Ladontakoneen vaihdettava syöttölaitevaunu
Salonen, Jussi (2019)
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019061416974
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019061416974
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli tehdä automaatioyritys Cencorp Automation Oy:lle konseptisuunnittelua vaihdettavasta syöttölaitevaunusta Cencorpin valmistamaa 1000 OF EVO -ladontakonetta varten. Ladontakone latoo elektroniikan komponentteja piirilevylle ja komponentit syötetään ladontakoneelle erilaisten syöttölaitteiden avulla. Syöttölaitteet kiinnittyvät syöttölaitepenkkiin, joka on 1000 OF EVO -ladontakoneessa nykyisellään kiinteä.
Vaunun ideana oli nopeuttaa ladontakoneessa käytettävien komponenttityyppien vaihtoa, kun konetta ei tuotannossa tarvitse pysäyttää pitkäksi aikaa yksittäisten syöttölaitteiden vaihtoa varten. Irrotettavalla vaunulla syöttölaitteet saadaan irti ladontakoneesta yhtenä kokonaisuutena ja tilalle voidaan vaihtaa toinen vaunu valmiilla syöttölaitekokoonpanolla.
Työssä keskityttiin konseptointiin liittyen vaunun runkorakenteeseen ja kiinnitysmekanismiin sekä riittävän paikoitustarkkuuden saavuttamiseen. Ladontakoneen robotin poimintaliikkeen toistotarkkuuden ollessa ±0,03 mm tuli vaunuun kiinnitetyn syöttölaitepenkin asemointitarkkuuden olla samaa luokkaa vaunun irrotuksen ja uudelleenkiinnityksen jälkeen, jotta komponenttien ladonnassa säilytetään paras mahdollinen tarkkuus.
Cencorpilta saadun vaatimuslistan mukaista suunnittelutyötä tehtiin SolidWorks-mallinnusohjelmalla ja konsepteista pidettiin katselmointeja työnantajan kanssa säännöllisesti parannusehdotuksia ja kehitysideoita varten. Konseptien osissa pyrittiin käyttämään Cencorpilla yleisesti käytössä olevia materiaaleja ja runkorakenteessa valmiita profiileja ja muita osia, joilla saavutetaan kustannussäästöä sekä mahdollistetaan helppo kokoonpantavuus.
Valmiiseen konseptiin löydettiin toimiva ratkaisu paikoitusmekanismiin ja perusrakenne vaunun runkoa varten. Vaunun vaatimia muutoksia ladontakoneen runkoon ja muihin osiin pyrittiin myös selvittämään, sillä olemassa olevien ladontakoneiden muutostyö vaihdettavaa syöttölaitevaunua varten voisi olla yritykselle taloudellisesti kannattavaa. Tehtyä konseptia voidaan käyttää jatkossa tuotekehityksen lähtökohtana lopullisen, tuotantoon tulevan vaunun suunnittelua varten. The purpose of this thesis was to develop a concept of a removable feeder trolley for Cencorp Automation Oy for their 1000 OF EVO pick-and-place machine. A pick-and-place machine places electronic components on printed circuit boards and the components are fed to the machines by different component feeders. These feeders are attached on the machine by a feeder bench which is currently not removable on the 1000 OF EVO.
The idea of the trolley was to make changing a component type on the pick-and-place machine faster by not having to shut down production for extended periods of time to be able to swap all the individual feeders one by one. A removable trolley allows the feeders to be removed as a single unit and replaced with another pre-assembled feeder trolley.
The focus on the thesis was to develop a concept for the frame and mounting mechanism for the cart and to find out a way to achieve the desired accuracy when placing the cart on the pick-and-place machine. The repeatability of the 1000 OF EVO main robot is ±0.03 mm and it was crucial to achieve the same positioning accuracy for the feeder trolley as well in order to achieve maximum accuracy during the component placement process.
