Individuální systémy pro automatické dávkování lepidla

Dokonalé spojování komponent během několika sekund

Lepení již dávno nahradilo klasické techniky spojování, jako je svařování nebo šroubování. Neustále roste poptávka po automatizovaných řešeních, která jsou přesně přizpůsobena konkrétní aplikaci pro daného zákazníka. Při vytváření koncepce systému dávkování je třeba zohlednit různé faktory.

V posledních letech je znatelný výrazný nárůst požadavků na technologii dávkování a směšování. Zejména v oblasti „Průmyslu 4.0“ není divu, že otázky flexibility, efektivity a nákladovosti jsou nyní neoddělitelně zakomponovány mezi klíčové předpoklady úspěšné výroby. Když k tomu přidáme neustále se rozvíjející trendy v automatizaci a digitalizaci, začne se formovat obraz nových výzev v oblasti technologie dávkování. Nyní již neplatí, že zákazníci hledají jednoduchý dávkovací systém. Namísto toho požadují kompletní a automatizované řešení, které se snadno integruje do stávajícího výrobního procesu. Na jedné straně se jejich požadavky značně liší v závislosti na průmyslovém odvětví a dané aplikaci - například návrh systému musí zohlednit nároky na přesnost, úspory materiálu, dobu cyklu, rychlost manipulace, certifikační třídu nebo na normy, které je třeba dodržovat. Na druhou stranu musí skutečně chytrý a komplexní koncept zahrnovat více než jediný proces dávkování a směšování. Řešení by také mělo vyhovět souvisejícím  úkolům, jako je předúprava a následná úprava komponent, doprava a manipulace a v neposlední řadě zajištění kvality.

Efektivní mapování krátké doby cyklu

Dva roboti střídavě zvedají součástky a pohybují jimi směrem k předúpravě plynovém plamenem. Na druhé straně jiný robot zvedá hotové součásti z dopravního pásu a ukládá je do police. Tyto roboty jsou součástí  automatizovaného dávkovacího systému pro lepení komponentů dvířek trouby, vytvořeného pro polského výrobce spotřebičů Amica. Design systému je jediný svého druhu a byl pečlivě navržen podle konkrétních potřeb aplikace Amica výrobcem dávkovací technologie Dopag.

Klíčovým krokem ve fázi návrhu tohoto systému bylo přesné stanovení požadavků výrobce. Výchozím bodem zde byla specifikace počtu kusů, které měly být vyrobeny v určitém časovém rámci. Protože doby cyklu jsou velmi krátké, musely být procesy manipulace s komponentami, stejně jako i proces vytvrzování mnohem efektivnější než v předchozím výrobním procesu. Před zavedením nové technologie výrobce používal systém s nízkou mírou automatizace, kde vytvrzování probíhalo při pokojové teplotě. Toto se ukázalo jako neefektivní především z hlediska nároku na prostor a vzhledem k času potřebnému ke zpracování komponent: 100 metrů čtverečních bylo blokováno pouze procesem vytvrzování. S novým lepicím systémem je nyní výroba ve společnosti Amica mnohem efektivnější v mnoha směrech.

Všechny výrobní kroky - od předúpravy po lepení, vytvrzování a manipulaci - jsou nyní integrovány a umístěny na přibližně 52 metrů čtverečních. Velká podlahová plocha potřebná pro vytvrzování byla účinně odstraněna, protože komponenty vycházejí z nového systému již vytvrzené a připravené pro další fázi výroby. Dopravníková technologie je navržena tak, aby byly komponenty neustále k dispozici a aby byl zajištěn nepřetržitý tok výroby. Všechny součásti lze průběžně přidávat ručně, čímž se zabrání prostojům. Manipulaci provádějí dva roboty pracující paralelně. Nalevo a napravo od úložného stojanu na skleněné tabule jsou posuvné stoly, ze kterých roboty berou profily. Ty slouží k pozdějšímu připevnění vnitřních tabulí a dveřních závěsů. Systém dopravního pásu dopravuje vnější tabule dveří trouby ze skladovacího stojanu do lepicí stanice. Zde operátor umístí skleněné tabule do správné polohy pro proces lepení.

