Dozowanie, znane również jako klejenie, nakładanie kleju, powlekanie, uszczelnianie lub kapanie, to proces, podczas którego klej, olej lub inne płyny są nakładane, uszczelniane lub kapane na produkty w celu zapewnienia takich funkcji, jak łączenie, uszczelnianie, izolowanie, zabezpieczanie, i wygładzanie powierzchni. Proces ten jest szeroko stosowany i stanowi integralny aspekt procesów produkcyjnych samochodów.
Dozowanie może odbywać się ręcznie lub za pomocą zautomatyzowanych robotów. W produkcji samochodów preferowane jest zautomatyzowane dozowanie za pomocą robotów ze względu na dużą objętość i tempo, pomimo wyższych kosztów i znacznych wyzwań technicznych. Automatyczne dozowanie zazwyczaj opiera się na sterowaniu pneumatycznym, które wypycha klej w określonych ramach czasowych, teoretycznie zapewniając za każdym razem stałą objętość. Regulacja ciśnienia powietrza, czasu i wybór odpowiednich dysz igłowych mogą regulować objętość każdego cyklu dozowania. Jednakże podczas rzeczywistej produkcji mogą pojawić się różne wyzwania, stwarzające krytyczne przeszkody technologiczne.
Badania identyfikują kilka czynników uznawanych za problematyczne podczas dozowania:
- Konsekwencja dozowania
- Dokładność dozowania
- Konserwacji sprzętu
- Zwiększanie tempa produkcji
- Straty kleju
- Szkolenie operatorów
- Przeróbki i naprawy
- Konsekwencja dozowania
W produkcji małych partii niespójność jest częstym i trudnym problemem. Około 44% respondentów wskazało, że ze względu na produkcję małych serii często preferowane są operacje ręczne niż roboty zautomatyzowane. Spójność każdego przedmiotu obrabianego jest największym wyzwaniem w przypadku metod ręcznych ze względu na zmiany personelu wpływające na spójność.
Jednakże zastosowanie zaawansowanego zautomatyzowanego sprzętu w pewnym stopniu łagodzi problemy ze spójnością. Wśród respondentów korzystających z stacjonarnych dozowników zasilanych powietrzem 37% uznało spójność za wyzwanie. W przypadku osób korzystających z pneumatycznych systemów zaworów 32% wymieniło spójność jako wyzwanie, podczas gdy tylko 26% respondentów korzystających z systemów dozowania wyporowego uznało to za wyzwanie.
Chociaż ulepszenie sprzętu dozującego może rozwiązać problemy ze spójnością, przestrzeganie prostych wskazówek, takich jak rozwiązywanie problemów z pęcherzykami powietrza, może również poczynić postępy. Minimalizacja pęcherzyków powietrza w płynach przed dozowaniem ma kluczowe znaczenie dla dokładnego dozowania.
Dokładność dozowania
Dokładność dozowania to kolejny częsty problem. Podobnie jak w przypadku spójności, 41% respondentów zajmujących się obsługą ręczną i 35% użytkowników dozujących pneumatycznie uznało dokładność dozowania za wyzwanie.
W przypadku stosowania pneumatycznych systemów zaworów, takich jak zawory membranowe i zawory iglicowe, problemy z dokładnością są mniej wyraźne. Niektórzy producenci stosują zaawansowane systemy wtryskiwania, takie jak elektroniczne pneumatyczne zawory strumieniowe i piezoelektryczne zawory strumieniowe, aby znacznie poprawić dokładność.
Postęp w pneumatycznych maszynach dozujących również przyczynia się do poprawy dokładności. Ulepszenia oprogramowania umożliwiają wielu maszynom wykonywanie wielopunktowych operacji dozowania, przyspieszając prędkość produkcji.
Pęcherzyki powietrza w klejach również wpływają na dokładność dozowania. Usuwanie powietrza z płynów przed dozowaniem jest kluczem do dokładnego dozowania.
Konserwacji sprzętu
Konserwacja sprzętu zawsze była wyzwaniem i obejmowała demontaż, czyszczenie, smarowanie i konserwację w czasie przestojów. W przeciwieństwie do powyższych punktów, zautomatyzowane metody dozowania zwiększają trudność konserwacji sprzętu.
W latach 2017 i 2018 odpowiednio 46% i 45% respondentów uznało konserwację systemów dozowania wyporowego za największe wyzwanie.
Ponadto odpowiednio 39% i 33% respondentów w latach 2017 i 2018 uznało konserwację pneumatycznych układów zaworów za wyzwanie.
Ponadto 35% respondentów w 2018 r. uznało konserwację urządzeń z systemem pneumatycznych zaworów strumieniowych za szczególnie trudną.
