Kręgle to gra popularna na całym świecie, gdzie Bowling jest jej najpopularniejszą odmianą. Polega na strąceniu 10 pinów ustawionych w kształt trójkąta na końcu toru. Tytułowe kręgle wykonuje są najczęściej z drewna, które oplata warstwa tworzywa sztucznego. Niestety drewno nie jest rozwiązaniem na lata w tej aplikacji. Zmienna chłonność wilgoci doprowadza do szybszego zużycia i konieczności inwestycji w nowe piny. Takie rozwiązanie podnosi koszty funkcjonowania kręgielni. I tu z pomocą przychodzą kręgle syntetyczne. 30 lat niemieckiej inżynierii zaowocowało powstaniem pinów Twister. Kręgle uzyskały aprobatę organizacji ABC/WIBC oraz USBC dzięki czemu mogą być stosowane na zawodach. Obejrzyjcie poniższy film, który przedstawia m.in. proces ich produkcji oraz testowanie wytrzymałości. Myślę, że będziecie zaskoczeniu zwłaszcza testem twardości

Kręgle Twister

Jeżeli walec nie dał rady ich uszkodzić, to kręgle Twister muszą być naprawdę solidne.

Szkolenia i doradztwo w zakresie przetwórstwa tworzyw sztucznych to zajęcie, które sobie bardzo cenię. Tak się składa, że mam własny kręgiel twister Otrzymałem go po zakończeniu szkolenia, które prowadziłem w firmie, która je produkuje. Z tego miejsca chcę raz jeszcze podziękować za prezent. Pozdrawiam i do zobaczenia Panowie.

Artykuł Kręgle Twister pochodzi z serwisu ASCONS.

Co jednak możemy zrobić nie mając programowej możliwości redukcji siły zwarcia? Czy możemy na takich maszynach w sposób bezpieczny produkować części na formach z wieloma rdzeniami, w tym z rdzeniem, który należy wycofać po zredukowaniu siły zwarcia?

Redukcja siły zwarcia wtryskarki z układem kolanowym

Taką możliwość omówię na podstawie maszyny Haitian Mars z kolanowym układem zamykania bez możliwości programowej redukcji siły zwarcia.

Forma wtryskowa wymaga redukcji siły zwarcia przed wyjazdem rdzenia blokującego i rdzenia formującego zgodnie z poniższą sekwencją.

W czerwonych prostokątach zaznaczone są działania, które będziemy w tym wpisie omawiać. Wyjazd bez redukcji siły zwarcia jest możliwy, jednak żywotność trzpienia siłownika ulegnie drastycznemu zmniejszeniu.

Siłowniki odpowiedzialne za ruch rdzenia formującego muszą być wyposażone w krańcówki wjazdu i wyjazdu. Na stronie konfiguracji ustawiamy typ kontroli „Limit”.
W polu „Akt.Poz” dla wyjazdu rdzenia (a) wpisujemy wartość uchylenia się układu zamykania.
UWAGA: pozycja ta nie może powodować fizycznego uchylenia się formy wtryskowej. Jest to pozycja potencjometru drogi formy. Jeżeli forma się uchyla, należy tą wartość zmniejszyć.

Następnym krokiem jest konfiguracja drogi otwarcia formy.
Pierwsza pozycja otwarcia formy musi być mniejsza od ustawionej drogi zadziałania rdzenia (a). Takie ustawienie powoduje odpuszczenie siły zwarcia poprzez delikatne uchylenie układu kolanowego i przesterowanie rdzenia.
UWAGA – jeżeli ta wartość będzie większa od ustawionej na stronie rdzenia (a) to przesterowanie nastąpi na sile zwarcia.

Szybkie prędkości otwarcia formy mogą powodować jej uchylenie co jest w tym przypadku niekorzystne. Z tego powodu należy stosować małe przepływy.

Powyższe ustawienia umożliwiają pracę rdzenia. Redukcja siły zwarcia jest wykonywana poprzez delikatne odpuszczenie układu kolanowego.

Jak wykorzystać oscyloskop na wtryskarce Haitian

W celu kontroli sygnałów elektrycznych pochodzących z krańcówek rdzenia formującego możemy uruchomić oscyloskop. Odpowiednia interpretacja wskazań umożliwia wykrycie wszelkich problemów oraz zakłóceń występujących w procesie wtrysku.

