在俄亥俄州阿克朗的Copley高中创新者团队需要设计一块设备,以便为Weaver Industries Propak举办一款以织布工业,这是一家已雇用残疾人约40年的公司。通过现有的装配方法,织布工具努力满足组件的生产和合同要求。

作为2017年Sourceamerica的一部分,来自Copley高中的Copley Innovators与Weaver Industries Propak设计了一台机器,称为Delta Snap,以轻松,有效地将研磨胶囊和顶部组装成盐和胡椒研磨机盖子食品工业。科普利创新者赢得了2n在这个国家比赛中。

Copley高中的自动化成功

2017年的Copley高中创新者团队包括Colton Murray,Aaron Lampner,助理教练Fiona Casida,Hiba El Rassi,Coach Kirby Carener,Madeline Wiley,Georgia Shay,Kevin du。

根据其网站(www.sourceamerica.org.),Sourceamerica设计挑战是一种国家工程竞争,参与者为残疾人创造创新的工作场所技术。

问题

原始过程需要将顶盖夹在一起的盖子的研磨机胶囊部分,并将完成的组件轻轻落入盒子中。这个过程看起来很容易,但是在将零件绑在一起时,它们会发出声音点击,就像它们被组装一样,但是另一点击通常需要完全座位。此外,将部件丢到盒子中,导致一些未被终止的部件。

Copley Innovators访问了Weaver Industries Propak,并与员工主题专家交谈 - 以及负责磨床盖的装配,包装和质量控制的运营经理。在这次访问之后,团队聚集在一起,集体讨论如何设计和建立一个半自动过程,以解决韦弗的生产和质量问题。该团队决定将工作分成不同的工作,例如指定零件,编程自动化系统,并建立机器。

Copley团队认为将部件固定在托盘上并在零件上滚动大鼓以座椅盖上盖子,但是该原型滚筒/压制工具仍然没有正确关闭盖帽。然后设计和构建原型压力机,由安装到块的气缸组成,以将盖子扣盖。

解决方案

虽然原型新闻工作,但运营商并不安全。采用从原型测试中学到的内容,团队聚集在一起,设计了更大,更安全,更复杂的最终原型机器,以帮助Weaver Industries组装研磨机。机器的设计消除了操作员强度或灵活性的需求。

最终的原型机一次组装六个帽(图2)。操作员将顶盖和底盖一起预加载到六个巢穴中,然后按下双防缠绕按钮开始循环,确保操作员手清除机器。然后,机器延伸六个压圆柱下的部件巢。一旦筑巢定位,压圆柱将延伸并将顶盖和底盖一起延伸。

Copley高中的自动化成功

Copley Innovators对设计挑战的解决方案是设计手动装载,六站,半自动机器,他们命名为Delta Snap。

然后压圆柱缩回,两个额外的汽缸在压力机下方打开门。这将打开巢的底部,将组装的帽放入盒子中。然后将门关闭,空巢返回到负载位置,完成一个六个部分的一个组装周期。然后操作员重复循环。

控制硬件,程序和气动

使用的大部分控制和气动系统由自动化编程提供。过去,他们在过去的工作中与Copley一起工作过,并且是所有控制硬件的近单源供应商。在设计,组装18luck安卓客户端和编程机器时,他们的技术支持也是一个巨大的帮助。

使用自动化程式单击基本可编程逻辑控制器(PLC),因为它非常适合这种大小和复杂性的机器。配合单击电源提供所需的24 VDC控制电源。16点,24 VDC离散输入和16点,24 VDC离散输出模块连接到PLC以监控和控制I / O.

免费点击编程软件从AutomationDirect的在线商店下载以编程机器序列。所有团队成员都参与了PLC编程,提供了良好的学习体验。团队成员沿途作出了一些错误,但最终,机器序列工作如同设计。

AutomationDirect提供的大部分气动硬件,包括气缸,电磁阀,阀门,配件和管道。单螺线管,4路,2个位置,带有¼“Fnpt入口和出口的弹簧返回Nitra电磁阀用于控制机器上的九个气瓶。这些阀门由PLC的24 VDC输出操作,通过11 mm DIN样式布线插头连接,阀门操作Nitra气动气缸。

大多数气缸都是¼英寸孔,带有3英寸的行程。这些是双作用汽缸,需要空气延伸和缩回,具有磁性活塞。NITRA固态气缸位置开关检测磁性活塞在气缸内的位置,以确保完整的压制循环到错误的盖帽组件。

磁传感器设置为特定的盖子高度(图3)。只有盖子和研磨机胶囊均匀侧向侧向并正确定位在部件巢中,才能达到压力机的完整行程。所有其他零件位置限制压圆柱的行程,因此传感器不会检测活塞,触发错误序列,并导致安装在部件嵌套上的红灯打开。

Copley高中的自动化成功

如果盖子和研磨机胶囊在部件嵌套中没有适当地放置,则压力机上的全冲程传感器位于绿线,不会感知NITRA圆柱磁性活塞。

手术

该机器操作简单,只需要最小的训练。它是轮椅可供使用,两个盖子部件都在机器操作员到达范围内。

操作员接口面板显示机器的状态。有一个四位数的显示器组装零件,以及它填充盒子的几分钟。红色和绿灯嵌入机器部分巢中。嵌套处的红灯表示盖子在机器中不正确地放置,巢穴处的绿灯表示盖子正确放置。当达到834的最大框部分计数时,绿灯闪烁,表示应拆除完整盒子,并将新盒子放入其位置。

原始过程可能导致疲劳,并且有可能的捏点,但新的Delta Snap机器的设计更安全,更为符合人体工程学。该机器只能通过主管通过钥匙开关打开。通过确保在夹具延伸之前,通过确保两个按钮在压力机下延伸之前,机器的双重手掌按钮保护操作员手。还有一个紧急停止按钮和空气转储阀,以停止机器运动。

在工作场所的影响

操作员真的喜欢这台机器。这就像玩游戏;丢掉一组胶囊和帽子并去。运营商表示,他们的手没有累了,这是一个问题,当有必要手动将零件扣住在一起时。

这台机器超出了织布工业Plakak的各种需求,并有助于确保合同组装磨床盖仍然存在。它解决了Weaver的质量控制问题,不能正确地将盖子置于砂砾胶囊上。该机器还降低了缺陷率和质量控制检查。不再需要提供第二次检查组装盖的主管,并且组装缺陷率从16%降低到零。

效率也得到了大大提高。一名操作员在使用新的Delta Snap机器时提高了80%的生产率80%,她一直在装配磨床盖两年,节省78个操作员小时。

Sourceamerica设计挑战是团队中每个人的伟大体验。他们从地面零开始,没有机器自动化的知识,并最终建造建筑为织布工业的Propak及其员工建造一个有用的机器。该团队学会了如何订购零件,计划PLC和气动性。他们还学习了如何使用带锯和钻头等工具,然后敲击孔和焊接电线。最重要的是,该团队完成了一个真实的工程项目,他们必须定义一个问题,头脑风暴的想法,并建立机器来提供解决方案。查看更多关于团队以及链接和其他图像http://bit.ly/sourceamhttps://www.youtube.com/watch?v=tbdnlcgytfo.

伟大的赢家是韦弗工业Propak的员工。每位员工现在都喜欢使用高效和半自动的达快组件,而不是用耗时的手动组件瘀伤和疲劳和疲劳运营商。

由Hiba El Rassi,2017年Copley Innovators团队负责人

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最初发布时间:2017年11月8日