减少出错、缩短设备调整时间的辅助系统

作者:Malte Zapf 文章来源:MM《现代制造》 点击数:333 发布时间:2019-04-26
很长时间以来,Krefelder市液压元件生产厂一直是在多个装配工位手工装配液压阀的,装配过程中使用的是纸质的装配手册。这就导致了较高的错装和很长的装配时间。为了提高装配过程的效率,他们希望有一种易于安装使用的辅助系统。
减少出错、缩短设备调整时间的辅助系统

工业企业在自动化技术领域中的投资越来越多了:据德国电气和电子制造商协会ZVEI公布的有关数据,2016年德国自动化行业的增长率为2.2%,销售额达到了493亿欧元。与此同时,小批量产品和特殊定制的产品也越来越多的受到用户的青睐;而这也给生产企业带来了巨大的挑战。“即便是装配的元器件就是为了这一目的而设计的,但它们的形状和生产过程也常常有着很大的差异;因此购置一台专用设备或者生产线生产这种产品常常是不值得的。” Armbruster工程有限公司的领导人Henning Vogler先生解释说道。

液压阀生产厂在手工装配的三个装配工位和阀块组装的三个组装工位处Elam Start装配辅助系统,在一个包装工位处安装了装配辅助系统
液压阀生产厂在手工装配的三个装配工位和阀块组装的三个组装工位处Elam Start装配辅助系统,在一个包装工位处安装了装配辅助系统

大多数情况下,系统调整生产设备、重新编写加工程序都必须由生产厂家的专家来完成。这不仅会导致很长的停机时间,而且企业也因为依赖外部专家的专业知识而部分丧失自己的独立性。对于大多数制造企业来讲,这是一件风险大且成本高的事情。无论是在汽车制造领域、机床设备制造领域、驱动技术领域还是医疗产品生产领域,这一问题都存在。到目前为止缺少的就是一种易于使用、经济高效、安全可靠的手动产品生产解决方案。“对于小批量生产而言,生产过程中的灵活性是最重要的,人可以比任何机床设备都更快的完成生产准备。但与自动化生产相比较,人的出错率明显的要高一些。”Vogler先生说。

手工装配与时间损失

Krefelder的Fluitronics有限责任公司与用户一起开发的驱动和控制解决方案中的许多零部件都是手工装配的。在每年组装的45000个不同尺寸、200多变型的液压阀块中,其中只有40多种是大批量生产的,适合于在生产线上装配。以前,每出现一种新型号的产品就有一套印刷版的装配说明书供装配工使用;每次更换装配的产品时装配工都要仔细的研究装配说明书。平均而言,到装配工能够脱离装配说明书熟练的装配大约要一周的时间,这不仅要耗费大量的时间,而且这种方法也不可能保证不出错,保证没有因错误的理解装配说明而出现错误。由于这些错误常常是在质量检验的时候才被发现,因此就必须把已经装配好的液压元器件重新拆解开来。另外,为一个型号的产品准备一个装配工位,包括一页到三页的装配说明、轴测图等,平均就要三周到四周的时间。

图1 通常情况下,一个系统是由一个显示在一体式计算机上的辅助软件、一个2D扫描仪以及一个电子标签器三部分组成
图1 通常情况下,一个系统是由一个显示在一体式计算机上的辅助软件、一个2D扫描仪以及一个电子标签器三部分组成

这都要求设计部门和生产准备部门的人员付出巨大的努力才能完成。对于一家非常重视按期、高质量的完成合同的企业来讲,这种时间上的耗费是一个必须尽快解决的问题。因此,Fluitronics公司的生产工程师和生产准备负责人Stefan Djordjevic先生就开始寻找一种能够提高液压阀组装效率的辅助支持系统。

“Elam系统已经上市15年了。这是一种智能化的、使用非常灵活的装配辅助系统。它能够按照用户企业的具体要求进行配置,满足用户企业的所有要求,而且还可以随时扩展,几乎与用户企业的行业领域没有关系。”Vogler先生说。不久前,Armbruster工程技术公司的工程师们在继续生产液压元器件的同时完成了Elam系统的安装,完成了使用者的技术培训。随着时间的推移,装配辅助系统的用户越来越想在有Elem应用许可的范围内为新的装配工位安装Elam系统了。

“对于许多公司、企业来讲,将专有技术和诀窍保留在企业内部、不透露给第三方显得越来越重要了。这就要求尽可能多的独立于系统供应商。另外,像装配辅助系统类似的解决方案必须始终根据企业内部要求单独进行调整,并尽可能轻松的完成这些适应性调整、变化,这也是Fluitronics公司非常关注的问题。最理想的情况是:由装配工自己决定怎样整合装配辅助系统。”Vogler先生说。