Kontrolować musimy następujące zmienne:

• Sygnał rdzenia na pozycji „IN” (formuje)
  Zmienna: „_.sv_CoreInPosReached”
• Sygnał rdzenia na pozycji „OUT” (nie formuje)
  Zmienna: „_.sv_CoreOutPosReached”
• Pozycja formy wtryskowej:
  0 mm – zamknięta
  570 mm – otwarta
  Zmienna: „Poz.Zacis”

Co możemy odczytać z krzywych pokazanych na oscyloskopie?

Interpretacja wskazań oscyloskopu

1. Sygnał aktywnej krańcówki rdzenia na pozycji „IN” (formuje)
2. Rozpoczęcie procesu uchylania układu kolanowego
3. Uruchomienie rdzenia do pozycji „OUT” (nie formuje)
4. Aktywacja krańcówki potwierdzającej pozycję rdzenia „OUT”
5. Uruchomienie otwarcia formy
6. Osiągnięcie drogi otwarcia – 570 mm

   

7. Odległość pomiędzy obiema krzywymi wskazuje różnicę w czasie dezaktywacji jednej krańcówki „IN” i aktywacji drugiej „OUT”.Im większa odległość pomiędzy krzywymi, tym: większy opór musiał pokonać suwak, użyte zostało za małe ciśnienie hydrauliczne do sterowania rdzeniem lub ustawiony został zbyt mały przepływ regulujący ruch rdzenia. Pomijam przypadki awarii mechanicznych i elektrycznych.

   

8. Wydłużająca się krzywa aktywnej krańcówki rdzenia na pozycji „IN” (formuje), po wysterowaniu zaworu hydraulicznego w celu wsunięcia rdzenia na pozycję „OUT” świadczy o: zakleszczeniu się suwaka w miejscu formowania przez użycie zbyt dużego ciśnienia docisku, braku redukcji siły zwarcia czyli próbie przesterowania rdzenia na pełnym zwarciu, użyciu za małego ciśnienia hydraulicznego do sterowania rdzeniem lub za małym przepływie regulującym ruch rdzenia. Pomijam przypadki awarii mechanicznych i elektrycznych.

   

   W celu dokładnego odczytu pozycji otwarcia formy i kontroli siły zwarcia możemy dołożyć kolejną zmienną oraz przeskalować zakres wartości drogi otwarcia (590 mm –> 5 mm).

   Rzeczywista siła zwarcia formy (0-10V)
   Zmienna: „system.sv_ClampPRaw”

   

9. Wraz z postępującym uchylaniem się układu kolanowego maleje siła zwarcia.
10. Forma osiągając pozycję 3,7 mm zatrzymuje się i oczekuje na przesterowanie rdzenia „C” do pozycji „OUT”.
    UWAGA: nie dochodzi do fizycznego uchylenia się narzędzia.
11. Siła zwarcia w momencie przesterowania rdzeni wynosi 12 ton.
12. Aktywna krańcówka rdzenia „C” w pozycji „OUT” zezwala na otwarcie formy.
    Siła zwarcia maleje do 1 tony (błąd pomiarowy tensometrów), forma się otwiera.

    

    Podsumowanie

    Jak widać istnieje możliwość kontrolowanego uchylenia kolanowego układu zamykania i tym samym realizacja założeń zapisanych w sekwencji pracy formy wtryskowej. Istotnym czynnikiem jest wykorzystanie krańcówek odpowiadających za wskazanie położenia rdzeni formujących i wiedzy na temat działania układu zwarcia.
    Oscyloskop jest przydatnym narzędziem w przypadku pojawiających się odchyleń stabilności np. czasu cyklu związanych z nieprawidłowym funkcjonowaniem rdzeni. Jego poznanie wymaga czasu ale później przyspiesza analizę problemu.
    Do możliwości nadzoru i analizy problemów związanych z procesem możemy wykorzystać również tabelę jakości.

Artykuł Redukcja siły zwarcia i oscyloskop na wtryskarce Haitian Mars pochodzi z serwisu ASCONS.

Należy mieć na uwadze, że w niektórych sytuacjach osiągnięcie czasu krótszego niż 10 minut może być trudne albo wręcz niemożliwe do osiągnięcia, jednak zastosowanie rozwiązań SMED przyczyni się do znaczącego skrócenia przezbrojenia w niemal każdym przypadku. Krótsze przezbrojenie to realne oszczędności dla firmy jak i ułatwienie pracy dla osób je wykonujących oraz ograniczenie możliwości popełnienia błędów.

Poniżej przedstawiam skrócony przykład wdrożenia powyższej koncepcji w jednym z zakładów przetwórstwa tworzyw sztucznych oraz wynik jaki udało się osiągnąć. Jednocześnie dziękuję za materiał mojemu długoletniemu przyjacielowi Marcinowi, który ten proces koordynował.

