FI86156C - Produktionsmetod foer behandling av fraon ett plaotaemne avskaerade plaotar i och foer vidareproduktion. - Google Patents

Description

1 86156

Tuotantomenetelmä levyaihiosta leikattavien levyjen käsittelemiseksi jatkotuotantoa varten

Keksinnön kohteena on tuotantomenetelmä levyaihiosta 5 leikattavien levyjen käsittelemiseksi, jolloin tuotan tomenetelmää sovellettaessa levyaihio paloitellaan leikkauslaitteiston avulla ennalta määrätyn muotoisiksi levyiksi, jolloin 10 levyaihiosta peräkkäin leikatut levyt siirretään kuljetinlaitteistolle, jolla leikatut levyt kuljetetaan purkauspäähän, jossa 15 purkaus- ja järjestelylaitteiston avulla kuljetin-laitteistolla olevat leikatut levyt puretaan jatkotuotantoa varten.

20 Tietokoneavusteinen NC-ohjelmointi on nykypäivän rutiinia levytyökoneiden ohjelmoinnissa, ja NC-ohjauk-sen ohjelmointi suoritetaan erillisellä tietokoneella tai päätteellä, erillään työstökoneesta, jolloin työstökone työstää normaalisti ohjelmoinnin aikana. 25 Levytyökeskusten ja erityisesti integroitujen järjes- .·. : telmien (FMS,FMC), joissa samassa järjestelmässä on · yhdistettynä useita eri työvaiheita suorittavia työstökoneita, ohjelmoinnissa käytetään nykyään lähes yksinomaan erityisesti niitä varten kehitettyjä : ·' 30 ohjelmistoja, jotka mahdollistavat tehokkaiden valmis- tustekniikoiden (monistus, ryhmittely (nesting) jne.) : helpon ohjelmoinnin.

Uusimmissa ohjelmointijärjestelmissä kehityksen 3 5 suunnaksi on osoittautunut tietokoneavusteisen suunnit- •. telun ja ohjelmoinnin yhdistäminen ns. CAD/CAM-järjes- telmän avulla, jolloin varsinaiset työstöä varten • « · • · *...' tarvittavat NC-ohjelmat tehdään CAD-suunnittelussa 1 · « • · · · • · ♦ · ♦ • «f 2 86156 laaditun geometriatiedon pohjalta osittain suunnittelun yhteydessä tai niiden teko voidaan automatisoida suhteellisen helpoksi suorittaa. Tällainen integroitu CAD/CAM-järjestelmä on useista erillisista ohjelmista 5 koottuun ohjelmistopakettiin verrattuna oleellisesti parempi, koska tiedostojen siirtoa eri ohjelmien välillä ei tarvita.

Siirtyminen edelleen ns. JOT-periaatteen (just on time) 10 mukaiseen tuotantoon ja sen edellyttämään automaattiseen joustavaan valmistustekniikkaan, kuten FMS (Flexible Manufacturing System), joka on mahdollista kytkeä myös CAD/CAM-järjestelmän yhteyteen, on johtunut siitä, että edellä esitetty aikaisempi kehitys on 15 ollut lähinnä seurausta työstökoneiden ja ATK: n kehittymisestä, jolloin ei ole lähdetty tuotannon ja valmistuksen todellisten tarpeiden mukaisesta rationalisoimisesta. Tällaisen JOT-periaatteen mukaisen joustavan valmistustekniikan periaatteena on erityises-20 ti levytyötekniikassa levyosien erilaisten valmistuvai-heiden (lävistys, taivutus, leikkaus, hitsaus jne) integroiminen yhdeksi keskitetysti hallittavaksi tuotantojärjestelmäksi. JOT-tuotannossa valmistetaan joustavilla automatisoiduilla tuotantolaitteistoilla 25 tuotteita juuri oikeaan tarpeeseen (JOT), eli vain kyseessä olevaan valmistuserään tarvittava määrä.

