¿Cómo impulsan los transportadores y los sistemas de transporte la fabricación eléctrica moderna?

Por Huang Xiaolei | Benlong Automation

En Benlong Automation, nuestro proceso de diseño para cada línea llave en mano comienza con la planificación del método de transporte y solo después se pasa a las estaciones. No hay opciones respecto a los transportadores en el plan. La familia de transportadores incorrecta puede costarte dinero y eficiencia en comparación con el transportador que se adapta perfectamente al producto que se está fabricando. Además, en este artículo presentamos los cuatro tipos de transportadores que utilizamos en la fabricación de dispositivos eléctricos de baja tensión y los describimos en detalle, así como el papel que desempeñan en el costo total de fabricación.

Por qué la capa de transporte decide tu rendimiento real

La gente ve el transportador simplemente como un medio de transporte, algo que puede mover artículos del punto A al punto B. Sin embargo, en la producción automatizada de dispositivos eléctricos tiene un papel mucho más amplio, ya que un buen diseño de un transportador puede establecer la velocidad de la línea, proporcionar un buffer entre los procesos para que una operación lenta no impida que la rápida funcione, separar casos de contaminación de la línea, etc. En resumen, un transportador bien diseñado no da ninguna oportunidad para que aparezcan fallos en la línea; de lo contrario, podrías observar numerosas disfunciones, como robots inactivos esperando sus piezas. Y para que el flujo de producción esté organizado eficientemente, necesitas implementar el llamado flujo con sistema de enclavamiento.

La idea más importante es el flujo con enclavamiento. En una línea correctamente construida, las unidades se mueven automáticamente entre estaciones, y cada estación está enclavada para que una falla o un resultado fuera de tolerancia desvíe la unidad afectada sin detener el resto de la línea. Así es exactamente como nuestro Línea automática de montaje y ensayo de interruptores automáticos sigue funcionando incluso cuando un solo molde falla una inspección a mitad de línea. El sistema de transporte es lo que hace posible ese comportamiento ininterrumpido, porque proporciona el buffer y las rutas de desvío que permiten que las unidades buenas sigan fluyendo mientras las malas se apartan.

Los cuatro tipos de sistemas de transporte que se utilizan en instalaciones eléctricas.

No existe un tipo de transportador mejor. Cada tipo resuelve una tarea específica, mientras que los sistemas más exitosos emplean varios tipos de transportadores. A continuación se describen los cuatro tipos de transportadores que usamos con mayor frecuencia, sus aplicaciones y sus limitaciones.

Sistema de transportador de banda: producto de bajo costo y operación suave.

Un transportador de banda utiliza una banda continua hecha de PU o PVC colocada sobre una plataforma plana para transferir diferentes artículos. Este tipo de transportador es el más simple y económico, y es perfectamente adecuado para transportar artículos sueltos o ligeros. Las bandas se utilizan en líneas eléctricas para alimentar pequeños componentes en las celdas de ensamblaje, transferir productos sueltos entre el alimentador de tolva y el punto de selección, llevar artículos más allá de la ventana de inspección y mover suavemente los productos terminados hacia el área de embalaje. Gracias a la superficie lisa de la banda, esta permite el transporte de partes como el transportador que detiene componentes pequeños e inestables sin golpearlos. Las limitaciones de los transportadores de banda son que no pueden utilizarse eficazmente para acumular el producto, mover paletas de herramientas pesadas ni implementar un control preciso de parada y posición.

Línea de transportadores de rodillos: artículos pesados y acumulación sin presión.

Un sistema de transportador de rodillos con muchos rodillos puede ser accionado por un motor o simplemente por gravedad. Este tipo de transportador se utiliza para el traslado de carga con una base plana y rígida, como embalajes, bandejas, tableros de herramientas e incluso elementos pesados. El sistema de transportador de rodillos se distingue por su capacidad para acumular productos. En una sección de acumulación de rodillos sin presión, el producto puede acumularse sin ninguna colisión entre las partes. Este diseño permite preservar ensamblajes delicados y actúa como política de movimiento del producto en las operaciones de las estaciones aguas abajo, incluso cuando experimentan una parada corta en la línea aguas arriba. Zona MDR.