W porównaniu z zaworami pneumatycznymi i systemami zaworów strumieniowych, więcej respondentów uważa systemy dozowania wyporowego za bardziej problematyczne ze względu na ich bardziej złożone komponenty, wymagające więcej czasu na demontaż i czyszczenie. Jednakże zaleta systemów wyporowych polega na ich zdolności do zapewnienia ciągłego, powtarzalnego dozowania niezależnie od lepkości płynu lub zmian w czasie.
Najnowsze osiągnięcia w technologii dozowania, w tym zawory pneumatyczne i piezoelektryczne zawory strumieniowe, skracają czas konserwacji dzięki innowacyjnemu projektowi produktu. Zaciski szybkozamykające zintegrowane z konstrukcjami zaworów umożliwiają operatorom szybkie usunięcie płynu podczas instalowania zaworu w systemie automatyki, eliminując potrzebę demontażu w celu czyszczenia i renowacji, oszczędzając w ten sposób znaczną ilość czasu potrzebnego na konserwację. W rzeczywistości płynne przełączanie między wieloma płynami można osiągnąć przy odpowiednim przygotowaniu, minimalizując przestoje do zaledwie kilku minut.
Przyspieszenie tempa produkcji
Dla niektórych dostawców komponentów zwiększenie szybkości produkcji jest najwyższym priorytetem ze względu na wysoki popyt, który gwarantuje, że produkty będą sprzedawać natychmiast po ich wyprodukowaniu. Wszelkie przestoje są równoznaczne z utratą przychodów. W 2018 roku około 44% respondentów wskazało, że przyspieszenie tempa produkcji było dla nich głównym wyzwaniem. Wśród respondentów korzystających z stacjonarnych systemów automatyzacji 43% wyraziło pilną potrzebę zwiększenia szybkości produkcji.
Zazwyczaj, gdy wymagane są większe wielkości produkcji, wykorzystanie stacjonarnych systemów automatyzacji umożliwia robotom dozowanie płynów w porcjach, zastępując tryby jeden do jednego i znacznie zwiększając prędkość produkcji.
Respondenci uznali prędkość produkcji za bolesny punkt automatycznych systemów dozowania, prawdopodobnie dlatego, że producenci celowo projektują prędkości ruchu robotów tak, aby były wolne i nie przekraczały progów bezpieczeństwa, unikając w ten sposób konieczności zamykania ich w systemach zabezpieczających.
Najnowsze stacjonarne roboty dozujące zostały zaprojektowane specjalnie w celu skrócenia cykli dozowania. Te nowe roboty wykorzystują napędy śrubowo-toczne zamiast napędów pasowych, co pozwala na szybsze i bardziej precyzyjne pozycjonowanie. Niektóre modele mogą osiągnąć powtarzalność pozycji rzędu ±0,003 milimetra.
Marnotrawstwo i szkolenie
Wreszcie, godne uwagi obawy obejmują marnotrawstwo kleju, szkolenie operatorów, przeróbki i złom.
Choć straty kleju mogą wydawać się niewielkie, z biegiem czasu kumulują się, powodując znaczne koszty. Powszechną metodą ograniczania strat kleju jest stosowanie jednorazowych elementów dozujących, takich jak cylindry i tłoki strzykawek, zaprojektowanych tak, aby zapobiegać pozostałościom kleju po dozowaniu. Niektóre części zostały specjalnie zaprojektowane, aby zminimalizować ilość odpadów. Krótsze przewody zasilające między zbiornikami płynu a zaworami dozującymi mogą również pomóc w zmniejszeniu ilości odpadów. Korzystanie ze specjalistycznych zaworów dozujących może również pomóc w optymalnym rozprowadzeniu kleju, minimalizując straty.
Szkolenie pracowników zawsze stanowiło wyzwanie w przypadku każdego sprzętu lub zastosowania procesowego, a dozowanie nie jest wyjątkiem, szczególnie w przypadku złożonych systemów natryskowych i robotów stacjonarnych. Jednym ze sposobów przezwyciężenia tego problemu jest współpraca z dostawcami sprzętu dozującego w celu zapewnienia szkolenia pracowników podczas dostawy sprzętu, testowania i debugowania, a także generowania udokumentowanych parametrów podczas testowania, które służą jako wskazówki podczas szkolenia operatorów. Aktualizacje oprogramowania mogą również znacznie skrócić czas szkolenia operatorów. Niektórzy dostawcy sprzętu dużo inwestują w rozwój intuicyjnych interfejsów oprogramowania, aby uprościć konfigurację i programowanie robotów dozujących, zmniejszając w ten sposób potrzebę szkolenia operatorów.
