Co to jest oprzyrządowanie technologiczne, gdzie jest stosowane i na czym polega? Jak podaje definicja, oprzyrządowanie to środki wspomagające i ułatwiające wykonywanie napraw lub montażu podzespołów produkcyjnych. Stosuje się je głównie na stanowiskach montażowych, gdzie zapewniają stabilną pozycję aktualnie składanego podzespołu a to znacząco przyspiesza pracę i podnosi komfort pracy operatora. Oprzyrządowanie technologiczne tworzone jest pod dedykowane rozwiązanie z materiału akceptowalnego na stanowisku pracy. Inżynier opracowujący model oprzyrządowania stara się je tak zaprojektować by umożliwiło ergonomiczną pracę monterom co przełoży się na szybkość i niezawodność ich pracy.
Oprzyrządowanie technologiczne stanowiska produkcyjnego
W tym akapicie prezentujemy przykładowe zastosowanie oprzyrządowania na stanowisku montażowym. Jest to prosty przykład mający na celu pokazanie zalet jakie niesie ze sobą stosowanie oprzyrządowania na liniach produkcyjnych i montażowych. W tym przykładzie zadaniem operator jest zmontowanie obudowy wraz z wentylatorem. Jeśli pracownik wykonujący to zadanie nie posiada elementów wspierających jego pracę musi to zadanie wykonać w sposób ręczny czyli trzymając obudowę w rękach. Pracownik następnie przykłada wentylator wraz z jego osłoną do górnej powierzchni obudowy oraz próbuje je ustawić w jednej linii. W kolejnym kroku monter przekłada śruby montażowe przez wszystkie elementy. Gdy już wszystkie śruby w tym złożeniu będą na swoim miejscu, operator musi jedną ręką trzymać nakrętkę wewnątrz obudowy a drugą dokręcić śruby. Operacje te nie wydają się zbyt kłopotliwe ale gdy założymy, że pracownik musi dziennie złożyć 1000 takich zestawów dojdziemy do wniosku, że jego miejsce pracy nie jest przystosowane do takich operacji. Pracownik może mieć problem z przewleczeniem pierwszej śruby przez komponenty, musi cały czas trzymać obudowę w rękach a na sam koniec skręcić cały niestabilny zespół elementów.
Jak taka operacja może wyglądać przy użyciu oprzyrządowania montażowego?
Stanowisko zostało wyposażone w oprzyrządowanie w postaci kopyta wykonanego metodą druku 3D. Kopyto jest przytwierdzone do stołu roboczego śrubami więc zapewnia stabilność wszystkich elementów. Operator w pierwszym ruchu wkłada 4 nakrętki do wyprofilowanych wnęk kopyta. Wnęki zostały stworzone w taki sposób by zapobiegały obracaniu się nakrętek podczas przykręcania. W drugim kroku pracownik umieszcza obudowę na kopycie. Kopyto jest dopasowane kształtem do obudowy i za każdym razem stabilizuje ją w dokładnie takiej samej pozycji. Trzeci etap to umieszczenie wentylatora wraz z osłoną na obudowie i skręcenie wszystkiego śrubami. Etap ten również jest łatwiejszy do wykonania dla operatora gdyż obudowa znajduję się w stałej, stabilnej pozycji i operator nie musi jej trzymać.
Szacunkowo wykorzystanie oprzyrządowania technologicznego w takim przypadku potrafi skrócić czas wykonywanych operacji o ponad połowę a przy tym zwiększa komfort pracy na stanowisku. Dodatkową zaletą jest również fakt, że oprzyrządowanie wymusza systematyczność pracy. Operator musi wykonać czynności w odpowiedniej kolejności, która jest narzucona przez umiejscowienie montowanych wyrobów. Znacząco wpływa to na zmniejszenie błędów ludzkich podczas produkcji.