Podstawowy podział na etapy we wdrażaniu SMED to:

Etap 0 – analiza procesu przezbrojenia polegająca na wykonaniu nagrania wideo, które umożliwi dokładną jego analizę wraz ze wszelkimi ruchami pracownika.

Na tym etapie przeprowadza się analizę ruchów i operacji wykonywanych podczas przezbrojenia (Rysunek 1, Rysunek 2) najlepiej w multidyscyplinarnym zespole (nastawiacz, sekretarka, technolog, pracownik działu jakości, narzędziowiec itd.). Uczestnicy projektu prowadzą notatki z opisem czynności, czasem ich rozpoczęcia i zakończenia celem wyznaczenia czasu trwania oraz zapisują narzędzia, które były wykorzystywane podczas pracy.

Etap 1 –  rozdzielenie przezbrojeń zewnętrznych (Rysunek 3) tj. operacji możliwych do wykonania podczas pracy maszyny (np. przygotowanie suwnicy, przygotowanie formy wtryskowej, termostatów itd.) oraz wewnętrznych, wykluczających pracę maszyny (np. odpięcie obiegów chłodzących, montaż zawiesi itd.)

Powyższe wyodrębnienie czynności wewnętrznych i przeniesienie do zewnętrznych pozwoliło skrócić czas przezbrojenia ze 124 minut do 75 co daje oszczędność 49 minut (Rysunek 4).

Etap 2 – transformacja czyli przekształcenie operacji wewnętrznych w zewnętrzne. Składa się on z dwóch części: analizy rzeczywistych funkcji i celów wszystkich działań w obecnych wewnętrznych operacjach przezbrojenia oraz znalezieniu sposobów na zmianę wewnętrznych operacji przezbrojenia w operacje zewnętrzne – czyli działania możliwe do wykonania podczas pracy maszyny.

Na tym etapie należy wdrożyć standaryzację takich funkcji jak mocowanie formy wtryskowej (Rysunek 5, Rysunek 6), centrowanie w maszynie itp.

Etap 3 – to etap końcowy polegający na usprawnieniu wszystkich aspektów operacji przezbrojenia. W tym etapie dążymy w miarę możliwości do wykonywania równolegle wielu czynności, wdrażamy metody jednego obrotu, jednego ruchu. Eliminujemy również wszelkie korekty ustawień (Rysunek 7, 8, 9, 10, 11, 12).

Podsumowując, oprócz poprawy komfortu pracy poprzez powyższe usprawnienia udało się uzyskać czas przezbrojenia na poziomie 58 minut (Rysunek 13) co stanowi skrócenie czasu o 67 minut, który bezpośrednio wpływa na wydajność.

System SMED to więcej niż tylko kilka metod działania. To jeden z fundamentów doskonalenia procesów produkcyjnych.

Pozostaje tylko jedno pytanie: czy projekt można uznać za zakończony?

Artykuł SMED pochodzi z serwisu ASCONS.

Jedną z takich metod jest technologia druku tamponowego, który polega na przenoszeniu farby z tzw. „kliszy” na powierzchnię przedmiotu za pomocą tamponu. Efekt przenoszenia farby jest związany ze zmianami jej lepkości na skutek odparowania rozcieńczalnika.

Drukarki tamponowe jak każda maszyna ulegają awarii. Jedną z takich niesprawności przedstawia poniższy film:

Problem polega na zatrzymaniu się siłownika dociskającego tampon do elementu osadzonego w leżni i zatrzymaniu procesu tamponowania.

W tym przypadku ręczne sterowanie siłownikiem było niemożliwe – brak reakcji. Nic nie pomogło również wyłączenie i ponowne włączenie maszyny, które co prawda pozwoliło uruchomić proces ponownie ale
z identycznym skutkiem.

Zdjęcie obudowy z tylnej części maszyny pozwoliło dotrzeć do siłownika na którym osadzony był czujnik skrajnego, górnego położenia (Rysunek 1).
Uwagę może budzić fakt, iż siłownik jest wysunięty, czyli w skrajnym dolnym położeniu, a czujnik wskazuje skrajne, górne położenie.

W celu kontroli poprawności działania czujnika został on wykręcony z rowka obudowy siłownika. Niestety po wykręceniu lampka kontrolna nie zgasła, co sugerowało jego uszkodzenie (Rysunek 2).

Kontaktron, o którym mowa powyżej, wykrywa pozycję bez potrzeby fizycznego zetknięcia z ruchomym zespołem pod wpływem pola magnetycznego.