图3 为了优化改进手动装配线的工作过程并降低错误率,Armbruster工程技术公司开发了装配辅助系统Elam
图2 为了优化改进手动装配线的工作过程并降低错误率,Armbruster工程技术公司开发了装配辅助系统Elam

快速设置的配置器

为了方便用户入门,Armbruster工程技术公司设计了一个入门软件包:Elam Start,它介绍了如何简单、快捷的将辅助系统与装配工位连接到一起的有关操作。“它的特点就是:经我们的讲解之后用户就能够自己安装辅助系统了,并能够根据需要进行调整。由于辅助系统是一个普遍适用的系统,因此它安装在用户企业的哪个部门、什么工位都可以由用户决定。”Vogler先生说。

通常情况下,一个系统是由一个显示在一体式计算机上的辅助软件、一个2D扫描仪以及一个电子标签器三部分组成。必要时也可以加上电动(气动)螺丝刀和打印机。一个Elam Start软件最多可以同时驱动三个联网的手动装配工作站。它采用的模块化工作原理在这里发挥作用:系统可以随时升级为完整的复合系统,并具有很高的灵活性。

高度自主的辅助系统安装

很高的使用灵活性和相对较低的采购成本是让Djordjevic先生和使用这一系统的同事对Armbruster工程技术公司表示信服的决定性原因。出于这一原因,Fluitronics公司首先在在手工装配的三个装配工位和阀块组装的三个组装工位处Elam Start装配辅助系统,在一个包装工位处安装了装配辅助系统。在安装这些软件之前,Djordjevic先生和他的一位同事在Armbruster公司接受了技术培训。“所需要的只是把电动(气动)螺丝刀和悬挂一体式计算机的挂件安装好,把固定装置安装好就行了,另外,我们还完成了电缆布线。”Djordjevic先生说道。具有实践经验的Fluitronics团队毫无问题的完成了系统的安装任务。这就可以按照意愿快速、轻松的设置Elam Start了。

除了关于扫描仪设置和标签显示器的硬件培训之外,装配工们还接受了软件培训,以便准备辅助系统用的装配说明书。软件包含的掩码可以指导用户一步步的创建新的装配说明;而且完全不需要专门的编程技能。如果遇到了解决不了的问题,只需打个电话,Armbruster公司的工程师随叫随到;也可以进行远程指导和故障诊断,帮用户维护系统。

图4 Elam辅助系统不仅适用于组装和总装,而且也适用于内部物流的拣选配货
图3 Elam辅助系统不仅适用于组装和总装,而且也适用于内部物流的拣选配货

从安装到调试,Fluitronics公司仅仅只用了两周时间。现在,三个装配工位都在Elam Start软件的支持下进行工作;另外,它也能用来控制组装所需的原材物料的流动。过去,为保证液压阀的顺利装配要求装配工有着很高的专业技术知识;现在,即使是没有液压阀零部件知识的新职工也能在五分钟的学习时间后胜任液压阀装配了。在这过程中,Djordjevic先生和他的同事还积极参与了其他两名职工Elam系统的入门培训;使他们能够自己修改现有的系统编制简单的流程。装配和安装都实行了数字化,有制定的操作说明书可供使用,并可以在很短的时间里完成液压阀装配。为了进一步给装配工提供支持,扫描仪扫描的图片、文本和标签显示系统都能准确的告知用户:哪个零件盒中、哪个抽屉里有所需的零部件,这样就杜绝了像拿错了零件而出现的装配错误。Djordjevic先生还开发了提高自己工作效率的系统。

另外,装配辅助系统还有着很好的可追溯性;这就为Fluitronics公司的用户提供了很高的透明度。“巧合的是:在我们使用装配辅助系统进行装配的第一天,一个新的大客户到我们这里实地考察。这一辅助系统也给他留下了深刻的印象。” Djordjevic先生说。

Fluitronics公司的装配工们也对装配辅助系统充满信心。“有了Elam Start系统我们就不必在为生产准备而停工了。即便是生产过程中经常更换产品,在装配线上装配15种不同液压阀时我们也在Elam系统的帮助下不需要长时间的等待了。” Djordjevic先生说。Djordjevic先生和他的同事一致认为:这一系统非常适合于企业的生产需要。他们还希望与Armbruster工程技术公司进一步的加强合作,实现下一步的其他生产过程的自动化。