• « ·. Valmistuserät pyritään pitämään mahdollisimman pieninä, ···_ koska keskeneräiseen tuotantoon sidottu pääoma halutaan !1! minimoida. Tällöin sarjakoot pienenevät, mutta toisaal- • « 30 ta pienetkin sarjat on pystyttävä tuottamaan yhtä tehokkaasti ja edullisesti kuin suuret sarjat. Tällöin • · ·1 1 tiedon- ja materiaalinkulku on automatisoitava.

Levytuotetuotannossa erityisesti lävistys- ja leikkaus-.1·· solujen purkupuolen materiaalinkäsittelyjär jestelmä :: 35 on ongelmallinen, koska järjestelmän pitäisi pystyä lajittelemaan ja pinoamaan mielivaltaisessa järjestyk-... sessä tulevia kappaleita nopeasti omiin pinoihinsa.

"·’ Järjestelmän on myös pystyttävä ryhmittelemään kap- • · 1 • · · • · « · • · • · 3 86156 palekoot sopivasti seuraavia työvaiheita varten keräämällä eri levyaihioista tehtyjä osia ryhmiksi (esim. jonkun tuotteen kaikki särmäykseen menevät osat samalle lavalle jne).

5

Levyaihion leikkaukseen ja siitä leikattujen levyjen käsittelemiseen jatkotuotantoa tai välivarastointia varten on tällä hetkellä mahdollista käyttää ohjelmoitavia ja CAD/CAM-järjestelmään kytkettyä, joustavaa 10 valmistustekniikkaa (FMS) soveltavia leikkaus-, kuljetus-, purkaus- ja lajittelulaitteistoja. Nykyisillä ratkaisuilla ongelmaksi on vielä kuitenkin osoittautunut edellä mainittujen laitteistojen erilainen hetkellinen toimintanopeus, jolloin kokonais-15 toiminnan tehokkuus on määräytynyt alemman toimin tanopeuden omaavan laitteiston mukaan. Hetkellisellä toimintanopeuden erolla tarkoitetaan sitä, että vaikka laitteistojen nimellistoimintanopeudet lähes vastaavat toisiaan, tapahtuu yksittäisten levyjen leikkaus ja 20 siirtyminen laitteistojen väliselle kuljettimelle murto-osassa siitä ajasta, joka vaaditaan vastaavan levyn em. kuljettimelta poistamiseen. Vastaavasti leikkauslaitteisto vaatii uuden levyn asettelu- ym. välityöaikaa, jota jatkuvatoiminen purkaus- ja järjes-25 telylaitteisto ei vaadi.

• · • · · ’ Patenttijulkaisussa US-4,833,954 on esitetty nyt esillä olevan keksinnön tekniikan tasoon liittyvä laitteisto, joka käsittää niin sanotun lajittelupöydän, ’ 30 jolle leikattu levyaihio siirtyy sellaisenaan. Lajit- telupöytä tyhjennetään purkaville lajittelukuljet- * · · · tintille esim. sitä liikuttamalla. Tämän julkaisun mukaisessa laitteistossa on leikkauslaitteisto toteu-tettu kahdessa suunnassa, peräkkäin tapahtuvilla 35 leikkauksilla, jolloin levyaihio leikataan pituussuun- ‘ . naltaan eri pituisiin kappaleisiin, jotka ovat leika- tussa levyssä sijoittuneina tietyn levyisiksi riveiksi. *·;·’ La j ittelupöydällä oleva muodoltaan alkuperäistä « · • · ·

