Martin Ahner, chef för norelem ACADEMY, förklarar fördelarna med att använda standardkomponenter i automatisering och hur detta kan göras genom norelems pick-and-place-automatiserade komponenthanteringstillbehör.

Enkla sätt att införa automatisering i fabriken.

På vägen till effektivitet och kostnadsbesparingar är automation ofta avgörande. Det är nyckeln till att uppnå större flexibilitet och precision i tillverkningen, tillsammans med ökade vinstmarginaler och säkerhet. Idag används automatiserade maskiner för tillämpningar som sträcker sig från montering till förpackning och inspektion.

Robotmarknaden värderades till 39,72 miljarder USD 2019 och förväntas växa med 25,38% från 2020 till 2025 (CAGR), enligt Mordor Intelligence. Tidigare har robotar och automatiserade maskiner i allmänhet setts som dyra investeringar med långsam avkastning, men tillväxten förväntas gå från stora, dyra robotar till mindre så kallade samarbetsrobotar (co-bots). Eftersom 72% av arbetskraften ser automatisering som en teknik som hjälper dem att göra ett bättre jobb så bör tillverkarna överväga att investera i automatiserade maskiner. Ett enkelt och effektivt sätt att göra detta är genom standardkomponenter.

Standardkomponenter är extremt flexibla och tillgodoser många olika krav samtidigt som de minskar komplexiteten. Automatiseringen av en komponentmatning eller komponenthantering kan minska set-up-tiderna och därmed kostnaderna.

I synnerhet automatiserade pick-and-place-tillämpningar är ett enkelt sätt för tillverkare att starta sin automationsresa. Användningen av standardmaterial och fixturer tar bort behovet av att skapa skräddarsydda muttrar och bultar, vilket drastiskt förbättrar tiden det tar att tillverka och implementera.

Utöver detta behöver man inte betala för att någon ska komma in och bygga maskinen i fråga, eftersom man från standardkomponenttillverkare och leverantörer som norelem erhåller material såsom CAD-ritningar, material och monteringsanvisningar som krävs för de valda komponenterna.

Pick-and-place - sätta automation i arbete.

Pick-and-place-maskiner fungerar med en kombination av motorer, linjär- och roterande styrningar och positioneringsenheter, en mätenhet och ett hanteringssystem.

Standardkomponentspecialisten norelem har utvecklat sin egen pick-and-place-maskin med standardkomponenter för att visa hastigheten och flexibiliteten i att designa och bygga en automatiserad lösning.
I denna tillämpning styrs pick-and-place-maskinen av en stegmotor och använder en kuggremsdrivning i kombination med en kulskruvdrivenhet för att transportera komponenter på den horisontella axeln. norelem ville att denna tillämpning också skulle visa transport längs den vertikala axeln och använde därför ett elektriskt positioneringsbord för att mata in komponenter över båda axlarna.

Pneumatiska hanteringsmoduler används sedan för att plocka upp och placera komponenten. Dessa var utrustade med en parallell gripmodul som kan klara upp till 4,7 kg och en roterande modul för att visa griprörelse i en koncentrisk körning. Den fullständiga listan över moduler och komponenter som användes vid utvecklingen av norelems pick-and-place-maskin finns i figur 1 nedan.

Fig 1.

Modul
Komponenter

Kuggremsdrivenhet
Stegmotor Kuggremsprofil HTD
5M
Kuggremsskivor profil HTD 5M

Linjärstyrning
Enheter med fast lagring Enheter med flytande lagring Profilskenor
Kulskruvar rullade med flänsmutter

Positioneringsenheter
Positioneringbord roterande
Positioneringbord

Pneumatiskt hanteringssystem
Parallellgripare Pneumatisk vridmodul
Pneumatiska linjärmoduler med skenstyrning

Positionsmätsystem
Positionsvisare
Magnetremsa
Magnetsensor

Fördelen med att designa en pick-and-place-maskin med standardkomponenter är att den kan konstrueras och implementeras snabbt. Konstruktörer kan också hitta produktkunskap - till exempel finns alla moduler och komponenter i norelems pick-and-place-tillämpning på norelem ACADEMY Training Center.

Design- och tillverkningsprocessen består i att använda CAD-data för att utveckla en funktionell modell av maskinen, som hjälper till att välja vilka komponenter som behöver beställas. Denna process tar vanligtvis en till två dagar. Delar som kräver produktion beställs sedan innan styrsystemet installeras och tas i drift, vilket normalt bara tar två till fyra veckor.

Även med norelem ACADEMY: s online-3D-showroom kan tillämpningen ses virtuellt för att se hur det fungerar.

Planering, förenklad

Automations- och hanteringsuppgifter behöver inte kräva omfattande utvecklings- och designarbete. Speciellt för standardtillämpningar kan den genomsnittliga time-to-market-fasen på cirka tre månader minskas avsevärt med standardkomponenter. Nyckeln är att veta vilka komponenter som behöver användas och korrekt installation - det är här det kan vara bra att arbeta med standardleverantörer av komponenter, som norelem, för rådgivning och support.
 
Standardkomponenter, kortare utveckling

Implementeringen av standardkomponenter inom automationssektorn är ett utmärkt val för små till medelstora produktionslinjer, eftersom det sparar tid och minskar kostnaderna.

En ytterligare fördel med att använda standardkomponenter är service och underhåll. Genom att till exempel välja inbyggda pneumatiska hanteringsmoduler krävs inget underhåll. Vidare kräver användning av kulskruvsdrivenheter bara korrekt smörjning för att uppnå den beräknade livslängden. Slutligen uppstår slitage endast vid fästena på monteringsplattorna på positioneringsborden. I händelse av noggrannhetsfel kan utbytbara bussningar användas.

Uppnå större autonomi med standardkomponenter

Det är ingen tvekan om att tillverkningsföretag nu börjar gå mot ökad automatisering. Med den flexibilitet och korta ledtid som standardkomponenter ger så kan tillverkare investera i automatiserade lösningar utan långa väntetider.

Dessutom minskar behovet av att förlita sig på tredjepartsorganisationer för utbildning eller reparation och service om maskinerna går ner - allt underhåll bör kunna genomföras utan större problem och delar kan enkelt hämtas från leverantören av standardkomponenter. norelem ACADEMY erbjuder effektiv och individuell instruktion med sin egen utbildningsplattform och är utformad för att stödja elever, studenter och specialister med gratis expertföreläsningar om alla aspekter av maskinteknik, inklusive pick-and-place-tillämpningar.

För djupgående produktkunskap hjälper norelem ACADEMY även konstruktörer att förstå produktinnovationer snabbare genom tillämpningsexempel. I mikroinlärningsenheter kan användaren snabbt se all information och exempel på hur produkten också används i praktiken.

För produkter som kräver mer förklaring erbjuder norelem ACADEMY produktutbildning om specifika produkter och standarddelar. Integrationen av standarddelar i konstruktionen är avgörande för en konkurrenskraftig produkt.

För att ta reda på mer om norelem och automation genom standardkomponenter, besök: www.norelem.se