Budowę kontaktronu przedstawia Rysunek 3.

Artykuł Druk tamponowy – awaria maszyny pochodzi z serwisu ASCONS.

Zawór składa się z sita i dwóch elementów łączonych metodą zgrzewania ultradźwiękowego (Rysunek 1).

Elementy składowe (z pominięciem filtra) wykonane są metodą wtrysku z PP (polipropylen) częściowo-krystalicznego z dodatkiem boru w postaci włókien mielonych w ilości 11% (BG 11). Tworzywo posiada odporność na ług sodowy, miedź i promieniowanie UV.

Problem:
Pojawiające się w procesie zgrzewania części, które nie przechodzą testu szczelności z bardzo często widocznym miejscem niezgrzanym (Rysunek 2).

Przeglądając statystykę produkcji możemy zauważyć zróżnicowanie w występowaniu wady w postaci nieszczelnego zgrzewu (Rysunek 3). Ilości produkowane są dostosowane do ilości zamawianych przez klienta.

W celu rozwiązania problemu z pojawiającymi się nieszczelnościami w produkcji stworzyliśmy interdyscyplinarny zespół, który rozpoczął swoją pracę od wykonania burzy mózgów na temat występującej wady (Rysunek 4). Nieocenionym wsparciem w rozwiązywaniu podobnych problemów jest wiedza i doświadczenie pracowników, którzy pracują bezpośrednio na montażu, gdzie ten defekt się pojawia.

Za najbardziej prawdopodobną przyczynę nieszczelności przyjęliśmy niedolew występujący na górnej części zaworu, który występuje w miejscu powstawania przecieku.
Niestety wada jest bardzo mała i trudno ja zauważyć gołym okiem.
W celu określenia jej wielkości posłużyliśmy się mikroskopem KEYENCE VHX-5000, który uwidocznił niedolew oraz pozwolił zmierzyć jego wielkość (Rysunek 5).

Czy niedolew o rozmiarze 257μm, który ciężko jest zauważyć może być przyczyną powstawania nieszczelności?
Analizując dalej ten problem należy zidentyfikować znaczenie ścianki na której pojawia się defekt.
Ścianka ta jest niezbędna w celu zgrzania zaworu. Odpowiada ona za koncentrację energii ultradźwiękowej i przyspiesza proces zgrzewania (Rysunek 6).

Kontroli została poddana także forma wtryskowa. Dokonaliśmy jej oględzin i zauważyliśmy, że po stronie matrycy zostało naniesione odpowietrzenie w sposób pozostawiający wiele do życzenia (Rysunek 7).

W celu określenia przyczyny powstawania niedolewu, który jak widać ma bardzo duży wpływ na proces zgrzewania i ostatecznie szczelność zaworu wykonaliśmy analizę zgodnie z diagramem Ishikawa (Rysunek 8).

Po wyznaczeniu możliwych przyczyn, za najbardziej prawdopodobną uznaliśmy nieprawidłowe odpowietrzenie formy wtryskowej, mając wiedzę jak ono wygląda na narzędziu.
W celu zobrazowania miejsca, w którym takie odpowietrzenie powinno się znajdować przyłożyliśmy wadliwą wypraskę do matrycy i zaznaczyliśmy miejsce, gdzie powinno być wykonane (Rysunek 9).

Zgodnie z literaturą odnośnie konstrukcji form wtryskowych i wykonywania kanałów odpowietrzających, matryca została oddana do działu narzędziowego w celu wykonania odpowietrzenia zgodnie z zaleceniami (Rysunek 10).

Kanały odpowietrzające zostały wykonane zgodnie z zaleceniami (Rysunek 11).

Po wprowadzeniu powyższej modyfikacji udało się zminimalizować ilość występujących wad na nieszczelność o około 99%.
Kolejnym efektem była poprawa powierzchni styku sonotroda-górny element zaworu (Rysunek 12).

Wnioski:
Ścianka służąca do koncentracji energii ultradźwiękowej w wypraskach wtryskiwanych musi być pozbawiona wszelkich defektów, gdyż jak widać niewielki niedolew może być przyczyną podwyższonej brakowości i ryzyka reklamacji.
W każdej formie zamyka się powietrze, które utrudnia wypełnianie narzędzia roztopionym polimerem dlatego zwracajmy uwagę na jakość odpowietrzeń w celu minimalizacji powstawania niedolewu lub przy skrajnie wysokich ciśnieniach – efektu Diesla.

Artykuł Analiza nieszczelności zaworu do urządzenia AGD pochodzi z serwisu ASCONS.