Машина для сборки соленоидных клапанов для комплектующих бытовой техники

Когда говорят про машину для сборки соленоидных клапанов, многие сразу представляют себе универсальный станок, который купил, привез и он работает. На деле же это, пожалуй, один из самых капризных видов нестандартного оборудования. Потому что сам клапан — штука простая, но нюансов в его автоматической сборке — море. И главный из них — это как раз ?для бытовой техники?. Тут не космос, допуски не микронные, но объемы — сотни тысяч штук, а цена ошибки — брак в готовом холодильнике или стиралке. Клиенту не важно, что там в клапане залипло, он видит, что техника не работает. Поэтому к машине требования особые: надежность выше средней и при этом — простота обслуживания для оператора. Вот об этом, на основе нашего опыта в ООО Фошань, район Шуньдэ Сэньцань Автоматизация Машинери, и хочу порассуждать.

Почему ?нестандартное? — это не синоним ?сложного?

Мы в Сэньцань Автоматизация Машинери занимаемся полным циклом: от идеи до пусконаладки на площадке заказчика. И первое, с чем сталкиваемся при обсуждении проекта — это запрос на ?самую современную и сложную роботизированную линию?. Это типичное заблуждение. Для сборки соленоидного клапана, где основные операции — это подача корпуса, установка плунжера, катушки, уплотнительных колец и финальная опрессовка, часто избыточно и неоправданно дорого ставить, скажем, шестиосевого робота. Гораздо эффективнее и, что критично, надежнее — спроектировать карусельный или линейный модуль с пневмоцилиндрами и сервоприводами на ключевых позициях.

Был у нас проект для одного завода под Москвой. Заказчик изначально хотел именно робота для установки мелких пружин. Мы просчитали, убедили, что специальный вибробункер с направляющей и простой толкатель с датчиком контроля наличия справятся лучше. И дешевле в разы, и время цикла сократили. Робот бы там просто простаивал большую часть цикла. Ключевая мысль: задача машины для сборки соленоидных клапанов — не впечатлить, а безотказно собирать. Надежность механики часто важнее ?интеллекта?.

А надежность эта рождается в деталях. Например, подача тех самых уплотнительных колец (сальников). Материал — резина или силикон, они легко деформируются, слипаются. Стандартный вибробункер может их повредить. Пришлось разрабатывать низкоамплитудную подачу с обдувом и оптическим контролем ориентации. Казалось бы, мелочь, но именно такие мелочи определяют, будет ли машина работать или постоянно останавливаться на чистку и переналадку.

Контроль качества: не там, где все его ждут

Многие думают, что главный контроль — это финальная проверка давления, опрессовка. Безусловно, она важна. Но если делать контроль только в конце, ты уже собрал потенциально бракованный узел, потратил на него время и компоненты. Наш подход — контроль на каждом значимом этапе. Установлен ли плунжер в корпус до конца? Стоит ли катушка правильной стороной? Попали ли оба уплотнительных кольца в свои канавки?

Для этого мы интегрируем в станок множество простых датчиков: индуктивных, оптических, лазерных замеров высоты. Но вот что интересно: иногда самый эффективный контроль — механический. Если деталь установлена не до конца или перекошена, следующий механизм просто не сможет выполнить свою операцию — станок остановится. Это ?глупая?, но стопроцентная обратная связь. Мы всегда закладываем такие ?тупики? в кинематическую схему.

Один из самых сложных моментов — контроль наличия смазки на плунжере. Клиент требует нанесение микроскопической капли масла. Визуальные системы тут дороги и капризны. Мы нашли относительно простое решение через контроль силы трения при установке, но пришлось долго экспериментировать с алгоритмами обработки сигнала с тензодатчика. Иногда решение лежит не в области добавления новой дорогой системы, а в более умной обработке данных с уже существующих.

