Färdigborrad lodpinne och knorrad tråd förs samman för hand och placeras sedan i fästningsma- skinen, se figur 41-42. De hålls sedan på plats med hjälp av ett handtag på gångjärn och körnaren trycker materialet på lodpinnen in mot tråden som fäster tråden i lodpinnen. Efter tråden har fästs med körnaren puttas den färdigtillverkade lodpinnen ut från mallen och ramlar ner i en korg. Greppdonet kommer att bytas ut för att passa för respektive lodpinne.
Denna maskinen är tänkt att utföra den delen av den nuvaranade manuella processen som tar längst tid. Då maskinen har högre automationsgrad än den nuvarande stationen så anses den vara effektivare. Greppdonet anses vara snabbare att använda än skruvstädet som används idag. Då hammarslaget är borttaget i denna process är maskinen också ergonomiskt bättre för personalen. Det kommer också att ge en jämnare kvalitén på lodpinnarna då tråden alltid fästs med samma kraft.
Figur 41: Trådfästningsmaskin sedd från sidan.
Figur 43: Körnarens position relativt greppet när cylindern är aktiverad.
Figur 44: Körnarens position relativt greppet när cylindern är i viloläge. I det- ta läget kan greppet bytas ut för att tillåta produktion för andra typer av lodpinnar.
När den pneumatiska cylindern är igång trycks körnaren ner mot lodpinnen och deformarar ytan för att fästa lodpinnen. Körnaren hålls centrerad av en ring som sitter fast i gripdonet för lodpinnen, se figur 43. När cylindern är i viloläge är körnaren i sitt toppläge, se figur 44. I det här läget kan körnaren tas loss från ringen på greppet och greppet kan bytas ut till ett grepp som kan hålla fast andra lodpinnar.
6
Diskussion
Safetrack AB har ett behov i att automatisera tillverkningsprocssen av deras produkt lodpinnar med tråd. Investeringsnivån är relativt låg då lodpinnar med tråd är på en nedåtgående marknad. Därmed så måste det bestämmas hur tillverkningsprocessen kan förenklas genom att automatisera proces- sen med hänsyn till de kundbehov som företaget uttrycker. Ett koncept som satisfierar dessa behov ska att tas fram. Det framtagna konceptet har en automatiseringsgrad som kunden efterfrågar och som även uppfyller de framtagna kundbehoven. Det nya konceptet består av tre stationer gentemot fyra stationer i den nuvarande tillverkningsprocessen. Borrningsstationen är oförändrad i det nya kon- ceptet. Anledningen till detta är att en helautomatisk lösning hade blivit för komplex och för dyr. En halvautomatisk lösning hade inte varit lönsamt eftersom den nuvarande lösningen redan går snabbt att utföra.
De två tidigare stationerna där tråd klipps och knorras har slagits samman till en helautomati- serad maskin. Denna maskinen sparar både tid och personalresurser då den är effektivare än den nuvarande lösning och kräver minimal övervakning. Maskinen kommer även vara enkel att tillverka då det finns standardiserade komponenter att köpa in. En nackdel kan vara är att de klipps i den färdiga längden och kan inte efterjusteras. Om knorrningen hade gjorts i ett senare skedde hade detta kunnat varit möjligt. Så länge borrdjupet är korrekt så är stationen effektiv. På denna stationen så anses det att all tillverkningstid kan sparas in vilket är ca 6 sekunder.
Den tredje stationen i det nya konceptet är stationen där mest tid kan sparas. Uppskattningsvis så kan det ta ungefär 10 sekunder med den nya stationen kontra ca 20 sekunder för nuvarande station. Maskinen ser även till att personalen som använder den inte utsätts för förslitningsskador i samma utsträckning då de ej behöver använda handkraft för att fästa tråden, endast för att hålla den på plats. Denna maskinen måste nästintill tillverkas från grunden. Den enda komponent som köps in är linjärenheten i form av en pneumatisk kompaktcylinder. Den här stationen är ett bra koncept, men det kan behöva alterneras när det ska aktualiseras p.g.a. utförligare tester behöver göras med en prototyp för att testa att greppa lodpinnen samt fästa tråden.