Dodatkowo każdy element oprzyrządowania technologicznego może mieć nadany podczas jego produkcji unikalny numer seryjny, który następnie może być wpisany do instrukcji stanowiskowej lub systemu produkcji. Wyeliminuje to możliwość pomyłki przy montażu elementów podobnych lub różnych podwersji tego samego produktu.
Metody wytwarzania oprzyrządowania produkcyjnego
Metodę wytwarzania należy dobrać pod szczegóły stanowiska montażowego. Oprzyrządowanie jest jednak wytwarzane jako indywidualny wyrób w pojedynczych egzemplarzach. Dlatego do jego wytworzenia doskonale nadaje się druk 3D lub metoda frezowania CNC. Obie te technologie pozwolą wykonać niezbędny detal, a ich wybór powinien być podyktowany jego zastosowaniem. Druk 3D możemy wykorzystać do stworzenia przestrzennych wyrobów o skomplikowanym kształcie. Frezarka CNC spełni swoją role przy długich i większych gabarytowo modelach. Obie metody pozwalają na wykonanie oprzyrządowania z różnych materiałów, w tym nawet materiałów ESD do kontaktu z elektroniką.
Zasady projektowania oprzyrządowania
Istnieje kilka zasad projektowania, które należy przestrzegać w momencie tworzenia projektu oprzyrządowania stanowiska, tak by późniejsze jego wykonanie było możliwie rozsądne cenowo ale nie obniżało jego funkcjonalności.
Pierwszą zasadą jest wybór technologii wykonania. Jeśli wyrób ma zostać wykonany metodą druku 3D zwróć uwagę na nadmierną grubość ścianek. Kopyto z przykładu powyżej powinno zostać zaprojektowane tak by nie było ono w całości wypełnione materiałem. Projekt powinien zakładać jedynie wykonanie skorupy zewnętrznej części o grubości około 3 -5 mm. Dodatkowo kopyto mogło by zostać wzmocnione żebrowaniem. Takie rozwiązanie może być nawet 2 krotnie tańsze od identycznego kopyta w pełni wypełnionego materiałem.
Jeśli zdecydowałeś się na wykonanie oprzyrządowania metodą frezowania CNC, rozważ czy możliwe jest podzielenie wyrobu na zewnętrzne płaszczyzny, które zostaną wycięte z płyty materiału a następnie skręcone lub sklejone. Takie rozwiązanie znacznie skróci czas pracy obrabiarki i mocno zredukuje koszt wykonania.
Drugą zasadą wpływającą na cenę jest ilość zleconych do wykonania elementów. Warto rozważyć wykonanie naraz elementów oprzyrządowania wraz z częściami zapasowymi. Przy produkcji jednostkowej dużą rolę odgrywa przygotowanie materiału i maszyny do realizacji zadania. Może się wiec okazać, że koszt wykonania 1 i 5 elementów jest zbliżony gdyż sam proces obróbki będzie znacznie krótszy od czasu przystosowania maszyny do zlecenia.
Co uznajemy za oprzyrządowanie miejsca pracy
Każde stanowisko montażowe będzie potrzebowało innych podzespołów wyposażenia, ogólnie możemy określić elementy oprzyrządowania jako:
- Stabilizatory elementów mechanicznych
- Uchwyty podtrzymujące zestaw elementów
- Dystanse i podpory pozycjonujące wyroby
- Przegrody i wzorce uniemożliwiające zamontowanie błędnego komponentu
- Specjalistyczne narzędzia dedykowane pod konkretną operacje produkcyjną
- Personalizowane środki ochronny pracownika podczas wykonywania obowiązków służbowych
Podsumowanie informacji związanych z oprzyrządowaniem technologicznym
Oprzyrządowanie musi zostać zaprojektowane pod konkretne stanowisko pracy i uwzględniać szczególne cechy wykonywanej tam pracy. Do stworzenia oprzyrządowania technologicznego warto użyć metody druku 3D lub frezowania CNC. Jeśli jesteś zainteresowany tematem oprzyrządowania stanowiska pracy skontaktuj się z nami by omówić możliwości jego wykonania.