The conceptual design was carried out by using SolidWorks 3D design software guided by a requirements list provided by Cencorp. Regular design reviews were held with the employer to provide ideas for improving and developing the concept. Materials for different parts for the concept were primarily selected from Cencorp materials list and the frame was designed with profile frame parts that are readily available and enable cost savings along with easy assembly.
A working solution for the positioning and a design for the profile frame were achieved for the final concept. Changes on the pick-and-place machine frame and other parts required by the trolley were also studied because modifying existing machines to utilize the removable trolley could be economically beneficial for the company. The designed concept can be used in the future as a starting point for the final design of the trolley.
Vaunun ideana oli nopeuttaa ladontakoneessa käytettävien komponenttityyppien vaihtoa, kun konetta ei tuotannossa tarvitse pysäyttää pitkäksi aikaa yksittäisten syöttölaitteiden vaihtoa varten. Irrotettavalla vaunulla syöttölaitteet saadaan irti ladontakoneesta yhtenä kokonaisuutena ja tilalle voidaan vaihtaa toinen vaunu valmiilla syöttölaitekokoonpanolla.
Työssä keskityttiin konseptointiin liittyen vaunun runkorakenteeseen ja kiinnitysmekanismiin sekä riittävän paikoitustarkkuuden saavuttamiseen. Ladontakoneen robotin poimintaliikkeen toistotarkkuuden ollessa ±0,03 mm tuli vaunuun kiinnitetyn syöttölaitepenkin asemointitarkkuuden olla samaa luokkaa vaunun irrotuksen ja uudelleenkiinnityksen jälkeen, jotta komponenttien ladonnassa säilytetään paras mahdollinen tarkkuus.
Cencorpilta saadun vaatimuslistan mukaista suunnittelutyötä tehtiin SolidWorks-mallinnusohjelmalla ja konsepteista pidettiin katselmointeja työnantajan kanssa säännöllisesti parannusehdotuksia ja kehitysideoita varten. Konseptien osissa pyrittiin käyttämään Cencorpilla yleisesti käytössä olevia materiaaleja ja runkorakenteessa valmiita profiileja ja muita osia, joilla saavutetaan kustannussäästöä sekä mahdollistetaan helppo kokoonpantavuus.
Valmiiseen konseptiin löydettiin toimiva ratkaisu paikoitusmekanismiin ja perusrakenne vaunun runkoa varten. Vaunun vaatimia muutoksia ladontakoneen runkoon ja muihin osiin pyrittiin myös selvittämään, sillä olemassa olevien ladontakoneiden muutostyö vaihdettavaa syöttölaitevaunua varten voisi olla yritykselle taloudellisesti kannattavaa. Tehtyä konseptia voidaan käyttää jatkossa tuotekehityksen lähtökohtana lopullisen, tuotantoon tulevan vaunun suunnittelua varten.
The idea of the trolley was to make changing a component type on the pick-and-place machine faster by not having to shut down production for extended periods of time to be able to swap all the individual feeders one by one. A removable trolley allows the feeders to be removed as a single unit and replaced with another pre-assembled feeder trolley.
The focus on the thesis was to develop a concept for the frame and mounting mechanism for the cart and to find out a way to achieve the desired accuracy when placing the cart on the pick-and-place machine. The repeatability of the 1000 OF EVO main robot is ±0.03 mm and it was crucial to achieve the same positioning accuracy for the feeder trolley as well in order to achieve maximum accuracy during the component placement process.
The conceptual design was carried out by using SolidWorks 3D design software guided by a requirements list provided by Cencorp. Regular design reviews were held with the employer to provide ideas for improving and developing the concept. Materials for different parts for the concept were primarily selected from Cencorp materials list and the frame was designed with profile frame parts that are readily available and enable cost savings along with easy assembly.
A working solution for the positioning and a design for the profile frame were achieved for the final concept. Changes on the pick-and-place machine frame and other parts required by the trolley were also studied because modifying existing machines to utilize the removable trolley could be economically beneficial for the company. The designed concept can be used in the future as a starting point for the final design of the trolley.