Línea de transportadores con estructura esquelética: la columna vertebral del ensamblaje preciso.

El línea de transportadores con estructura esquelética, conocida en las plantas chinas como línea de quilla, es una cadena modular de superficie plana o de listones que corre sobre un marco rígido de extrusión de aluminio. La función del dispositivo es arrastrar las paletas de herramientas o fijaciones, que mantienen los componentes en su lugar con precisión durante el proceso de fabricación. Con un marco rígido en combinación con una cadena confiable, las paletas pueden elevarse, fijarse en posición y colocarse en una estación con la posibilidad de que un robot o prensa trabaje con una precisión de una milésima de pulgada. El tipo de material utilizado en el dispositivo es resistente al aceite, adhesivo y calor involucrados en operaciones de remachado, pegado y soldadura. Mientras que la banda se usa para el propósito de transferencia, y un rodillo para acumulación, la cadena de estructura de quilla está destinada a un posicionamiento preciso.

Transportador de cadena de doble velocidad: el caballo de batalla del ensamblaje híbrido.

El transportador de cadena de doble velocidad, llamada cadena multiplicadora de velocidad en chino, es posiblemente la familia más importante para el ensamblaje de grado electrónico. Las paletas se mueven sobre rodillos impulsados por una cadena única, y debido a la configuración, las paletas se desplazan aproximadamente dos a dos veces y media más rápido que la velocidad contemplada de la cadena. La belleza de la construcción se encuentra en el aspecto de acumulación: la cadena continúa su movimiento sin ningún efecto sobre el producto cuando un tope neumático o servo detiene la paleta. Por lo tanto, todo el proceso sigue avanzando libremente, sin influir negativamente en el producto. Este comportamiento constante de ida y vuelta es muy útil para lugares con una combinación de estaciones manuales y automáticas, haciendo que los tiempos de ciclo cambien continuamente o en situaciones cuando los procesos requieren envejecimiento del producto y ciclos de burn-in, durante los cuales una gran cantidad de productos permanece en un lote.

Adaptación de transportadores y sistemas de transporte a su producto

La disposición correcta nunca es un solo tipo de transportador de principio a fin. Es una mezcla deliberada elegida en función del tamaño, peso, cadencia y limpieza del producto. Aquí se muestra cómo cambia la mezcla a lo largo de las tres familias de productos que Benlong equipa con mayor frecuencia.

Interruptores automáticos: líneas MCB, MCCB y RCCB

Los interruptores automáticos miniatura son pequeños, ligeros y se producen a una cadencia muy alta, a menudo a un ritmo de alrededor de noventa segundos por unidad con muchas estaciones cortas y una combinación de trabajo manual y automático. Ese perfil apunta directamente a una columna vertebral de cadena de doble velocidad que transporta paletas de herramientas a través del ensamblaje, con alimentadores de banda que introducen piezas pequeñas y acumulación por rodillos que crea buffers antes de las pruebas y el embalaje. La sección de inspección y prueba merece especial atención, porque las pruebas paralelas en múltiples estaciones es donde un transportador recupera su costo. Nuestro transportador de inspección MCB hace exactamente esto, y la misma filosofía de transporte se aplica en nuestra línea de producción automatizada inteligente para MCB y la dedicada Línea de prueba automática de MCB.

El interruptor automático en caja moldeada altera el enfoque de los cálculos. La carcasa MCCB es más grande y pesada, su aparato puede superar los 200 kilogramos, y implica cargas mecánicas más altas en las estaciones. Aquí se utilizará la cadena de marco esquelético, donde se insertarán transferencias por rodillos entre los segmentos y cualquier dispositivo defectuoso será desviado de la línea de ensamblaje. Uno de los errores de planificación más populares y costosos es fabricar paletas para interruptores pesados que sean tanto fuertes como débiles, porque la elección del marco para las paletas ligeras de MCB las hará poco fiables para dispositivos MCCB.

