研制内销产品自动装箱PPT

单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,QC,质量改进活动,研制瓶盖自动装箱装置,小组：精益,QC,小组,瓶盖事业部,1,目录,小组概况,选择课题,1,2,设定目标,提出方案并选择最佳方案,3,4,制定对策,对策实施,5,6,效果检查,标准化,7,8,总结与下一步打算,9,2,1,、小组概况,小 组 名 称,精益,QC,小组,活动频率,1,次,/,月,小组注册日期,2016,年,2,月,小组类型,创新型,本次活动起止时间,2016,2,2016,12,组 长,刘斌,课 题,研制瓶盖自动装箱装置,制瓶盖自动装箱装置,小组成员简介,序号,姓 名,性别,岗位职务,组内职务,小组分工,1,刘 斌,男,主任技师,组 长,组织活动和检验,2,李 勇,男,设备室室长,组 员,方案探索和检验,3,刘洪森,男,工段长,组 员,方案探索和检验,4,刘仁飞,男,模具技术员,组 员,方案探索和过程记录,5,曾 江,男,设备技术员,组 员,过程实施,6,李永杰,男,质量员,组 员,质量统计与成本分析,7,程方志,男,维修班班长,组 员,过程实施与改进,8,刘万堂,男,设备技术员,组 员,过程实施,3,2,、选择课题,排盖,装箱：产品经吹,盖除菌后,按一定数量插入隔板整齐分层排列，装入打包袋中。,现状：目前事业部W606盖、1800盖年总产量约4200万，基本都是采用人工排盖装箱的作业模式,，每人每班产能为1.5万个，完成产量每班需8人参与排盖装箱工作。,4,2,、选择课题,针对上述四点原因，设备室召集相关技术人员开会，讨论,能否研制一台既高效又能减少用工量的瓶盖自动装箱装置，经过大家分析讨论后决定开展,QC,活动,-“,研制瓶盖自动装箱装置”来解决上述问题。,1,耗用人工多,。,每班需,8,人进行人工排盖，才能完成产量。,3,存在食品安全隐患。,人工排盖易带入细菌和划伤防伪标。,2,装箱效率慢。,人均,1.5,万,/,班的产能，效能过低。,4,人工排盖装箱不符合公司现代化发展需求,。,5,课题名称：研制瓶盖自动装箱装置,目 标：,1,、减少排盖装箱人数，由目前的每班,8,人,减少到每班,1,人,。,2,、提升装箱效率，自动装箱设备必须在生产效率上有所提升，目前人工排盖装箱效率为每人每班,1.5,万只,，设定目标为每人每班,10,万只,。,3,、设备必须作业安全，保证低故障率。操作人员不能直接接触设备机械动作部分，设备需具有电气保护装置。,3,、设定目标,6,4,、提出并选择方案,确定目标值后，小组成员分头行动，查阅技术书籍、互联网、咨询相关设备厂家，结果没有找到可供借鉴的资料和设备信息。因没有可供借鉴的资料，小组成员便提出了,4,个问题：,（,1,）设备整体采取什么工作方案？,（,2,）瓶盖自动装箱装置工艺流程如何设计？,（,3,）瓶盖自动装箱装置各动作部件应该利用什么原理？,（,4,）设备需要采购哪些标准电气元件？,针对这,4,个问题，我们进行了以下调查分析。,7,联机式自动装箱,装箱设备与生产设备进行连线，实现实时装箱,产品无需人工进行转运,产品无需理料，设备不可单独运行,每种产品配置一套，需两套装置,成本较高,独立式自动装箱,装箱设备与生产设备独立存在，互不干涉,两种产品都需人工进行产品转运,产品需要理料，设备可单独运行,只需研制一套，可满足生产要求,成本较为经济,瓶盖自动装箱装置,4,、提出并选择方案,1,整体方案的提出,8,小组成员运用,PDCA,循环，制作了三套系统方案图，分析清楚了再进行。,瓶盖自动装箱装置,集成式自动装箱,装箱设备即可单独运行也可与生产设备连线,一种产品需人工进行转运,一种产品需理料，设备可单独运行,只需研制一套，可满足生产要求,成本较合理,根据亲和图，初步选定瓶盖自动装箱装置方案为：联机式自动装箱、独立式自动装箱、集成式自动装箱,4,、提出并选择方案,1,整体方案的提出,9,4,、提出并选择方案,通过对三种方案的对比分析，,集成式自动装箱,不论在经济性还是设备适应性上都更具优势，因此我们把此方案确定为可行方案。