Návrh transportního zařízení pro přepravu beden pro firmu ENGEL Autor: Jan Sedlák, Vladimírská 2511, Česká Lipa

Transkript

1 Návrh transportního zařízení pro přepravu beden pro firmu ENGEL Autor:, Vladimírská 2511, Česká Lipa 1. Úvod Důvodem vzniku této práce je potřeba firmy ENGEL nabídnout svým zákazníkům konkurenceschopné řešení na trhu trayserverů. Cílem je vytvoření kompletního a funkčního 3D modelu. Tato práce je zpracovávána v rozsahu diplomové práce. Dokumentace pro potřeby SVOČ byla značně zkrácena Zadání Vypracovat projekt transportního dopravního systému pro vychystávání a plnění plastových trayů 1.2. Upřesněné zadání V průběhu specifikování požadavků a vyjednávání se zadavatelem diplomové práce firmou ENGEL bylo zadání upřesněno. Transportní zařízení bude typu trayserver a bedny velikosti traye. Porovnat získané řešení se stávajícím řešením trayserveru typové označení ENGEL ETS 5 a s konkurencí Technické požadavky: Tabulka 1-1 Velikost traye Cyklus výměny Doba plnění jednoho traye Bezobslužnost Max. váha stohu Výška stohu Přivedená media Obslužnost 600x400x30mm 5s 120s 4h 50kg 610mm Elektrický proud, stlačený vzduch 6bar Jednostranná případně volitelná Bezpečnostní požadavky Zařízení musí splňovat bezpečnostní normy dle - 98/37 EWG Maschinenrichtlinie /95/EG Niederspannungsrichtlinie /108/EG EMV Richtlinie elektromagnetische Verträglichkeit - EN 619 Anforderungen für Gefahrminimierung - EN Sicherheit von Maschinen - EN Sicherheit von Maschinen - EN 294 Sicherheit von Maschinen, Sicherheitsabstände - EN 201 Sicherheitsinformationen für Spritzgießmaschinen - EN 418 Sicherheit von Maschinen, NOT-AUS Einrichtung - EN Sicherheit von Maschinen, Elektrische Ausrüstung von Maschinen - EN Sicherheit von Maschinen, Anzeigen Kennzeichnen und Bedienen Použité komponenty Trayserver je zařízení určené pro kusovou výrobu. Proto si zadavatel stanovil požadavek aby zařízení bylo zkonstruováno pokud možno za použití nakupovaných či normalizovaných dílů. Zadavatel si stanovil bezpodmínečné použití profilů firmy Maytec na stavbu a konstrukci rámu. Charakteristika těchto profilů viz kapitola: Referenční zařízení Nalézt a analyzovat konstrukční řešení konkurence a porovnat ho se stávajícím řešením ENGEL ETS 5 a pak s navrhovaným novým řešením. 1

2 1.3. Cíle diplomové práce - Průzkum trhu - Příprava variant, výběr optimální - Specifikace použitých komponent - Konstrukční řešení - Technologické zhodnocení výrobku (nějaké části) - Technické zhodnocení, porovnání s konkurencí - Ekonomické zhodnocení, porovnání s konkurencí 1.4. Charakteristika firmy Engel Firma ENGEL se zabývá vývojem a výrobou vstřikovacích lisů a automatizační techniky k nim. Společnost patří k předním světovým výrobcům na poli vstřikovacích strojů. Založil ji v roce 1945 Ludvig Engel. Skupina ENGEL nabízí všechny technologické moduly pro zpracování plastů z jedné ruky: vstřikovací stroje pro termoplasty a elastomery včetně automatizace. Stroje pro automatizaci se dají použít buď v kombinaci se vstřikovací technikou firmy ENGEL případně zvlášť. Firma zahrnuje devět výrobních závodů v Evropě, Severní Americe a Asii (Čína, Korea). Tato diplomová práce je zpracována pro závod Engel strojírenská v Kaplici Výroba v závodě ENGEL Strojírenská S.R.O., Kaplice Závod v Kaplici se zabývá: - Výrobou rozváděčových skříní pro vstřikovací lisy - Vývojem vstřikovacích lisů pro výrobní závody v Rakousku - Vývoj a výroba automatizační a manipulační techniky Tato diplomová práce je zpracovávána pro oddělení automatizační a manipulační techniky Úvod do problematiky trayserverů Trayserver je automatizační zařízení, které se používá pro automatizované rozebrání stohu prázdných trayů, přesunu samostatného traye do plnící polohy, jeho pevnému uložení v plnící poloze a opětovném složení plných trayů do stohu. V plnící poloze je tray plněn pomocí robota. Jedná se o automatizační zařízení do výrobních provozů s vysokou mírou automatizace. Z tohoto důvodu se jedná o kusovou výrobu a zařízení musí byt snadno přizpůsobitelné pro různé velikosti trayů. Jako takové musí splňovat bezpečnostní normy. Z výše popsaných hlavních funkcí jsou pro porovnání výkonu trayserveru důležité tyto vlastnosti: - Velikost bufferu prázdných trayů (udáváno v časových jednotkách) - Velikost bufferu plných trayů (udáváno v časových jednotkách) - Doba výměny plného traye v plnící poloze za prázdný - Velikost celého zařízení - Bezobslužnost - Snadná modifikace na jiný rozměr traye - Cena Přepravované výrobky Traye se používají pro jednoduchou přepravu malých drobných výrobků. V našem případě se jedná převážné o plastové výrobky malých rozměrů. Mezi typické představitele těchto výrobků patří: - kryty mobilních telefonů (Obr. 1-5) - rukojeti holících strojků Obr. 1-1 Kryt mobilního telefonu plastový výlisek 2

