Componenten voor kleine productie series reizen per taxi

Prolynk

Dankzij het Internet of Things kunnen geïndividualiseerde producten automatisch worden geproduceerd, zelfs als de klant slechts één exemplaar wil. Hierdoor krijgt het traject dat de component aflegt door het montageproces een nieuwe betekenis. In het Adaptive Machine Platform van Prolynk kunnen stations voor fabricageapparatuur en montagewerkzaamheden volledig flexibel worden ingesteld en geconfigureerd. De onderdelen worden in kleine transporteurs afzonderlijk van station naar station verplaatst. Faulhaber levert de aandrijftechniek voor de kleine transporteurs.

Toen Henry Ford in 1913 de eerste bewegende montagelijn installeerde – de lopende band – kon hij acht keer meer auto's maken in dezelfde tijd. Dankzij deze enorme sprong kon hij zijn Model-T veel goedkoper aanbieden en zijn personeel een loonsverhoging bieden. Geen wonder dat zijn succes direct navolging vond. Zelfs nu nog worden talloze producten gemaakt aan de lopende band.

Dit werkmodel is echter minder geschikt voor kleine oplages, en überhaupt niet voor geïndividualiseerde geautomatiseerde productie. Dit is echter wel een van de doelen van Industrie 4.0 en het industriële Internet of Things (IIoT): het moet mogelijk worden om producten te ontwerpen en uit te rusten volgens de wensen van de klant, en om ze vervolgens met zoveel mogelijk automatisering te produceren. Dit vraagt om flexibele processen en het vaste pad van een lopende band staat dit in de weg.

Componenten reizen per taxi

Met de technologie van Prolynk kan de productielijn flexibel worden aangepast of opnieuw geconfigureerd als de vereisten veranderen. De componenten worden niet meer via een vast pad verplaatst, maar reizen naar hun doel met een kleine taxi: de AGV, voor automated guided vehicle. Antonio Sanchez, Chief Commercial Officer van Prolynk, licht het concept toe: "Deze transportunits vervoeren het onderdeel dat moet worden verwerkt betrouwbaar naar alle vereiste montagestations. De verwerkingsstappen kunnen daar compleet individueel worden uitgevoerd, handmatig of door een robot. Maar het procesverloop is nog steeds geautomatiseerd."

Een platform van gestandaardiseerde modules in een tafelvorm vormt de fysieke basis van het systeem. Het bestaat uit gestandaardiseerde platen en kan vrij worden ontworpen qua vorm en formaat. De basiseenheid bestaat uit eenvoudige metalen platen, die als transportoppervlak fungeren.

 

Een variant van de basisplaat is voorzien van indexeerunits met een bevestigingsfunctie. Bij productiestappen die meer nauwkeurigheid vereisen, of waarin er moet worden gecompenseerd voor een grotere krachtuitoefening, houden deze platen de AGV en het onderdeel op hun plek. Hier heeft het plaatelement ook een opening in het midden. Dit maakt ook bewerkingen van onderaf mogelijk, omdat de opening precies overeenkomt met de vorm van de opening in de AGV.

Willekeurige volgorde van montagestations

De Prolynk AGV is er in twee formaten (325 x 230 mm en 450 x 350 mm), en afhankelijk van het model is de maximale belading 5 tot 35 kilo. Via de opening in het midden wordt de component die moet worden verwerkt gezekerd voor het vervoer naar de afzonderlijke montage stations. De stations kunnen vrij worden gekoppeld aan de tafel. Het kunnen handmatige taken zijn of handelingen die automatisch door machines of robots worden uitgevoerd, zoals lasergravures, solderen, schroeven aandraaien of tests uitvoeren. Bij kwaliteitsproblemen kan het voertuig naar een specifiek station worden gestuurd voor probleemoplossing.