,1,整体方案的提出,方案,分析,特点,结论,联机式自动装箱,设备与生产机台通过输送轨道连接，无需理料，直接装箱,优点：无需人工转运,不采用,费用：,80,万,/,套,缺点：只能适应一种产品，需配置两套、成本较高,操作：不能单独运行,独立式自动装箱,设备配置提升机、理料机,优点：能适应两种产品，可独立运行,不采用,费用：,110,万,缺点：成本较高、每种产品都需人工转运,操作：可单独运行,集成式自动装箱,设备配置理料机,优点：能兼顾两种产品、成本较为经济,采 用,费用：,90,万,缺点：有一种产品需人工转运,操作：即可联机运行也可单独运行,10,集成式自动装箱,工艺流程的选择,理料机构的选择,机械手的选择,托盘机构的选择,中转箱输送机构的选择,流程,1,流程,2,机械式理料,视觉理料,普通伺服机械手,六轴工业伺服机械手,机械手拾取,气动元件动作,专用输送线,普通输送线,4,、提出并选择方案,2,整体方案的选择,11,4,、提出并选择方案,2.1,工艺流程的选择,设备开机,完成贴标的瓶盖输送到入托机上料平台,瓶盖自动整理后送入翻转工位,将瓶盖翻转,180,度,自动抓取瓶盖放入托盘内,完成入托的产品输送到装工位,机械手将产品装入中转箱,中转箱装满规定数量后由滚筒输送线送出,人工将塑料托放入堆叠架,分托机构将托盘分到输送带上,托盘输送到入托工位,人工将中转箱放入滚筒输送线,中转箱输送到装箱工位,流程,1,12,4,、提出并选择方案,2.1,工艺流程的选择,设备开机,完成贴标的瓶盖进入输送定位轨道,洗盘吸取瓶盖旋转,90,度,吸盘平移到达定位位置,自动抓取瓶盖放入托盘内,完成入托的产品输送到装箱工位,机械手将产品装入中转箱,中转箱装满规定数量后由滚筒输送线送出,人工将托盘放入堆叠架,顶料机构将托盘顶起,机械手拾取,托盘,至指定位置,人工将中转箱放入滚筒输送线,中转箱输送到装箱工位,流程,2,13,小组内部运用“头脑风暴法”对设备 进行了上述,6,个方面的综合评比，最终以“流程一”得分高胜出，故决定设备工艺流程按“流程一”执行。,4,、提出并选择方案,2.1,工艺流程的选择,14,4,、提出并选择方案,理料机构：,实现盖子统一方向，使盖子由自由无序堆放到整齐排列。,理料机构,分析,特点,结论,机械式理料,利用盖子自身结构，通过机械与电气结构实现盖子的同一方向排列,费用：传统机械式理料机构费用约为,5,万元以下,操作：偶尔有卡料风险,优点：成本较为经济，理料速度快,缺点：偶尔有卡料风险,采用,小组评分,经济性,5,可靠性,5,效率,5,安全性,4,19,分,视觉理料,通过视觉成像系统对盖子进行拍照分析，再通过机械手实现盖子的同一方向排列,费用：采购视觉设备与机械手，费用约为,15,万元,操作：稳定故障率低,优点：运行稳定,缺点：成本较高、且理料速度较慢,不采用,小组评分,经济性,3,可靠性,5,效率,4,安全性,5,17,分,小组成员对两种方案进行的综合分析，并运用“头脑风暴法”对设备 进行了上述,4,个方面的综合评比，最终以“机械式理料”得分高胜出，故决定设备理料机构采用 “机械式理料” 。,2.2,理料机构的选择,15,机械手：,实现产品的拾取并将其准确放入定位托盘内。,4,、提出并选择方案,机械手,分析,特点,结论,普通三轴伺服机械手,能实现,X,、,Y,、,Z,轴三向精确移动，但不能以进行角度旋转，不具备角度补偿功能,费用：,20,万,操作：在托盘变形时，可能产品无法放入,优点：成本较为经济,缺点：有放不进料的风险,不采用,小组评分,经济性,5,可靠性,3,效率,4,安全性,3,15,分,六轴工业伺服机械手,采用绝对值式伺服电机驱动，是一种柔性技术较高的工业机器人，拥有更多的“行动自由度”可以拿起水平面上任意朝向的部件，以特殊的角度放入产品里。