Předúprava, aplikace a lepení v jednom kroku
Před lepením jednotlivých komponent musí být profily nejprve ošetřeny přípravkem Pyrosil. Proces zahrnuje aplikaci silikátového povlaku na povrch pomocí plynového plamene. Lepidlo nanesené na profily bezprostředně po tomto kroku  lépe přilne a vytvoří trvalé a bezpečné spojení mezi oběma složkami. Kompletní proces předúpravy Pyrosil byl integrován do nové lepicí jednotky s výhodou, že procesy předúpravy, nanášení lepidla a spojování probíhají jediným nepřerušovaným pohybem, což vylučujezásah operátora. To je zásadní, protože pokud by operátor mohl přistoupit ke komponentě před nanesením lepidla, mohl by kontaminovat povrch a neúmyslně tak zamezit spolehlivému přilnutí materiálu. Protože je výsledek ošetření přípravkem Pyrosil pro oči neviditelný, jediným účinným způsobem, jak zajistit, aby byla silikátová vrstva úspěšně nanesena a nebyla kontaminována, je eliminace lidského faktoru.

Požadavky společnosti Amica byly rozsáhlejší než zajištění jedné přesné, spolehlivé a reprodukovatelné aplikace lepidla. Systém lepení musel dodatečně pokrýt několik různých aplikací. Výrobce spotřebiče používá totiž celou řadu různých typů skleněných tabulí a profilů pro více než deset finálních verzí produktu. Dávkovací a směšovací systém Dopag  vectomix byl vybrán - mimo jiné - pro svou schopnost vyhovět  požadavku na vysokou míru flexibility. V této aplikaci se používá k dávkování a směšování dvousložkového silikonového lepidla a k nanášení ve formě kulatých perliček. Vectomix byl vyvinut speciálně pro zpracování vícesložkových médií. Díky modulární konstrukci jej lze použít v široké škále aplikací. Materiál je dodáván technologií pístových čerpadel se dvěma samostatnými pístovými dávkovacími jednotkami propojenými směšovacím blokem. Na výstupu dávkovacího bloku je připojena plastová směšovací trubice. Jelikož je nutné materiál nanášet rovnoměrně na dvě různá místa, je objemový tok směšovací trubice rozdělen na dvě části, což umožňuje nanášení lepidla současně a rovnoměrně na obě místa. Směšovací poměr a rychlost vydávání materiálu lze ovládat pomocí integrované řídící jednotky.

Vytvrzovací pufr šetří čas a prostor
Původní proces vytvrzení komponent při pokojové teplotě byl zdlouhavý a náročný na prostor. Aby bylo vyhověno přání výrobce na krátké výrobní cykly a předešlo se prostojům, integrovali inženýři Dopagu do nové koncepce výroby vytvrzovací zónu se systémem Pater-Noster. V tomto zařízení pro následnou úpravu prochází čerstvě spojené komponenty topnou komorou a poté vstupují do chladicí komory. To urychluje vytvrzovací reakci uvnitř lepidla a umožňuje výrobci vyrábět komponenty v co nejkratší době. Neméně důležitá je úspora, potřebné podlahové plochy. Díky novému systému lepení je nyní součástka vyráběna a připravena k dalšímu zpracování každých 11,5 sekundy. To umožnilo snížit dobu cyklu o 30 procent ve srovnání s původní výrobní metodou.

Zákazníci očekávají komplexní řešení
Zákazníci dnes stále častěji očekávají dodání celkového řešení pro automatické lepení, utěsňování nebo zalévání. Proto je pro vývoj vyžadována nejen vysoká úroveň znalostí v technologii dávkování, ale také zkušenosti se stavbou speciálních strojů. Výsledkem je dávkovací systém na klíč, který mapuje veškerou manipulaci s komponentami i aplikaci včetně všech předúprav a následného ošetření výrobků. Klíčem k úspěchu je podrobná analýza potřeb zákazníka, protože to je jediný způsob, jak přijít s řešením, které zákazníkovi nabídne maximum a zajistí úspěšnou výrobu.

Předúprava a následné ošetření: procesní kroky

Předúprava pro automatizované aplikace lepení

  • Čištění
  • Kartáčování
  • Nanášení primeru
  • Předúprava plasmou
  • Předúprava plynovým plamenem
  • Pyrosil (plasma nebo plynový plamen)
  • Předúprava koronovým výbojem

Následná úprava a zajištění kvality v aplikacích automatizovaného lepení

  • Vytvrzovací systémy: infračervené, ultrafialové (UV), středofrekvenční technologie, kontinuální pece, nárazníkové sekce
  • Zajištění kvality: volumetrické měřicí systémy, ověřování aplikace materiálu (poloha a kvalita), zajišťování a měření kvality součástí
  • Archivace procesních dat, vizualizace procesu: Datové nosiče (USB, flash karty), síť, systémy SCADA

Zakázková výroba dávkovacích a směšovacích systémů pro automatizované aplikace lepidel