在资金受限的市场中提升金属精饰系统效率

作者：TIMOTHY KURCZ

欢迎访问e展厅 展厅 7 喷涂/清洗/表面工程展厅 PVD涂层设备, 电镀设备, 热镀锌设备, 超声波清洗机, 静电喷粉机, ... 在经济缓慢复苏的过程中，受到经济萧条打击的那些独立的金属精饰商面对产量增长的需求，加快改善产品质量，降低能源消耗，减员增效。造成这一挑战的原因是大规模的市场兼并重组和持续的全球化竞争压力。不幸的是，近期又受到国有银行限制资金市场投放，银根紧缩。市场强劲的恢复又会导致人们对新设备的购置热潮。 随着许多新装置和设备在短期内的安装到位，面对本来已是压力巨大的劳动力和资源市场，频繁采用压低成本的方法或许能在短期内扩大需求，但对敏感的精饰行业和复杂而易磨损的精饰仪器来说无疑增加了巨大的风险。明智的选择是把资金投入到优化工艺设计上，提升现有的电镀、阳极氧化、涂装以及其它类型的处理系统。 Jessup工程公司1是业内领先的可编程起重机和交钥匙精饰设备制造商，可满足用户改良设备、提升产能、降低成本、提高效率的需求。每个用户的设备安装都需要详尽的分析资料以方便他们明白加工过程，并获取工艺优先改进的机会。合作团队确定目标，顾客为每个机器选择最划算的改良方法。在过去的几年里，Jessup工程公司为顾客的工厂和机器做了许多专业革新，帮助其达到了扩大产能的生产目标。这些革新主要包括： 1) 工业用的触摸屏电脑和人机界面是Jessup公司每个优化控制的核心（图1）。用单点触摸式开关打开双语设置展现系统概貌，选择设置，编程起重机，监测加载/卸载、工艺函数、载荷跟踪、故障诊断和运行前的维护工作。为了方便起见，它还包括了嵌入式图纸、图表、操作手册以及备用零件表。控制性能包括对监测和起重设备、加工槽及附属设备的控制。快速扫描输入设备含有条形码或无线电频率识别技术。电脑控制中的可编程逻辑控制器系统提供分布载荷数据的输出系统，并以简单的逗号划分，再通过以太网的顾客品质界面和商业运营系统，最后以CSV格式呈现。性能监测包括整个时间和周期的转换报告、自动机器操作和人工操作、加载/卸载延迟时间以及故障数据。控制系统可以提供自动诊断来加速无法预料的错误并快速进行整流器。细节化的屏幕显示出现错误的位置和产品恢复需要的操作。互联网的远程监控加速了对故障的发现、解决和维修。 确切的屏幕页面包含： a) 系统概貌，包括起重机、电镀槽、输送带等； b) 警报记录提供近期警报信息； c) 起重机编程不需要程序员或者特殊的设备； d) 机器故障诊断提供故障的细节信息； e) 服务提示器提示维护程序； f) 系统安全设置要求进入时登陆和输入密码； g) 转换报告提供机器性能数据； h) 电镀槽细节包括电镀槽的工作时间和负荷识别系统； i) 桶的驱动器控制物料的旋转和振动； j) 配方管理可产生10000种谨慎工艺； k) 方案的输入需要条形码或小键盘界面； l) 分布载荷数据的获取、存储和输出。 除了一些案例固有的简单程序及周期运行外，某些机器运行和数据的记录并非都有必要。精饰系统的PC/HMI对所有新购机器的标准都通用。机器革新很容易完成。它们通常包括机器定位传感器、清洗控制系统和可编程化学试剂抽取泵。机器监测、管理、记录的分布载荷数据和无纸化质量管理都为顾客投资提供了快速回报。 2）无论挂镀的部件数量还是桶镀的重量是多少，可编程的独立单元的整流器功能都可以在每次载荷中产生精确的可重复的涂层厚度（图2）。电脑控制和表面积数据源于顾客提供的精确的部件数目的检查报告。操作员输入载荷数据，确保输送到电镀系统架上的每平方英尺安培数据都是精确的。操作桶重量的变化直接随负荷单元的增加或减小而变化。这样保证了桶镀中传递精确的每平方英尺的安培数据。独立的整流器装置与PC/HMI设置驱动相联监控镀层薄厚用的远程内存。 3）可编程化学溶剂的补充装置减少了操作员的工作量，并减少了作业槽的波动，提升了产品质量。这种配方驱动的特性确保了PC追踪的配料数据信息的精确性。与手动添加补充剂一样，这样做的目的是抑制电镀槽内溶剂的浓度产生锯齿效应。精密控制通过连接的PC/HMI来完成。控制显示器可使机器在操作过程中的任何时间段都能进行外部调整，并补充溶剂量（图3）。PC/HMI驱动的化学配料控制器能提高产品的质量，减少操作员在补充溶剂时发生差错。 4）可自动调节及可编程载荷量的补给水最大限度地降低了每个部件所消耗的水量。这一特点在确保生产质量的条件下消耗最少的水，目的在于减少用水总量，并降低废水处理量和化学材料的消耗量。当与PC/HMI结合时可实现精密的控制。控制显示器可在满载和空载情况下实现各自的补给量，这进一步减少了清洗的用水量（图4）。PC/HMI装置控制清洗用水的控制器，而一直流动的清洗用水补充装置会立即减少给水量。 5）电镀时间可变编程可用于多工艺机械，在维持可重复操作参数的同时，还可提供多次浸镀及多种周期选择。可保持生产率不变，还可最大限度地利用材料处理设备的优势。Jessup公司电镀时间可变工艺在不同镀槽内可进行多次浸镀，还可在其他领域的机械中进行可重复操作（图5）。