigen dazu, sich in der Drei-Wege-Nase zu drehen und zu verklemmen.

Lösung
Verwenden Sie einen Schwenkarmschrauber, dessen Vorschubkanal schwenkbar ist.
Der Arm selbst wirkt wie ein internes Magazin.
Überlappende Reihenfolge

Modul zieht die Stromschraube an

Während des Anziehens bläst die Zuführung die nächste Schraube in den Schwenkarm ein (Vormagazinierung)

Modul zieht sich zurück; die Schwerkraft lässt die vorgespeicherte Schraube direkt in die Nase fallen

Modul fährt zum nächsten Loch und dreht sofort ein

Vorteile

Kein externer Puffer - kompakt und kostengünstig

Kein Verrutschen, da die Schraube im Schwenkkanal gefangen ist

Gleicher Parallellauf wie bei der Langstreckenversion

4. Hinweise zur Implementierung
Bei beiden Systemen bleiben die vorhandenen Feeder, Rohre und Roboter erhalten; es wird lediglich ein kostengünstiger Puffer oder eine Schwenkarmnase aufgeschraubt

Das SPS-Programm wird aktualisiert, um den Befehl "feed-next-screw" mit dem vorherigen Fenster "tighten & move" zu überlappen

Die Zykluszeit wird ohne Einbußen bei der Zuverlässigkeit der Zuführung reduziert

Durch das Ersetzen des traditionellen linearen Flusses durch die "store-while-you-work"-Zusammenarbeit können Hersteller die Taktzeit verkürzen und die Linienkapazität bei minimalen Kosten und Risiken erhöhen.