Pilas de carga para vehículos eléctricos: carcasas grandes, altas y pesadas

El manejo de pilas de carga es un asunto completamente diferente. Una unidad puede pesar hasta 200 kg, alcanzar 2 m de altura y cubrir un área de aproximadamente 1 m². Esto significa que no se puede simplemente colocar sobre un transportador. Debido a esto, la línea de pilas de carga de CC debe apoyarse en una estructura altamente robusta, y necesita utilizar sistemas de transporte de alta resistencia, polipastos de alta capacidad, rodillos para transportar los gabinetes entre las áreas de ensamblaje y prueba, y equipos AGV que ayudan a completar el ciclo logístico entre las zonas. Debido a que la pila pasa por los procesos de ensamblaje del gabinete, montaje de módulos de potencia, contactores y relés, tendido de arneses de cableado, y finalmente pasa por la prueba final en línea, el sistema de transporte debe manejar la carga con un centro de masa alto de manera segura y estable, y entregar los productos de estación en estación. Nuestro línea de producción automatizada de pilas de carga de CC combina estos elementos de transporte con manejo robótico para que los gabinetes pesados se muevan por la planta sin levantamiento manual.

Medidores de energía: pequeños, basados en PCBA y sensibles a la limpieza

Los medidores de energía inteligentes son completamente diferentes de las estaciones de carga que se encuentran en vehículos eléctricos. Los dispositivos son pequeños en tamaño y están construidos con componentes complejos que implican una cantidad considerable de estática y limpieza durante el proceso de fabricación del producto, incluyendo pruebas hi-pot, calibración, sellado y envejecimiento. La mejor solución aquí es utilizar una combinación de secciones de cinta antiestática para el manejo delicado de las placas expuestas durante el ensamblaje, y una cadena de doble velocidad que ayudará en el proceso de ensamblaje y envejecimiento, que consiste en una larga prueba de quemado y pruebas de confiabilidad, y permitirá acumular un gran número de dispositivos en paletas. Nuestra línea de producción automática de medidores de energía trifásicos utiliza exactamente este tipo de transporte mixto a través de la limpieza de PCBA, pruebas de alta tensión, calibración semiautomática y un banco de envejecimiento integrado.

Cómo Benlong combina varios sistemas de transporte en una sola línea

En una línea de producción real, se emplea un sistema híbrido; por lo tanto, la ingeniería se basa en transferir suavemente los productos de un tipo de transportador a otro. Específicamente, la operación de un transportador de rodillos típico comienza con un alimentador de cinta, incluye un sistema de cadena de velocidad, luego avanza a través de amortiguadores de transportador de rodillos hacia las secciones de prueba, y finalmente mueve las unidades más grandes a un transportador esquelético para realizar pruebas de presión y capacidad. La operación termina con la entrega de paletas vacías y cajas de embalaje al almacén mediante un sistema de vehículo guiado automático (AGV). La transición de la cinta a la cadena, luego al transportador de rodillos y finalmente al sistema AGV crea puntos potenciales de falla.

Tres cosas unen toda la capa de transporte. Primero, un circuito de retorno de paletas mantiene los accesorios en ciclo para que la línea nunca se quede sin portadores. Segundo, un sistema de transporte automatizado solo es tan bueno como su capa de control, por lo que sensores, un PLC y topes accionados por servomotores coordinan cada parada, elevación y desviación en tiempo real. En tercer lugar, la trazabilidad por código de barras recorre toda la línea, vinculando cada unidad con sus datos de proceso y prueba en el MES desde el momento en que se carga. Juntos, estos convierten una colección de transportadores separados en un flujo único y autogestionado. Esta misma lógica de integración impulsa el manejo robótico en nuestro integración de sistemas robóticos trabajo, donde el transportador y el robot deben compartir un único sentido del tiempo.

Lista de verificación los nuevos el selección un a compras gerente

No es esencial tener un título en ingeniería mecánica para elegir el sistema de transporte correcto para su línea de ensamblaje. Lo que debe hacer en cambio es responder algunas preguntas que ayudarán a su proveedor a diseñar todo el sistema. Así que antes de hacer una consulta sobre precios, asegúrese de poder proporcionar alguna información sobre:

Características del producto. Los requisitos para marcos y plataformas son diferentes para un producto que pesa un kilogramo y para un producto que pesa doscientos kilogramos.