• « I

4 86156 levyaihiota vastaava leikattu levy, puretaan edelleen riveittäin la jittelukul jettimilla purkausasexniinsa. Julkaisussa esitetyssä ratkaisussa leikatun levyn käsittely tapahtuu sekä levyaihion alkuperäistä 5 vastaavassa muodossa että riveittäin, jolloin leikattu levy siirretään ensin muodoltaan sellaisenaan lajit-telupöydälle, jonka jälkeen vasta leikatut levyn kappaleet siirretään riveittäin lajittelukuljettimille ja niillä edelleen eteenpäin purkausasemiin. Lajitiö telupöytä ei siis toimi jaksollisesti siten, että sille siirrettäisiin peräkkäin leikatut levyt yksi kerrallaan. Edelleen leikkauslaitteisto on toteutettu siten, että leikkauslaitteiston ja purkaus- ja järjes-telylaitteiston hetkellistä toimintanopeuseroa ei 15 välttämättä edes ole leikkauslaitteistojärjestelyn hitaudesta johtuen.

Tämän keksinnön mukaisella tuotantomenetelmällä on tarkoituksena saada aikaan ratkaiseva parannus edellä 20 esitettyihinn epäkohtiin ja siten kohottaa alalla vallitsevaa tekniikan tasoa. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle tuotantomenetelmälle on pääasiassa tunnusomaista, että mainittu kuljetin-laitteisto ja siihen liittyvät leikkauslaitteisto 25 sekä purkaus- ja järjestelylaitteisto järjestetään ·. : joustavaksi tuotantojärjestelmäksi siten, että kul- jetinlaitteisto toimii leikkauslaitteiston leikkauksen » 1 aikana jaksottain peräkkäin leikattujen levyjen vastaanottamiseksi yhden kerrallaan, jolloin kuljetin- #·1 30 laitteisto toimii puskuroivana kul jetinvarastona ···1 leikkauslaitteiston sekä purkaus- ja järjestelylait- • · · .· 1 teiston hetkellisen toimintanopeuseron tasaamiseksi.

Keksinnön mukaisen tuotantomenetelmän tärkeimpinä *:1: 35 etuina voidaan mainita kokonaistoiminnan kannalta * . oleellinen ohjattavuuden ja hallittavuuden paran-• · · · ... tuminen ja mahdollisuus ryhmitellä ja pinota leikattuja » ·;·1 kappaleita useisiin asemiin rajoittamatta silti muiden « • » · • · · • · • · 0 0 • · 5 86156 laitteistojen toimintanopeutta. Konkreettisena seurauksena on myös läpimenoajan lyhentyminen.

Muissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on 5 esitetty keksinnön mukaisen tuotantomenetelmän edul lisia sovellutuksia.

Seuraavassa selityksessä keksintöä havainnollistetaan yksityiskohtaisesti samalla viittaamalla oheisiin 10 piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää esimerkkinä keksinnön mukaista tuotantoj ärj estelmäsove1lutusta ylhää1tä päin kuvattuna 15 kuva 2 esittää esimerkkinä keksinnön mukaisen tuotanto j är j este lmäsove 1 lutuksen sivukuvan-toa, ja 20 kuva 3 esittää esimerkkiä ennalta määrätyllä tavalla leikattavasta levyaihiosta ja ns. kulmaleikkurin terää.

Keksinnön mukainen tuotantomenetelmä erilaisten 25 levyntyöstötoimenpiteiden suorittamiseksi integroidun ·. : tuotantojärjestelmän, eli ns. levytyökeskuksen avulla * käsittää kuvissa 1 ja 2 esitetyn mukaisessa sovellutuk- • · ... sessa leikkauslaitteiston 1 ja purkaus- ja järjes- • · telylaitteiston 3, sekä niiden välisen ns. kuljetin- • · · ·’ ’ 30 varastona toimivan yksi- tai useampiosaisen kuljetin- • · · laitteiston 2, joiden toimintoja ohjaa keskitetysti « · · v ; tietokoneohjaus 5. Kuljetinlaitteiston 2 ohjaukseen on tällöin edullista käyttää sopivasti kuljetinlait-teiston 2 alkupään yhteyteen sijoitettua erillistä, • · 35 tietokoneojaukseen yhdistettyä ohjauselintä esimerkiksi * . valotoimista anturia 6. Leikkausvaiheen päättyminen on kytketty käynnistämään kuljetinlaitteisto 2 ja • · • · • · 1 · · ·«·« • · • · · • · · 6 86156 anturi on sovitettu pysäyttämään kuljetinlaitteiston 2 leikatun levyn/levypinon ohitettua anturin 6.

