Individuella system för automatiserad limdispensering

Limning har sedan länge ersatt traditionella sammanfogningstekniker som svetsning och skruvning i en mängd olika tillämpningar. Fler och fler kunder söker idag automatiserade lösningar som är individuellt anpassade till de specifika egenskaperna hos deras tillämpning. I dessa fall måste ett lämpligt systemkoncept utformas med hänsyn till ett antal faktorer.

Under de senaste åren har vi sett hur kraven på doserings- och blandningsteknik ökat markant. Särskilt mot bakgrund av "Industri 4.0" är det inte konstigt att flexibilitet, effektivitet och kostnadseffektivitet nu är oupplösligt inbäddade bland de viktigaste förutsättningarna för en framgångsrik produktion. Lägg därtill de ständigt ökande trenderna för automatisering och digitalisering och bilden av de nya utmaningar som doseringstekniken står inför börjar ta form. Det är inte längre så att kunderna letar efter ett enkelt doseringssystem. De efterfrågar snarare en komplett och automatiserad lösning som lätt kan integreras i deras befintliga produktionsprocess. Å ena sidan varierar deras krav mycket beroende på vilken industri och vilken tillämpning det gäller - till exempel påverkar ofta överväganden om noggrannhet, materialbesparingar, cykeltid, hastighet vid hantering, certifieringsklass eller standarder som ska följas systemutformningen i hög grad. Å andra sidan måste ett verkligt smart och heltäckande koncept täcka mer än enbart processen för mätning och blandning. Det bör också omfatta de tillhörande perifera uppgifterna, t.ex. för- och efterbehandling av komponenter, transport och hantering och sist men inte minst kvalitetssäkring.

Två robotar som växelvis plockar upp komponenter och förflyttar dem mot en gaslåga. På andra sidan lyfter en annan robot de färdiga komponenterna från transportbandet och lägger dem i en hyllvagn. Dessa robotar ingår i ett automatiserat dispenseringssystem för limning av komponenter till ugnsluckor, som byggts för den polska tillverkaren av vitvaror Amica. Systemet är unikt i sitt slag och har noggrant utformats av doseringstekniktillverkaren Dopag för att tillgodose de specifika behoven i Amicas tillämpning.

Ett viktigt steg i konstruktionsfasen för detta system var att fastställa tillverkarens krav. Utgångspunkten här var specifikationen av det antal stycken som skulle produceras inom en viss tidsram. Eftersom cykeltiderna var mycket korta måste både komponenthanteringen och härdningsprocesserna göras mycket effektivare än i den tidigare uppställningen; fram till dess hade tillverkaren använt ett system med liten automatisering, där härdningen skedde vid rumstemperatur. Detta visade sig vara ineffektivt med tanke på det utrymme och den tid som krävdes för att bearbeta komponenterna: 100 kvadratmeter togs i anspråk enbart för härdningsprocessen. Med det nya limningssystemet kan Amica nu se fram emot en mycket effektivare produktion på många olika sätt.

Alla produktionssteg - från förbehandling till limning, härdning och hantering - är nu integrerade och utlagda på cirka 52 kvadratmeter. Det stora härdningsområdet har effektivt eliminerats eftersom komponenterna kommer ut ur det nya systemet redan härdade och redo för nästa produktionssteg. Transporttekniken är utformad på ett sådant sätt att komponenterna alltid är tillgängliga och att ett kontinuerligt produktionsflöde kan garanteras. Alla komponenter kan läggas till manuellt löpande, vilket gör att stillestånd undviks. Hanteringen av komponenterna utförs av två robotar som arbetar parallellt. Till vänster och höger om lagringsstället för glasrutor finns skjutbord från vilka robotarna tar profilerna. Dessa används för att fästa innerrutor och dörrhängen i ett senare skede. Ett transportbandsystem transporterar ugnsdörrens ytterrutor från lagringsstället till limningsstationen. Här placerar en operatör glasrutorna i rätt läge för limningsprocessen.

Innan de enskilda komponenterna limmas måste profilerna först förbehandlas med Pyrosil. Detta innebär att en silikatbeläggning appliceras på ytan med hjälp av ett system med gaslågor. Det lim som appliceras på profilerna omedelbart efter detta steg fäster bättre efter förbehandlingen, vilket skapar ett varaktigt och säkert band mellan de två komponenterna. Den kompletta Pyrosil-förbehandlingsprocessen har integrerats i den nya limningsenheten med fördelen att förbehandlingen, appliceringen av limmet och sammanfogningen sker i en enda, oavbruten rörelse, vilket gör att en operatörs ingripande inte bara är onödigt utan också omöjligt. Detta är viktigt eftersom om operatören kunde komma åt komponenten innan limmet appliceras, skulle han eller hon kunna förorena ytan, vilket skulle förhindra en tillförlitlig vidhäftning av materialet. Eftersom resultatet av Pyrosilbehandlingen är osynligt för ögat är förhindrande av mänsklig inblandning ett effektivt sätt att se till att silikatskiktet har applicerats framgångsrikt och att limmet kommer att vara reaktivt.

Amicas krav var mer komplexa än att säkerställa en exakt, tillförlitlig och reproducerbar applicering av ett lim. Istället måste deras idealiska limningssystem dessutom täcka ett helt spektrum av olika tillämpningar. Tillverkaren av vitvaror använder en rad olika typer av glasrutor och profiler, vilket resulterade i mer än tio slutliga produktversioner. Doserings- och blandningssystemet Dopag vectomix har valts - bland annat för att det kan tillgodose detta krav på flexibilitet. I den här tillämpningen används det för att dosera och blanda ett tvåkomponents silikonlim och för att applicera det i form av runda pärlor. Vectomix har utvecklats särskilt för bearbetning av flerkomponentsmedia. Med sin modulära konstruktion kan den användas i en mängd olika tillämpningar. Materialet tillförs via en kolvpumpteknik med två individuella kolvdoseringsenheter som är sammankopplade med ett blandningsblock. Ett blandningsrör av plast är fäst vid blockets utlopp. Eftersom materialet måste appliceras jämnt på två olika ställen delas volymflödet från blandningsröret i två delar, vilket gör att limmet kan appliceras samtidigt och jämnt på båda ställena. Blandningsförhållandet och utflödeshastigheten kan styras via en integrerad doseringsdator.

Amicas tidigare uppställning var härdning av komponenter en extremt långvarig process, vars infrastruktur tog upp ett stort golvutrymme. Detta beror på att den skedde vid rumstemperatur. För att tillgodose tillverkarens önskemål om korta cykeltider och för att undvika stillestånd har Dopags ingenjörer integrerat en härdningsbuffert med ett Pater-Noster-system i det nya produktionskonceptet. Som en del av denna efterbehandlingsanläggning passerar de nyss sammanfogade komponenterna genom en värmekammare, varefter de går in i en kylkammare. Detta påskyndar härdningsreaktionen i limmet, vilket gör att tillverkaren kan producera komponenterna på kortast möjliga cykeltid och samtidigt spara en betydande mängd golvyta. Tack vare det nya limningssystemet tillverkas nu en komponent som är redo för vidare bearbetning var 11,5 sekund. Enligt Dopag har cykeltiden minskat med 30 procent jämfört med den tidigare produktionsmetoden.