PRODUCTIEMACHINES PERMANENT VERBETEREN
Pneumatica als het eenvoudig en snel moet
De firma I.C.A. uit Waver ontwerpt en realiseert automatische machines voor toepassingen in de productie of in labo's. In vele gevallen is er een technische ondersteuning nodig wanneer de machines of productielijnen moeten worden aangepast. Bij Schneider Electric plaatste het bedrijf een unit voor de continue controle van de fysische opbouw van alle automaten (elektrische zekeringen) op het einde van een geautomatiseerde productielijn. De unit werd twee jaar geleden gebouwd en dit jaar al 'gemoderniseerd', omdat ze een bottleneck vormde. De controlecadans werd verhoogd middels een tweede camera en een bijkomende pneumatisch aangestuurde controlepost van SMC Pneumatics.
100% TESTEN
Schneider Electric produceert in zijn fabriek in Ukkel o.a. modulaire automaten, elektrische afschakelapparatuur, differentieelblokken e.d. Deze worden er geproduceerd voor de hele wereld. Het gaat om een breed gamma van varianten (verschillende bedrijfsspanning, nominale stromen, verschillende onderbrekingsvermogens, verschillende uitschakelcurven ...). Toch verloopt de volledige productie automatisch. Hiertoe beschikt men over een aantal productielijnen, waarop de verschillende types volgens de binnenkomende orders door elkaar worden geproduceerd. Op het einde van elke productielijn worden alle automaten stuk voor stuk getest, elk volgens hun specifieke eisen en testpatronen.
Zowel op samenbouw als functioneel
Dat testen gebeurt op een aangestuurde carrousel met acht posities. De automaten worden in vaste sjablonen op de draaitafel geplaatst. Op elke positie ondergaan de automaten een specifieke test, die wordt aangepast aan het type dat wordt aangeboden. Om een hoge doorloopsnelheid te bekomen, gebeuren de tests op de posities simultaan.
Alles start met de controle op de fysische conformiteit van de behuizing. Daarbij horen de aansluitingen in functie van het type apparaat, waarbij de aansluitpunten voorzien moeten zijn van vijzen en waarbij sommige aansluitpunten in dat type moeten worden afgedekt. De tweede reeks tests gaat over de elektrische opbouw, waarbij bijvoorbeeld ook de ingebouwde wikkelingen getest worden en waarbij ook het functioneren van de schakelaar fysisch wordt uitgeprobeerd.
Als laatste is er een akoestische test, waarbij door middel van analyse van het geluidsspectrum de goede werking wordt aangetoond. In de laatste positie van de carrousel wordt het apparaat gelabeld, wat aangeeft dat de werking inderdaad OK is.
VISIETEST WAS DE BOTTLENECK
De juistheid van de aansluitpunten en het afdekken van ongebruikte aansluitpunten zijn natuurlijk heel belangrijk. Daarom is er aan deze controle bijzondere aandacht geschonken. In de oorspronkelijke machine was er één cameracontrole voor de afgedekte posities (die met een witte pasta zijn afgedekt) en voor de aanwezigheid van schroeven (grijze kleuren als ze er zijn, zwarte kleur als ze er niet zijn). De automaat werd op de testpositie gepositioneerd en de camera werd met behulp van de pneumatische precisiegeleiding van SMC gepositioneerd. Omdat er openingen zijn aan beide kanten van een automaat, moest de camera zich herpositioneren. Eerst werd de camera aan de ene zijde boven de contactpunten geplaatst en na het opnemen van het beeld verschoof deze naar de tweede positie voor het opnemen van de tweede set contactpunten. De twee opgenomen beelden werden dan geanalyseerd, waarbij men op basis van grijsschalen de drie mogelijkheden nagaat: een witte opvulling, er is enkel een hol zonder schroef of er is een schroef aanwezig. Door de gemeten grijswaardes te vergelijken met het opgeslagen beeld van dat specifieke type, kon men nagaan of de automaat voldoet.
Samen met Schneider werd, in het kader van de continue verbetering van de productieafdeling, geconstateerd dat deze visietest het knelpunt van de lijn werd. Dit had twee oorzaken. De testtijd van dit station was de langste door de tijd die nodig was voor het verplaatsen van de camera van de ene positie naar de andere, en er was de beeldverwerking, waarbij er soms een onterechte afkeur was door het verschil in reflectie van het ene lot schroeven ten opzichte van een ander: ze waren soms matter, soms blinkender.
PNEUMATICA OMDAT HET EENVOUDIG IS
eenvoudig en goedkoop te construeren"
(Didier Groffils, zaakvoerder I.C.A.)
In de eerste testpositie beperkt de cameratest zich tot het controleren welke posities een witte vulling hebben en welke niet. Dat vereist een gemakkelijke beeldanalyse die snel kan verlopen. Vervolgens schuift de te controleren automaat een werkpost verder en daar wordt de diepte van de 'donkere' posities gecontroleerd. Uit die gemeten diepte wordt afgeleid of er al dan niet een schroef aanwezig is. Op deze manier werd enerzijds de testpositie versneld en anderzijds de juistheid van de test sterk verhoogd.
De dieptemeting is een pneumatische eenheid, bestaande uit cilinders waarvan de cilinderstangen in de 'donkere' locaties schuiven. Er is een dieptecontrole op elke cilinderdrijfstang. Een korte verplaatsing duidt op de aanwezigheid van een schroef, een lange verplaatsing op de afwezigheid. Dit testsysteem is met de inschakeling van pneumatica eenvoudig en goedkoop te construeren, en lost het probleem op van reflectieverschillen bij de schroeven. Er moeten ook geen specifieke afregelingen gebeuren. Om de test betrouwbaar te maken, werd er gebruikgemaakt van minicilinders met interne geleiding. Belangrijk hierbij en een van de redenen waarom ICA gestandaardiseerd is op SMC Pneumatica zijn de betrouwbaarheid en de levensduur van de cilinders, wat wordt bekomen door een gelijkmatige beweging (door het coaten van de cilinderstang). De levensduur wordt uitgedrukt in km werking; de cilinders van SMC werken meer dan 10.000 km zonder enig probleem. De cilinders worden aangestuurd vanuit een op maat geconfigureerd elektropneumatisch ventieleiland, dat via ethernet communiceert met de centrale PLC van het type Scheider MGTE.
AANGEPAST AAN STIJGENDE MARKTVRAAG
De vraag naar automaten was de jongste jaren in opmars. De productielijn die twee jaar geleden in gebruik werd genomen voldoet aan de meest moderne eisen van produceren. De cadans kon nog verhoogd worden; enkel de testmachine meer specifiek de cameratest was voor het optrekken van de productie een bottleneck. Door het gelijktijdig testen van beide zijden van de automaat werd al heel wat tijd gewonnen. Maar het verwerken van de beelden met diepgaande detectie over de grijsniveaus bleef tijd vergen. Door het beperken van de cameratest tot 'wit' of 'donker' en de controle met pneumatica van de diepte van de 'donkere' gaten konden de algoritmes vereenvoudigd worden, wat maakt dat de testmachine ook op hoge snelheid betrouwbaar blijft. De aanpassingen aan het PLC-programma om deze uitbreiding mogelijk te maken, bleven vrij beperkt.