Leikkuulaitteisto 1 on edullista toteuttaa ns. kul-5 maleikkausperiaatteella, jolloin kuvan 3 mukaisesti leikkaava terä muodostuu kahdesta toisiaan kohtisuoraan vastaan olevasta terästä Tl ja T2. Leikkauslaitteiston sekä sen toimintaperiaatteen suhteen viitataan julkaisuun US-3877332.

10

Purkaus- ja järjestelylaitteisto 3 on puolestaan edullista toteuttaa ns. portaaliperiaatteella toimivalla manipulaattorilla tai robotilla, joka koostuu tukijalkojen 8 ja liikuntajärjestelyjen 9, 10 suhteen 15 liikkuvasta, esimerkiksi siirrettäviin levyihin mekaanisesti tarttuvasta tartuntaelimestä 11.

Käytännössä kuvien 1 ja 2 mukaisen levytyökeskuksen toiminta tapahtuu siten, että leikkuulaitteistolle 2 20 sopivimmin joko automaattiseen kokonaisjärjestelmään

tai pelkästään kyseessä olevaan levytyökeskuskoh-taiseen järjestelmään liittyen tuodaan levyaihio 4 (kuva 3), johon on sopivimmin levytyökeskuksen tietokoneohjaukseen 5 yhteydessä olevalla ns. ryhmittelyoh-25 jelmistolla sovitettu leikattavat levymuodot A-K

. : mahdollisesti soveltaen lisäksi levyaihion pinta-alan hyväksikäytön optimointia.

• · «

Leikkuutapahtuma leikkauslaitteistossa 1 tapahtuu 30 mainittua kulmaleikkausperiaatetta soveltaen kuvan 3 » ···* mukaisen levyaihion 4 osalta siten, että levyaihiosta * · · * leikataan palat esitetyssä aakkosjärjestyksessä A- K. Kulmaleikkauksen erityinen edullisuus esitetyssä sovellutuksessa johtuu siitä, että koko levyaihion 4 T: 35 paloittelu voidaan suorittaa peräkkäisinä leikkauksina, ilman muiden vastaavien leikkausmenetelmien usein • · · · « ... edellyttämää levyaihion uudelleen asettelua kesken *·** leikkausta sekä runsasta levyaihion liikuttelua, ··· • * * » • * • · 7 86156 jolloin leikkaustavalla on konkreettisesti mahdollista saavuttaa sekä levymateriaalin kulutuksen optimointi että läpiroenoajan lyhentyminen.

5 Leikattu levy esim. A siirtyy leikkauksen jälkeen kuljetinlaitteistolle 2, joka sopivimmin leikkaustapah-tuman suorituksen mukaisesti ohjattuna käynnistyy ja anturin 6 tai vastaavan ohjauselimen suorittaman tarkkailun mukaisesti siirtää levyä A kuljetinlait-10 teistolla 2 oleellisesti levyn A kuljettimen suuntaista pituutta pidemmän matkan, jonka jälkeen kuljetin-laitteisto 2 pysähtyy anturin 6 tai vastaavan ohjaus-elimen havaitessa levyn A suorittaneen tarvittavan siirtymisen odottamaan seuraavaa levyä B jne.

