传统上, screwdriving 不如其他装配操作,如铆接或超声波焊接快。这是因为螺丝从不同类型和形状的紧固件到不同的材料和不同的驱动方式都充满变数。

吞吐量等同于周期时间-生产所需的时间部分或完成过程。它通常由工作单元中最慢的机器管理。然而,工程师在尝试促进螺丝刀应用中的吞吐量时面临着许多挑战。

“挑战正在减少驱动螺钉所需的时间,提高关节质量(消除剥离或部分驱动的螺钉),并减少丢失或掉落的紧固件的废物,”Kevin Buckner,Desion工程师说设计工具公司

“提高吞吐量是关于尝试获得更多的零件,而不是以前加工,”ASG的Phil Project Group Manager。div。Jergens Inc.“能够在更少的时间内生产更多的部件来提高生产率并降低成本。然而,每个人都努力吞吐量。“

“吞吐量始终是与制造商的讨论点,因为每个人都有循环时间,他们正在尝试最小化,”鲍里斯巴伯勒,应用工程师DEPRAG公司.“他们通常希望购买尽可能少的螺丝驱动设备,以实现更快的周期。”

紧固件质量差导致大量的吞吐量问题。例如,螺纹切割和螺纹成形的问题会产生偏差。

“制造商仍在学习成本和质量不一样,”克林勒指出。“这导致许多不容易或快速解决的错误。”

DEPRAG的总经理Jan Aijkens说:“提高产量的最大挑战是螺丝的质量。”“超出公差的螺丝会导致(头疼)。然而,手动进料器的问题(通常)较小,因为运营商就在那里,大多数堵塞通常可以很容易地清除。”

Buckner补充道:“紧固件质量是组装作业中经常被忽视的一个方面。“当制造商使用自动化或手持式自动进给螺丝刀设备时,紧固件的质量问题,如尺寸差异、头和柄之间的偏心问题、弯曲的螺钉或部分成型的螺钉,可能会导致进给问题和停机。”

通常,最便宜的螺钉不是长期最好的解决方案。“如果你买了LOUSY螺丝,它可能会在进纸机制中创造[果酱],”Aijkens指出。“一些宽容和尺寸是至关重要的。设备可能不起作用,只是因为有人沿途节省了一些便士。“

产品设计不佳也会导致许多螺丝螺纹放缓。“工程师在尝试提高吞吐量时制造的最大错误不是考虑在设计组件时的螺丝刀,”Buckner说。“螺钉通常会在采用手持设备或自动化设备的位置进行[放置],这使得提高吞吐量非常困难。”

有时,所有所需要的只是一个次要的改变。如果工程师愿意改变材料,紧固件或应用,它们可以提高装配速度。

“将功能添加到零件中,例如可用于对准工具的侧袋或凹槽,可以对吞吐量产生很大差异,”备注Baeumler。“设计可以具有螺丝,该螺钉具有方形驱动器,不能与该位相撞。将[头部]更改为TORX或交叉凹陷设计可以提供帮助。“

根据Baeumler的说法,紧固件的尺寸也会影响产量。“一般来说,紧固件越大,循环时间越慢,”他指出。“使用较小的螺丝通常更容易提高产量。”

而且,使用的工具类型会影响吞吐量。例如,相对于电动驱动器,操作人员通常可以用气动驱动器更快地驱动螺丝。这是因为气动工具往往有较高的主轴速度。

主轴转速

所有的东西都是平等的,提高吞吐量最简单的方法是增加螺丝刀上的主轴速度。例如,如果可以满足扭矩要求,则驾驶员的速度可以从1,000 rpm变为2,000 rpm。

一种解决方案是将中风的量减少到给定申请的最小值。“通过减少运输时间的时间轴在原始位置与零件表面接触,循环时间越快,”韦伯螺丝螺丝系统公司营销经理“有机会调整金额清关和比特笔画,我们可以在不影响功能的情况下优化循环时间,并提供无堵塞操作。“

加速或优化循环时间的另一种方法是以高速速率运行电机,直到螺钉头大约一个转向座位。“[我们]标准直流控制器提供模拟和数字深度集成,它将相对于零件进行准确的线性测量,”格雷厄姆解释说。“这种方式,我们可以在驾驶周期的最终结束时实现最快的衰退,准确慢,以精确扭矩和角度控制。”