,费用：,40,万,操作：具备补偿功能，运行稳定,优点：运行稳定,缺点：成本较高,采用,小组评分,经济性,3,可靠性,5,效率,5,安全性,5,18,分,小组成员对两种方案进行的综合分析，并运用“头脑风暴法”对设备 进行了上述,4,个方面的综合评比，最终以“六轴工业伺服机械手”得分高胜出，故决定设备机械手采用 “六轴工业伺服机械手” 。,2.3,机械手的选择,16,4,、提出并选择方案,托盘机构,分析,特点,结论,机械手拾取,通过机械手,X,、,Y,、,Z,轴三向精确移动，实现托盘的快速拾取与准确定位,费用：,20,万,操作：简洁方便，但不能控制托盘的变形,优点：动作简洁、高效,缺点：托盘变形会影响产品放料,不采用,小组评分,经济性,3,可靠性,3,效率,5,安全性,5,16,分,气动元件动作,采用电气元件检测，并通过气缸动作实现托盘的拾取，并通过限位工装实现托盘,精确定位，可防止托盘变形带来的定位不准确,。,费用：,10,万,操作：动作复杂，但能有效避免托盘变形,优点：产品放料可靠、成本经济,缺点：完成动作较机械手慢,采用,小组评分,经济性,5,可靠性,5,效率,4,安全性,5,18,分,托盘机构：,为装箱设备提供托盘，并将托盘精准的放入指定装箱位置。,小组成员对两种方案进行的综合分析，并运用“头脑风暴法”对设备 进行了上述,4,个方面的综合评比，最终以“气动元件动作”得分高胜出，故决定设备托盘机构采用 “,气动元件动作,” 。,2.4,托盘机构的选择,17,中转箱输送机构：,实现中转箱的输送、定位以及完成装箱后，产品箱的转运。,中转箱输送机构,分析,特点,结论,普通输送线,利用事业部闲置现有输送线进行改制,费用：,0.5,万,操作：一次只能放,3,个中转箱，且须增加一组定位制动机构,优点：成本经济,缺点：需人工频繁放置产品箱,不采用,小组评分,经济性,5,可靠性,4,效率,3,安全性,5,17,分,专用输送线,采购工业专用输送线，一次可放置,20,个中转箱，自带转向定位功能,费用：,8,万,操作：动作简洁,优点：放置产品箱多，在后期连线生产中具备开发潜能缺点：成本高、占地广,采用,小组评分,经济性,3,可靠性,5,效率,5,安全性,5,18,分,小组成员对两种方案进行的综合分析，考虑到后期设备与自动生产线可进行连线生产，且中转箱输送线知占据设备下方空间，不会占据其余生产用地，并运用“头脑风暴法”对设备进行了上述,4,个方面的综合评比，最终以“专用输送线”得分高胜出，故决定设备中转箱输送机构采用 “专业输送线” 。,4,、提出并选择方案,2.5,中转箱输送机构的选择,18,4,、提出并选择方案,根据以上一系列的对比分析后，小组确定了自动装箱装置的最佳方案。,集成式自动装箱,工艺流程的选择,理料机构的选择,机械手的选择,托盘机构的选择,中转箱输送机构的选择,流程,1,机械式理料,六轴工业伺服机械手,气动元件动作,专用输送线,瓶盖自动装箱装置,3,确定最佳方案,19,5,、制定对策,最佳方案确定后，,QC,小组成员经过充分的研究讨论，制订了最佳方案的实施流程与以及对策实施表。,翻转机构,拾取机构,输送机构,定位机构,棍式链条,导向限位槽,工艺流程的选择,设计机械式理料,机构,六轴工业伺服机,械手的选择,设计气动托盘机构,设计专用输送线,开,始,流程,1,缓料盘,定位机构,机械手品牌,机械手规格,机械手动作,定位机构,皮带材料,流程确定,离心式,气动飞轮,快换工装,快换工装,S5-A701,循环点动,气缸动作,不含塑化剂,电眼与定位气缸,理料机构,的安装,机械手,的安装,托盘机构,的安装,输送线,的安装,鉴定,1,合 