15

Peräkkäin leikatut ja kuljetinlaitteistolla 2 peräkkäin, sijoittuneet levyt A-K siirtyvät kuljetinlait-teiston 2 jaksoittain käydessä kuljetinlaitteiston 2 purkauspäähän, josta ne siirtyvät vastaanottokuljet-20 timelle 12 ja asemoidaan, jolloin ne purkaus- ja järjestelylaitteiston 3 avulla edelleen siirretään ohjelmoidusti ryhmitellen ja pinoten kuljetusalustalle esimerkiksi standardilavalle 7 jatkotuotantoa tai välivarastointia varten. Peräkkäin leikattavat 25 samankokoiset levyt voidaan edullisesti sijoittaa . . : pinoon kuljetinlaitteistolle 2 pitämällä kuljetinlait- ;·, teisto 2 pysäytettynä em. leikkuuvaiheiden aikana • 1 ... kuvan 2 mukaisesti (pinot B, D ja E) . Portaaliperiaat- teella toimivan purkaus- ja järjestelylaitteiston 3 30 edullisuus esitetyssä sovellutuksessa johtuu sen • a *··1 suhteellisen pienestä tilantarpeesta ja käytön var- .1 : muudesta. Em. tyyppisen purkaus- ja jär jestelylaitteis ton tartuntaelimenä 11 voidaan käyttää myös alipai- • · :/·· neeseen perustuvaa tartuinta kuten imukuppia.

• · · : : : 35 ; On selvää, että keksintö ei rajoitu edellä esitettyyn ... sovellutukseen, vaan sitä voidaan perusajatuksen ”1 puitteissa muunnella huomattavastikin. Ensinnäkin « ·1» · 1 • 1 · β 86156 esitettyyn levytyökeskukseen tai sen yhteyteen voidaan integroida muitakin työstövaiheita, kuten rei'itys, särmäys jne. Mainittu kuljetinlaitteisto 2 voidaan järjestää kaksi- tai useampiosaiseksi 2a, 2b (kuva 5 2), siten, että ainakin ensimmäinen kuljetin 2a on kallistettava kuvassa 2 pistekatkoviivoin esitettyyn vinoon asentoon, jossa sen jättöreuna on kuljetinlait-teiston 2 toiminnallisen tason alapuolella, hylky-materiaalin ja/tai pienten kappaleiden tmv. pois-10 tamiseksi kuljetinlaitteistolta 2 sen alapuolella sijaitsevalle vastaanottolaitteistolle 13 kuten kuljetuslavoille tai hihna- tmv. kuljettimelle välittömästi leikkuun jälkeen. Tällöin anturi 6 tai vastaava ohjauselin on sijoitettu toisen kuljettimen 2b tulo-15 reunan kohdalle, jolloin em. poiston aikana toinen kuljetin 2b on pysähdyksissä. Lisäksi on edullista järjestää levytyökeskuskohtainen joustavaa valmistustekniikkaa soveltava tietokoneohjaus 5 yhteyteen suunnittelua palvelevan ATK-järjestelmän (CAD/CAM) 20 kanssa tiedon siirtämiseksi suunnittelusta valmistukseen automaattisesti digitaalimuodossa.

• · » · m • · · • · » • · m m a » · * 1 · • · • 1 · • mm Φ m · I 1 1 • « * · m mmm m »·«· • · • · · ·

Claims (7)