Sanchez: "Het centrale station kent iedere AGV en weet wat die vervoert. Het weet welke verwerkingsstappen er voor ieder onderdeel nodig zijn. Zo wordt het mogelijk om individuele producten te maken met geautomatiseerde processen. De PLC communiceert met het Prolynk-systeem en zorgt voor de aansturing van alle processen." Als de processtappen niet in een vaste volgorde moeten worden uitgevoerd, zorgt dat voor een extra efficiëntievoordeel: de AGV beweegt dan naar een vrij station. Er is minder wachttijd, wat de bezettingsgraad van de stations verhoogt. Nog een voordeel: het systeem ontlast de medewerkers van de montageafdeling. Er is geen spierkracht meer nodig om componenten te verplaatsen tussen stations. Het vele optillen en neerzetten is zo verleden tijd, en het risico op rugklachten door dit werk gaat significant omlaag.

De Prolynk AGV wordt aangedreven door twee wielen, één in het midden van iedere lange zijde. De hoeken van de transportunit staan op passieve rollers. Als de wielen in tegengestelde richting bewegen, draait het voertuig op zijn plaats. Dit gebeurt meestal in een hoek van 90 graden. Zo kan de unit met een kwartslag naar een station draaien, of met twee draaibewegingen heen en weer gaan tussen parallelle "paden". De paden bestaan hierbij alleen virtueel, niet fysiek: de AGV blijft ook zonder wegmarkeringen in zijn eigen baan, net als een auto.

Hoog vermogen en nauwkeurige oriëntatie

Via een draadloze verbinding ontvangt het voertuig zijn instructies van de centrale controller, die aangeeft op welk pad het vooruit of achteruit moet rijden en waar het moet draaien. De controller geeft routes en stations op en bepaalt welk voertuig er voorrang heeft als paden kruisen. De onderdelentaxi's hoeven hiervoor alleen hun exacte positie door te geven. Hier spelen de Motion Controllers MC 5004 P en de encoders uit de serie IE3-1024 van Faulhaber een belangrijke rol. Ze detecteren de rotatie van de borstelloze motoren van de BX4-serie. Het elektronische moederbord van Prolynk gebruikt deze gegevens voor de odometrie en de berekening van de AGV-positie, en kan zo de aansturing beheren. De motorkracht wordt door planetaire tandwielkasten met een 32/3 -ontwerp overgebracht naar de aandrijfriemen van de wielen.

Sanchez legt uit waar het bedrijf op let bij de selectie van componenten: "Als een bedrijf kiest voor de oplossing van Prolynk, vormen deze kleine voertuigen de kern van het productieproces. Voor een lage total cost of ownership moeten ze dus absoluut betrouwbaar werken, zo lang mogelijk en met zo min mogelijk onderhoud. Voor de aandrijving was kwaliteit onze hoogste prioriteit. Faulhaber garandeert ons niet alleen die vereiste kwaliteit, maar de motoren bieden ook nog extra voordelen die essentieel zijn voor onze toepassing. De voertuigen bieden heel weinig ruimte. Maar er is veel motor vermogen nodig om de vaak zware onderdelen snel genoeg te verplaatsen. Als het gaat om de verhouding tussen volume en koppel is de productserie BX4 wereldwijd ongeevenaard. Deze vermogensdichtheid is een sleutelfactor, die ervoor zorgt dat we onze klanten een betrouwbare en flexibele oplossing kunnen bieden."

Dankzij de combinatie van betrouwbaarheid en flexibiliteit kunnen gebruikers van Prolynk hun productieprocessen precies zo inrichten als ze willen. In theorie kunnen ze beginnen met een klein platform, met slechts een paar platen en één enkele mini-AGV. Het systeem kan naar believen worden uitgebreid en gereorganiseerd, met veel flexibiliteit en aanpasbaarheid. Er zijn intelligente functies beschikbaar en de technologie van Prolynk is eenvoudig te integreren in de PLC-architectuur.

Ook de integratie van nieuwe producten, processen en technologieën is eenvoudig en de bestaande modules kunnen naar wens opnieuw worden ingedeeld op basis van de omstandigheden. "De aanpasbaarheid van het systeem is onbeperkt", benadrukt Sanchez. "De productiecapaciteit volgt direct uit de bestellingenlijst."