机器运行周期内的浸镀时间不是单一的。这种方法可以一直保证重复电镀操作下的生产率，加载/卸载以及外部物流工序不会因此受到影响。还可设定周期值，加快各工序间的转换时间。随着工业的细化，这一点变得越来越重要，外界介入也更频繁。更新起重机、控制系统以及可变编程的电镀时间可以减少人们对陈旧、周期单一，工序繁多的处理系统的臆测和操作员的敏感度。 6）通过顶尖的，合适的PC/HMI传感器技术监测、控制和记录关键的控制信息，NADCAP&ISO质量体系更为自动化。诸如电镀槽温度、浸镀时间、整流器、酸碱度、导电性、操作桶旋转和振动的速度或持续性、化学添加剂以及清洗水的使用之类的数据收集和存储均记录在质量管理数据库中。此外，这些数据还会传输到顾客数据高速通道中并上传到质量管理数据库中。这个系统真正创造了无纸化的质量控制记录。Jessup公司的PC/HMI系统可收集超过顾客需求的数据量。处理商的质量控制部门还可获取现有及过去的趋势性数据。 7）相对于六边形操作桶而言，Jessup公司圆柱形桶可带来17%的增长量，部件的阳极氧化效率可以提高12%（表1）。图表和对照图明确说明了这一点。Jessup公司的电镀桶的设计特点包括：一片式圆柱壳；凹凸缝、精细的焊接构造；整合的，热融翻转排管；数控钻孔及开槽穿孔可用于较短的滞留排水；把手或内外快速变化形式的锁定封盖（图7和图8）。机械专用的锁定组件设计同样满足Jessup公司用于自动化大载荷加载/卸载系统的机器人手臂封盖操作系统。 相对于六边形操作桶，Jessup圆柱形操作桶可以更新您的电镀流程，并可提升17%的生产率，而机器不会发生任何改变。案例中两种60英寸宽的桶安装在相同的阳极工作间里。Jessup公司的桶每小时载荷量可达12个，每小时传递8.16立方英尺的产品。若按一天20小时计算，传递量可超过163.2立方英尺。如果该机器每年运行240天，安装Jessup桶可使产量扩大到39168立方英尺！ Jessup操作桶可采用中央分区，利用大型机器进行小批量生产。这一特点确保了机器得到最大化利用，当连接加载/卸载系统时，还可保持严格的载荷分区状态。顶尖的电脑追踪控制、记录及分区数据输出可使部件数目与顾客数据无纸化质量控制管理及报告同步。分区的操作桶增加了大容量机器的灵活性。 8）Jessup公司上层构造的单点设计含有固有的驱动齿轮啮合（图9）。这样消除了与齿轮啮合设计相关联的棘轮效应。同样，通过消除常见的多点式设定的上层构造的石块可以缓解了马达、驱动器以及相关部件的老化和破损。 精密的部件含有决定全部旋转动作的管理程序。旋转桶的驱动控制以及PC/HMI的振动可为敏感型部件带来更温和的处理（图10）。如果顾客要优化设计新的操作桶和上层构造，那么在与新的驱动器和底座结合时，单点设置的设计以及单独的操作桶作业控制将更受欢迎。 9）起重式桶的驱动可以顺利完成起重操作，并在循环过程中进行桶的旋转（图11）。可调速及其持续性显著地减少了导致电镀槽排水工作滞留的带出液。这一特点对于已知的杯形方案尤其重要。PC/HMI控制的旋转与清洗液设备的结合降低了水的消耗量、废物处理以及化学产品用量。上部旋转桶是当今世界竞争激烈的精饰行业为减少有限的资源消耗而采取的强制要求。 11）起重及运动控制器对高效变频控制的欧洲星级能源驱动器相结合的方案进行提升以节省电能。运作平稳的抗腐蚀保护带将代替老式缠绕的电缆线。这样显著地延长了起重设备的维护周期。大型无接触式线性编码器可带来加快起重操作，加之更为顺畅的运行轨迹，彻底消除挂架和桶的颤动（图12）。它们的共同作用提高了机器的产出率以及操作者的安全性。最终，实用的计算机追踪网络淘汰了暴露的敏感型精饰电缆。多种起重设施的改进减少了能源的消耗并创造了更快，更平稳的运行模式，这也减少了精饰系统的老化，提升了系统的安全系数。 结论 如果你的公司因为一些原因而资金受限，保持竞争力最好的选择是逐步改进现有装备直到有经济能力购买新的机器设备。显然，有许多选择适用于旧的精饰系统。是否使用加载/卸载设备，新的控制装备或是起重自动化设备将由用户决定。Jessup公司都很乐意提供各种改进方案与预算以供用户选择。 公司简介 Jessup公司成立于1971年，是金属精饰工业自动化起重系统的制造商。在过去39年里，顾客的需求促使Jessup公司成为精饰系统全方位的起重自动化设备、系统组件和辅助设备供应商。Jessup团队曾安装超过630个系统，1250个起重设备和无数个转向设备，在整合机械、水力、电力以及电子部件等领域具有丰富的经验。我们关注并支持长期顾客，并提供苛刻的质量和实时启动。我们在美国密歇根州ROCHESTER HILLS市的厂址可为机械、电力、控制、器件制造提供支持与服务。想要详细了解Jessup工程产品及服务，请登录www.jessupengineering.com或是致电来访。(end)

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