格,开始,总装调试,及实验,不合格,最佳方案实施流程图,20,5,、制定对策,序号,对策,目标,措施,地点,负责人,完成时间,1,机械式理料机构,实现盖子的缓存与理料,采用,CAD,、,UG,等软件设计机械式理料机构，包括缓料盘、翻转机构、定位机构，并模拟其工作状况,设备室,刘斌,李勇,2016.07.30,2,选择六轴工业伺服机械手,实现盖子的精确拾取与放置,通过技术交流与招标方式选择合适的,六轴工业伺服机械手,公司会议室,刘洪森,李永杰,2016.06.30,3,托盘机构,实现托盘的拾取与精确定位,采用,CAD,、,UG,等软件设计托盘机构，包括拾取机构、输送机构、定位机构，并模拟各部件工作状况,设备室,刘仁飞,刘万堂,2016.08.30,4,设计输送带定位机构,实现产品箱在输送带上的定点停止与定位,采用,CAD,、,UG,等软件设计输送带定位机构并模拟其工作状况,设备室,曾江,2016.09.30,5,总装调试及实验,完成设备各部件的安装调试并实现瓶盖的自动装箱,1,、通过二维图纸完成各加工件的制作,2,、在维修房进行部件安装,3,、在现场进行总装与调试,维修室,生产现场,程方志,2016.12.10,最佳方案实施对策表,21,6,、对策实施,实施项目,实施情况,机械式理料机构,翻转工位,（,1,）首先根据,606,盖、,1800,盖外形尺寸设计一翻转料笼，要求料笼能兼容两种产品的尺寸。,（,2,）增加气动装置，方便产品在料笼中输送。,（,3,）设计一动力机构，为盖子进入翻转料笼提供动力。,（,4,）动力机构要求能适应两种盖子的生产，且调节快速。,（,5,）选择料笼、支撑架材料。气缸品牌,SMC,、电机品牌,SANYO,、检测电眼品牌,KEYENCE,等。,缓存输送带,（,1,）设计一缓存输送带，实现瓶盖的输送、缓存、分列。,（,2,）输送带设计为链板式，不含塑化剂且运行稳定。,（,3,）装有缺料检测电眼与,PLC,程序控制系统，能调节盖子的多少。,（,4,）选择电机品牌,SIGMA-MITSUBISHI,、检测电眼品牌,KEYENCE,、,可编程控制器,PLC,：,SIMENS,。,定位工位,（,1,）根据产品尺寸设计一分列模具组，将产品整齐分列为,12,道瓶盖以固定间距整齐流出。,（,2,）分列模具组设计成快换工装，跟换产品时快速更换即可。,（,3,）设计一往复导入机构，帮助将瓶盖从缓存输送带上导入分列模具组。,（,4,）设计一瓶盖拦截机构，用于分列后瓶盖的拦截与放行。,（,5,）选择各支撑架、定位头材料,1Cr18Ni9Ti,。气缸品牌,FESTO,、电机品牌,SIGMA-MITSUBISHI,、检测电眼品牌,OPTEX,、,SICK,、,KEYENCE,等。,实施一、设计机械式理料机构,22,实施一、设计机械式理料机构,6,、对策实施,23,6,、对策实施,实施一、设计机械式理料机构,实施效果：瓶盖输送顺利，并能流畅翻盖，在输送链盘上能排列整齐，并进入定位工装。,24,实施项目,实施情况,六轴工业伺服机械手,（,1,）结合我方生产精度要求与成本经济性分析，通过市场调研确定机械手品牌为爱普生（,EPSON,）。,(2),通过与爱普生公司技术人员交流，与对方到我生产现场实验。选定设备型号为,S5-A701,。,(3),根据,606,盖或,1800,盖产品尺寸，设计专用吸取工装模块，并能实现工装的快速更换。,（,4,）要求厂家提供机械手相关运动范围、基础安装尺寸。便于后期设计瓶盖自动装箱设备其余部件。,实施二、选择六轴工业伺服机械手,6,、对策实施,25,实施二、选择六轴工业伺服机械手,6,、对策实施,26,实施二、选择六轴工业伺服机械手,6,、对策实施,27,实施二、选择六轴工业伺服机械手,6,、对策实施,28,实施三、设计气动托盘机构,实施项目,实施情况,气动托盘机构,拾取机构,（,1,）首先根据托盘外形尺寸，制作一放料槽。（实现托盘的规范、重叠摆放，方便拾取）,（,2,）制作一气动压块，压住托盘。防止拾取时托盘相互粘连,（,3,）设计拾取头，根据托盘结构特点，决定采取六点吸附，着力平衡、稳定。,（,4,）设计翻转机构，实现托盘的输送。翻转机构为摇臂式，可翻转,160,度。,（,5,）选择各支撑架、定位头材料。气缸品牌,FESTO,、电机品牌,SIGMA-MITSUBISHI,、检测电眼品牌,KEYENCE,等。