Интеграция в линию заказчика: где кроются главные проблемы

Самый болезненный этап — не проектирование и даже не сборка в наших цехах, а запуск на территории заказчика. Машина для сборки соленоидных клапанов редко работает изолированно. Ее нужно встроить между подачей отливок корпусов и транспортером, увозящим готовые клапаны на склад или в упаковку.

И вот тут начинается: ?А у нас конвейер на 5 см выше?, ?А наш промышленный компрессор выдает не 6, а 5.5 бар?, ?А ваши разъемы не подходят к нашим вилкам?. Мелочи, которые могут затормозить запуск на недели. Теперь мы всегда заранее запрашиваем исчерпывающий список параметров площадки и делаем адаптеры ?под все?. Наш сайт automateassembly.ru мы используем не только для презентации, но и как площадку для обмена такими техническими вопросами с клиентом — выкладываем 3D-модели зоны стыковки, электрические схемы подключения.

Еще один критичный момент — сырье. Мы тестируем машину на эталонных компонентах от заказчика. Но когда приходит первая промышленная партия отливок, оказывается, что литниковая система чуть другая и деталь в патроне встает с перекосом в 0.3 мм. Этого достаточно для сбоя. Поэтому в современные проекты мы сразу закладываем системы адаптивной компенсации, например, самоцентрирующиеся зажимные патроны или машинное зрение для коррекции позиции робота. Это удорожает проект на старте, но экономит нервы и время при запуске.

Экономика процесса: что на самом деле считает заказчик

Первоначальная стоимость оборудования — это только вершина айсберга. Умный заказчик считает стоимость владения. Сюда входит: скорость (такты), процент выхода годных, потребление сжатого воздуха и электроэнергии, а главное — легкость замены расходников и время переналадки.

Например, та же подача уплотнительных колец. Если конструкция бункера сложна, оператору требуется 20 минут на его очистку и заправку. А делает он это, скажем, 4 раза в смену. Это уже больше часа простоя. Мы перепроектировали узел под быстросъемный бункер — замена теперь занимает 2 минуты. Мелочь? За год набегают сотни часов сэкономленного времени.

Или история с пружинами. Дешевые пружины из углеродистой стали могут иметь остаточную деформацию после длительного хранения в бункере. Машина начинает ?плеваться?. Вместо того чтобы усложнять механику подачи, мы вместе с заказчиком пересмотрели техпроцесс и перешли на пружины из более качественной проволоки. Стоимость компонента выросла на копейки, а стабильность работы машины — кратно. Иногда решение лежит за пределами станка, и наша задача, как интегратора, это увидеть и предложить.

Будущее: гибкость против специализации

Сейчас тренд — на гибкие производственные ячейки. Но в случае с соленоидными клапанами для бытовой техники я пока не вижу в этом острой необходимости. Номенклатура меняется нечасто, тиражи огромные. Здесь выигрывает узкоспециализированная, ?заточенная? под одну-две модели клапана машина. Ее КПД будет всегда выше.

Однако гибкость нужна в другом — в способности машины адаптироваться к естественному разбросу параметров входящих компонентов. Вот это и есть главный вектор развития. Не перестраиваться с клапана для посудомойки на клапан для кофемашины (это все равно потребует замены оснастки), а уверенно собирать клапан для посудомойки, даже если сегодня партия корпусов с одного литьевого пресса, а завтра — с другого, чуть изношенного.

Для нас в ООО Сэньцань Автоматизация Машинери это означает смещение фокуса с чистой механики на синергию механики, простых датчиков и ?неглупого? управления. Не искусственный интеллект, а просто алгоритмы, которые могут отличить допустимый разброс от брака и скорректировать действия исполнительных механизмов. Именно такие решения мы и отрабатываем сейчас на новых проектах, стремясь к тому, чтобы следующая машина для сборки, покидающая наш сборочный цех, была еще на шаг ближе к идеалу ?включил и забыл? для технолога на заводе-изготовителе техники.