然而,主轴转速并不总是一站式的解决方案。ASG Precision Fastening全球产品组经理Neil Maniccia表示:“工程师在试图提高螺丝驱动应用的吞吐量时,所犯的最大错误之一是提高驱动器的速度。“速度的增加会影响连接中的夹紧负载,从而导致故障。”

“只是打倒表盘可能是一个很大的错误,”Baeumler添加了。“一些应用程序只是不允许那样,例如塑料螺丝。

Baeumler警告说:“有些人会将转速从700转提高到1400转,因为他们认为这将使他们的周期时间翻倍。”“但实际上,这种‘解决方案’可能会产生问题。因为螺杆传动涉及很多其他工序,所以提高主轴转速只是一个很小的因素。”

格雷厄姆说:“当有人试图优化或以其他方式试图挤出螺丝驱动过程中的每一毫秒时,我们通常会看到有害的冲程速度和钻头压力。”“螺杆具有一定的优选前进速度和钻头压力,这将确保获取的扭矩读数与螺杆头实际发生的情况相符。由于钻头前进速度过快,可能会对螺纹或应用部件造成损坏。

“通过施加太多的向下的力,可以人工抬起螺纹螺纹接触和普遍扭矩,造成可以表现成未排销的螺钉的假扭矩读数,”加入Graham。“通过使用正确的比特速度到螺距比,并且只需足够的压力来保持驱动器位接合,可以更好地信任任何扭矩读数,并大大降低了在过程中损坏螺纹的风险。”

自动化选项

大多数专家都同意,需要某种自动化来加快螺丝刀。选项包括螺丝演示器,碗送料器,戳轭设备和机器人。

Baeumler说:“提高产量需要螺杆的自动送料。“喂料器快速地将紧固件正确地导向工具。”

有几种不同的方法可以让驾驶员螺钉。一个简单的廉价的解决方案是摇动托盘,其中螺钉在穿孔的穿孔托盘上来回倾斜。

下一步是螺丝演示器,可容纳约100个螺钉。振动轨道或者螺钉并将它们带到轨道的末端,其中操作员可以用磁台拾取它们,然后驱动它们。

吹风机是下一步。操作员将螺钉转储到料斗或振动碗中。每个螺钉的工具或者将其带到轨道的末端,将其分开并将其丢弃到进料管中。爆炸的空气射击螺钉到驾驶员的末端。

最快和最复杂的解决方案是使用X-Y机器人,以及将多点馈电系统绑在多光线螺丝刀中。

自动化Buckner说:“整个螺丝驱动过程使用固定设备,用于驱动组装中的所有螺丝,通过减少操作人员的数量,可以大大提高产量。”这也解放了操作人员在驱动螺丝的同时执行其他任务。”

手持式和定制式机器都有。Buckner解释说:“在手持式应用中,自动进给螺丝刀设备可以更快地将螺丝送到驱动器上,无需操作人员处理紧固件,从而解决了这些挑战。”“在固定应用中,可以使用多个驱动器来减少周期时间,或同时组装多个组件来实现更高的速率。

Buckner说:“通常情况下,当紧固件尺寸阻止了螺杆的吹送,或者应用程序不允许使用自动送料驱动组件时,就会使用螺杆展示器。”

螺丝演示器将紧固件放置在拾取点,使操作员可以插入磁台并接合螺钉。操作员不必处理紧固件,从而减少丢失的紧固件的废物,通过消除进入组件的掉落的紧固件的可能性来提高质量。一旦螺钉从拾取点移除,演示者推进了另一个螺钉,因此下一个螺钉可用作螺钉被驱动,从而降低循环时间。

但是,螺丝演示者对所有螺丝驱动应用都不是理想的。“与吹喂养的解决方案相比,我们看不到任何赠送者实际上可以提高吞吐量的地方,”格雷厄姆说。“一般而言,在驾驶时直接向驱动头喂养螺钉,同时驾驶消除了螺丝刀系统进入自然位置以拾取螺钉,并将始终节省时间并提高吞吐量。”

另一种选择是使用Poke-Yoke设备,可以通过消除装配错误来提高吞吐量。“Poke-Yoke Systems通常进行检查和余额以验证。..零件安置和其他质量控制功能,“格雷厄姆指出。“这[减少了由于操作员错误而导致的部分失败部分。”

然而,格雷厄姆说,戳轭工艺有时会以负面的方式影响吞吐量。“它取决于它们是否可以与其他功能同时执行,”他解释说。“当他们不能,整体过程一般减慢了。”