,输送机构,（,1,）首先根据托盘外形尺寸，制作输送轨道，实现托盘的输送。,（,2,）根据设备布局确定输送轨道长度。,（,3,）确定输送轨道辊轮材料、支架材料、塑料材料。（注：塑料材料不能含塑化剂，并附检测报告）,（,4,）选择电机型号,SIGMA-FUJI,、检测电眼品牌,BANNA,等。,定位机构,（,1,）根据托盘与输送轨道的尺寸设计预导向机构，实现托盘在,Z,轴方向无较大偏差。,（,2,）根据机械手装箱位置设计,X,、,Y,轴定位工装。因为机械手装箱对托盘位置度要求较高，故必须有,X,、,Y,、,Z,轴三向定位才能保证托盘位置精度。,（,3,）确定定位头材料为,304,，,检测电眼品牌,OPTEX,、,SICK,、动作气缸品牌,SMC,。,6,、对策实施,29,实施三、设计气动托盘机构,6,、对策实施,30,实施四、设计专用输送线,实施项目,实施情况,专业输送线,辊筒输送线,（,1,）首先根据产品箱外形尺寸，制作一,辊筒输送线。,（,2,）该线使用不锈钢辊筒，用于储存和输送产品箱。,（,3,）速度设定为,0-30M/min(,可调,),，外围增加防护装置。,（,4,）选择各支撑架、钢辊筒材料,304,。主电机、减速机品,Panasonic,。,分割拦截机构,（,1,）根据产品箱在输送线上的分布，设计制作一产品箱分割拦截机构。,（,2,）分割拦截机构：将最前端产品箱与后产品箱隔离，使产品箱有序进入装箱工位。,（,3,）确定分割拦截机构材料,1Cr18Ni9Ti,、气缸品牌,FESTO,、检测电眼品牌,KEYENCE,等。,装箱拦截机构,（,1,）根据机械手装箱位置，设计制作一装箱拦截机构。,（,2,）装箱拦截机构：是将最前端产品箱在指定位置进行拦截，便于装箱机械手将托盘叠放入产品箱中。,（,3,）确定装箱拦截机构材料为,304,，,检测电眼品牌,OPTEX,、,SICK,、动作气缸品牌,SMC,。,6,、对策实施,31,实施四、设计专用输送线,6,、对策实施,32,实施五、总装调试与实验,实施项目,实施情况,总装调试与实验,（,1,）在维修房完成各部件的组装。,（,2,）在生产现场对各部件进行总装，并接通电、气，和安装外围警示标志。,（,3,）完成设备的检查、排除干涉、漏电等隐患后，开机运行调试。,（,4,）调试完成后进行生产验证。,实施效果,6,、对策实施,33,瓶盖自动装箱装置通过现场安装调试，目前已经在606盖与1800盖的生产中投入了试用，使用效果理想。根据统计12月15日至22日的平均日产量为12万，达到并超过了10万/班的目标要求，装箱员工也由8人减少到了1人，因此，我们的目标实现了！这是活动前后效果对比柱状图如图所示：,7,、效果检查,8,人,1,人,10,万,/,班,34,8,、标准化,QC,小组将形成的文字资料、图纸等进行了归档，纳入瓶盖事业部设备标准化管理：,序号,成果内容,数量,1,瓶盖自动装箱装置工艺设备设计图样,1,册,2,瓶盖自动装箱装置工装加工技术要求,1,册,3,瓶盖自动装箱装置设备安装调试记录,1,册,4,瓶盖自动装箱装置使用操作说明,1,册,5,瓶盖自动装箱装置设备电气布局图,1,册,6,瓶盖自动装箱装置程序图,1,册,7,六轴工业机械手使用说明,1,册,8,瓶盖自动装箱装置安全防护装置说明,1,册,9,瓶盖自动装箱装置使用塑料化验报告单,1,册,35,9,、总结与下一步打算,通过开展此次,QC,活动，小组成员在,QC,知识、质量意识、个人能力、创新精神、团队协作等方面都得到了提高。本小组对活动前后的效果进行了综合自我评价，并绘制出雷达图，如下所示。,自我评价表,项目,自我评价（分）,活动前,活动后,质量意识,75,85,创新思考能力,60,75,团队协作精神,80,95,QC,工具应用技巧,60,80,实践能力,70,80,自我评价雷达图,36,Thank You !,汇报完毕,感谢您的聆听,37,