3 Tray Pro přepravu malých plastových výrobků se používají plastové bedny, které se nazývají traye. Charakteristickými rozměry traye je jejich výška, šířka, hloubka a velikost krajů. Traye se převážné vyznačují malou hloubkou. Traye mívají velmi často na sobe negativní tvary přepravovaných výrobků viz Obr.1.3 Obr. 1-2 Profilovaný tray Obr. 1-3 neprofilovaný tray Stoh Trayů Jednotlivé traye se skládají do stohů a v těch se dále přepravují. Šetří se tím skladovací místo a zefektivňuje přeprava. Obr. 1-4 Stoh trayů u vstřikovacích lisů 2. Průzkum trhu Průzkum trhu byl proveden studiem katalogů ať už v tištěné formě nebo na internetu. Z hlavních konkurentu firmy Engel byly vybráni tito - Stapelstreicher firmy HUF Obr PSU firmy IEF WERNER Obr ALC 600 firmy HIRATA Obr. 2.3 Obr. 2-1 HUF Stapelstreicher 3

4 Obr. 2-2 IEF WERNER PSU Obr. 2-3 HIRATA ALC Porovnání konkurence se stávajícím řešením Pro porovnání nejdůležitějších technických parametrů jsme použili tabulku. Tabulka 2-1 ; ENGEL ETS 5 IEF WERNER PSU HIRATA ALC 600 Výměna traye 5,2s <5s <5s <3s Buffer 1plný Možnost napojení Možnost napojení 1 prázdný na aut. linku na aut. Linku Plnění z jedné strany Ano Ano Ano Ano Variabilita Nízká Vysoká Vysoká Vysoká Výměna pohybem lineární lineární lineární Rotační 3. Příprava variant, výběr optimální 3.1. Časový plán řešení konstrukčního projektu HUF STAPELSTREICHER Možnost napojení na aut. Linku Obr. 3-1 Časový plán řešení 4

5 3.2. Specifikace požadavků Požadavky k vnějším vlastnostem TS vztahujícím se k transformačním procesům životních etap TS. s přímou specifikací požadavků k pracovním funkcím / účinkům Požadavky Požadovaná hodnota Podm. Přání 1)K (hlav. i asist.) provoz. funkcím/účinkům: Plnění traye - pevné uložení traye při plnění - velikost traye - doba plnění traye Výměna plného traye za prázdný - doba výměny Přichystání prázdného traye ze stohu do plnící pozice Uložení plného traye do stohu Bezpečnost obsluhy - splnit bezpečnostní normy ISO Bezobslužnost - zajistit bezobslužnost na dobu Variabilita - Umožnit snadnou variabilitu Komunikace s robotem - Umožnit komunikaci s plnícím zařízením 2) K ostatním provozním vlastnostem: Prostředí Četnost použití Životnost Údržba 600x400x30mm 2 minuty Menší než 5s Výška stohu 610mm 4h Standartní komunikační rozhraní Nečisté(provoz) Provozní doba nepřetržitá min. 10 let - minimální - žádná 3) K vlastn. pro předvýr. procesy a výrobu: Náročnost na vyrobení a montáž Druh výroby střední kusová 4) K vlastnostem pro likvidaci: Demontovatelnost Recyklovatelnost jednoduchá jednoduchá a vysoká 5

6 3.3. Provozní transformační/technický proces Černá skříňka Úplný návrh Obr. 3-2 Černá skříňka Obr. 3-3 Úplný návrh transformačního procesu 6

7 Hierarchický funkční strom TS Obr. 3-4 Hierarchický funkční strom 7

8 3.4. Návrh variant řešení Ze specifikací požadavků a funkčních struktur popsaných výše byly navrženy 3 koncepční řešení. První řešení je založeno na rotačním principu. Druhé řešení na principu eskalatoru. Třetí rešení je za použití několika lineárních pohybů. Všechny řešení počítají s využitím řídícího zařízení. Obr. 3-5 Návrh řešení č.1 Obr. 3-6 Návrh řešení č.2 Obr. 3-7Návrh řešení č.3 8

9 3.5. Specifikace použitých komponent 3.6. Profily firmy Maytec Pro konstrukci rámu jsou použity profily firmy Maytec v souladu s požadavky zadavatele. Důvodem pro použití těchto profilů je snadná a rychlá montáž, která je umožněna díky patentovanému způsobu spojování těchto profilů. Celá řada příslušenství a montáž typu stavebnice šetří náklady na výrobu a montáž Dopravníky firmy ENGEL V případě použiti dopravníků v zařízení. Zadavatel si stanovil použití standardních dopravníků vlastní výroby. Dopravníky jsou nabízeny v různých velikostech, kde určujícím rozměrem je velikost rolny, šířka pásu a jeho délka. 4. Konstrukční řešení Výpočty a pro volbu jednotlivých komponent viz Diplomová práce[1] Kompletní řešení daného zadání v 3D modelu: Obr. 4-1 Řešení zadání v 3D modelu v programu I-DEAS 5. Závěr Technické specifikace zadané zadavatelem byly splněny. Při konstrukci byl dbán zřetel na využití normalizovaných, stavebnicových či kupovaných dílu. Tím jsou zajištěny nízké náklady daného řešení a snadná modifikace pro jiný rozměr traye. Zbývá udělat ekonomický rozbor návratnosti dané konstrukce Referenční literatura [1] Diplomová práce: Návrh transportního zařízení pro přepravu beden pro firmu ENGEL, Sedlák J, ZCU