9 86156

1. Tuotantomenetelmä levyaihiosta (4) leikattavien levyjen (A-K) käsittelemiseksi, jolloin tuotantomene- 5 telmää sovellettaessa levyaihio (4) paloitellaan leikkauslaitteiston (1) avulla ennalta määrätyn muotoisiksi levyiksi (A-K), jolloin 10 levyaihiosta (4) peräkkäin leikatut levyt (A-K) siirretään kuljetinlaitteistolle (2), jolla leikatut levyt (A-K) kuljetetaan purkauspäähän, 15 jossa - purkaus- ja jär jestelylaitteiston (3) avulla kuljetinlaitteistolla (2) olevat leikatut levyt (A-K) puretaan jatkotuotantoa varten, 20 tunnettu siitä, että mainittu kuljetinlaitteisto (2) ja siihen liittyvät leikkauslaitteisto (1) sekä purkaus- ja järjestelylaitteisto (3) järjestetään joustavaksi tuotantojärjestelmäksi siten, että kul-25 jetinlaitteisto (2) toimii leikkauslaitteiston (1) .·. : leikkauksen aikana jaksottain peräkkäin leikattujen .! * levyjen (A-K) vastaanottamiseksi yhden kerrallaan, jolloin kuljetinlaitteisto (2) toimii puskuroivana • · ]·" kul jetinvarastona leikkauslaitteiston (1) sekä purkaus- ’· ·’ 30 ja jär jestelylaitteiston (3) hetkellisen toimintano- peuseron tasaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuotantomenetelmä, : tunnettu siitä, että mainitun kuljetinlaitteiston 35 (2) ja siihen liittyvien leikkauslaitteiston (1) sekä * . purkaus- ja jär jestelylaitteiston (3) toimintoja ohjataan sopivimmin tuotantojär jestelmäkohtaista, *;· joustavaa valmistustekniikka, kuten FMS, soveltaen, * * » • · · · • · ' • · · 10 861 56 jolloin materiaali- ja informaatiovirrat automatisoidaan tietokoneohjauksen (5) avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tuotan-5 tomenetelmä, tunnettu siitä, että mainitun kuljet inlaitteiston (2) jaksottaista käymistä ohjataan erillisen levyjen ohikulkua tarkkailevan elimen esimerkiksi valotoimisen anturin (6) avulla.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tuotantomene telmä, tunnettu siitä, että mainittu kuljetinlait-teisto (2) muodostetaan kahdesta tai useammasta peräkkäisestä kuljettimesta (2a, 2b) , joista ainakin ensimmäinen (2a), leikatut levyt (A-K) vastaanottava 15 kuljetin järjestetään ainakin toisen päänsä osalta pystysuunnassa liikkuvaksi hylkymateriaalin ja pienten kappaleiden tmv. poistamiseksi erillisesti kuljetin-laitteistolta (2).

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tuotan tomenetelmä, tunnettu siitä, että mainitun leik-kauslaitteiston (1) suorittaman, levyaihion (4) leikkauksen lisäksi samassa yhteydessä, ennen levyjen (A-K) siirtämistä kuljetinlaitteistolle (2), suorite- 25 taan levyihin myös muita ohjelmoituja työstötoimen-piteitä, kuten rei'ityksiä tmv.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tuotantomenetelmä, tunnettu siitä, että mainittujen : V 30 leikkauslaitteiston (1) ja kuljetinlaitteiston (2) keskinäinen toiminta järjestetään siten, että peräkkäi- • » « : : : sesti leikattavat samankokoiset levyt (B, D ja E) pinotaan pinoiksi kuljetinlaitteistolle (2) leik-kuuvaiheessa. 35

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen ' 1 tuotantomenetelmä, tunnettu siitä, että kuljetin- *...· laitteiston (2) jälkeen sen jatkeeksi sijoitetaan vas- • · » • · • · · • · · • · 11 86156 taanottokuljetin (12) tai vastaava elin leikattujen levyjen/levypinoj en (A-K) asemoimiseksi ja että mainitun purkaus- ja järjestelylaitteiston (3) avulla suoritetaan levyjen (A-K) siirto mainitulta vastaanot-5 tokuljettimelta (12) tai vastaavalta elimeltä kuljetusalustalle tai vastaavalle sopivimmin standar-dilavalle (7) ohjelmoidusti levykoottain ryhmitellen ja/tai pinoten sopivimmin ns. portaaliperiaatteella toimivalla, purkaus- ja järjestelylaitteistoon (13) 10 kuuluvalla manipulaattorilla tai robotilla. • · • · · • · · • · • · « « • · · 1 · · i2 861 56