Tiempo Takt y Tiempo de Ciclo. El volumen de producción en un turno define la velocidad de la cadena transportadora y el número de pruebas de trabajo en paralelo.

Proporción Manual vs Automatizada. Un transportador operado por personas y robots normalmente requerirá una cadena que funcione al doble de velocidad.

Requisitos de Acumulación. Un transportador debe permitir la acumulación de productos.

Huella del Sistema. Las curvas del transportador, descensos, elevadores y la aplicación de transportadores laterales definen la elección del tipo de sistema transportador aplicable a ciertas secciones del sistema.

Entorno. Preste atención al entorno donde trabajará su producto. Algunos componentes son sensibles a la estática.

Trazabilidad. Piense en la tecnología de codificación de barras con anticipación.

Potencial de Flexibilidad. Es mejor elegir un sistema transportador que pueda cambiar el modo de operación.

La importancia de seleccionar la solución de transporte adecuada

La mayoría de los problemas de transporte provienen de la planificación más que de problemas de hardware. Hay varios errores cometidos en el transporte que son fácilmente evitables.

El error más común es seleccionar el mismo sistema de transporte a lo largo de todo el sistema para facilitar las operaciones. Aunque esto pueda parecer sensato, usar el transportador incorrecto para una aplicación causa problemas a largo plazo. Un caso de esto es cuando se utiliza una cinta transportadora para colocar un palé o un marco de quilla para transportar herramientas. En segundo lugar, está la falta de consideración de la acumulación; esto significa que si una de las estaciones se detiene, todas las estaciones aguas arriba y aguas abajo también se detendrán. El tercer error es subdimensionar el tipo de palé y el marco para objetos pesados. Esto sin duda conducirá a problemas con la precisión de la ubicación. El cuarto error es olvidar el bucle de retorno. Cuando esto sucede, los trabajadores se ven obligados a transportar los elementos manualmente de regreso. El quinto y bastante común error es tratar el sistema de transporte como algo secundario a todo el demás equipo. La elección del transporte debe hacerse antes que cualquier otra cosa porque todo lo demás depende de la elección correcta del transporte.

¿Por qué es tan importante la elección correcta del transporte para los fabricantes de alto volumen?

Los mayoristas que operan en mercados en rápido desarrollo como India, Turquía y Brasil están viviendo su mejor momento. Esto se debe a que todos los pedidos que reciben son grandes y repetitivos; por lo tanto, la productividad del negocio depende del tipo de transportador. No usar el transportador adecuado causará paradas frecuentes que llevarán a pérdidas que no serán visibles en los números. Además, es crucial tener cierta flexibilidad y usar un sistema de transporte especializado para que una sola línea sirva a varias líneas de productos.

Elegir el socio adecuado para el transporte

Las cintas transportadoras, rodillos, marcos esqueléticos y cadenas de doble velocidad no son alternativas sino componentes complementarios en un sistema de producción perfectamente diseñado. Cada elemento en ese proceso de producción debe estar en la posición correcta para optimizar la productividad. En la práctica, un integrador experimentado debe proporcionar un punto óptimo de transferencia de componentes y usar los mecanismos adecuados de monitoreo para lograr la coordinación y control necesarios del proceso. Para cualquier instalación de fabricación que produzca interruptores automáticos, estaciones de carga para vehículos eléctricos o medidores de energía, encontrar esta mezcla perfecta es una de las tareas más importantes, ya que define el límite del nivel de rendimiento para toda la operación del mecanismo.

Benlong Automation ha creado sistemas de transporte mixtos para fabricantes de productos eléctricos de baja tensión desde 2008, comenzando con las espinas para el montaje simplificado de MCB y terminando con líneas automatizadas completas para la producción de estaciones de carga y medidores de energía controlables. Si está trabajando en una nueva línea de producción o optimizando la existente, nuestros especialistas están listos para considerar todas las posibles soluciones de transporte adecuadas para sus requisitos de producto y capacidad.