Det framtagna konceptet anses att underlätta tillverkningsprocessen och uppfyller därmed syf- tet. Konceptet kommer även spara tid, uppskattningsvis 15 sekunder per lodpinne, vilket blir totalt 750000 sekunder på ett år, dvs 208 timmar årligen. Personalens lön bekostar företaget ungefär 340 kr/h inklusive arbetsgivareavgifter vilket innebär att Safetrack kommer att spara ca 70720 kr årligen. Räknar man att Safetrack har maskinerna i minst fem år, utan värdeminskning, så skulle maskiner- na max kunna kosta 350000 kr för att Safetrack ska gå plus-minus-noll på investeringen. Troligtvis att Safetrack kommer att ha maskinerna längre än fem år, men då produktionen kan minska så kan siffrorna variera. Dessa siffor är bara uppskattningar och tester måste göras för att vet hur mycket tid som verkligen sparas, men konceptet anses ändå vara tidsbesparande och effektivare än nuvarande lösning.
Genom att identifiera vilken automationsgrad som den nuvarande manuella lösningen har och jämföra med det framtagna konceptet så är det enkelt att följa förbättringarna. Höjningar av automati- seringsgrad görs på de stationer där det anses vara lämpligast och den nya nivån är enligt Safetracks efterfråga på att det ej ska vara en helautomatisering, dvs att alla stationer ska ligga på nivå 5 och lägre. Den station som sticker ut är station 2 som är klipp- och knorrmaskinen som har högst auto- mationsgrad. Fast än detta kan anses vara högre grad än vad Safetrack efterfrågar så är lösningen standardiserad och enkel att implementera.Genom att göra studiebesök på Safetrack, prata med ledningen och även personalen som jobbar i verkstaden så tas alla kritiska kundbehov fram. En krav- specifikation borde ha efterfrågats från kunden, för att få krav svart på vitt. Men eftersom Safetrack inte har några större förväntningar på detta projekt så anses det att de omnämnda metoderna ändå tar fram alla kundbehoven.
Brainstormingen används för att ta fram 5 helhetskoncept. Denna metoden passar även grupp- storleken på två personer istället för 635-metoden eller sex tänkande hattar som fungerar bättre i större grupper. Utomstående hade kunnat tas in för att få en större grupp för att därmed kunnat ut-
nyttja dessa metoder. Det anses ändå att brainstormingen tar fram lovande koncept. I konceptvalet så som nämns i metoderna så är urvalskriterierna viktade subjektivt vilket kan leda till att det koncept som vinner är indirekt valt subjektiv om det är viktat till dess fördel. Därför görs också en känslighets- analys där kriterierna viktas om för alla urvalskriterier. Samma koncept vann igen och det är därmed troligtvist konceptet med mest potential. Metoderna anses ta fram tillräckligt många koncept samt används en bra urvalsprocess.
Fästningstesterna som undersöker olika slags fästningsmetoder med antingen ett halvcirkulärt dorn eller två olika slags körnare har vissa brister. Mätningsinstrumentet dvs vågen är inte optimal då det är en gammal våg vilket kan påverka hur noggrant den mäter. Instrument för att mäta det exakta avståndet på 1,6 mm samt att det är 120˝ mellan körnarna saknades och vissa uppskattningar görs
därmed. Trots dessa begränsningar så kan ändå slutsatsen dras att körnarna är bättre för att fästa tråden då de kräver mindre kraft för att deformera ytan och kan göra det på ett längre avstånd från centrum än det halvcirkulära dornet.
Vid FEM-analys av körnaren uppnådde spetsen av körnaren spänningar över sträckgränsen. Detta är ett problem som kommer att lösas i ett senare stadie i processen. Möjligtvis kan spänning- arna minskas om spetsen kläs med taggar, eller liknande, av ett starkare material alternativt att hela körnaren ytbehandlas för att höja hållfastheten.
Det finns en hel del arbete kvar innan konceptet kan bli till en prototyp. Konceptet måste till- verkningsanpassas. Det innebär att på alla CAD-modeller måste mått och faser ses över så att de går att tillverka med vedertagna metoder. Konceptet behöver även optimeras så det bestäms exakt vilken kraft som krävs vid både knorr- och klippningsmaskinen och även för trådfästningsmaskinen. Geometrin för körnaren som fäster tråden behöver också utvecklas mer. Greppet för att hålla lodpin- nen på plats när tråden skall fästas behöver också vidareutvecklas. Material som klär motsatt sida gängorna på greppet måste väljas. Fast än CE-märkning har beaktats under konceptutvecklingen så måste läggas mer tid på att fastställa att villkoren uppnås.
7
Slutsats
Arbetet resulterade i ett koncept bestående av två maskiner som enligt kundens efterfrågan har en högre automatiseringrad än deras nuvaranade manuella lösning. Vad som tidigare var fyra statio- ner blir efter implementering av det nya konceptet tre stationer. Det nya konceptet anses även vara ergonomiskt bättre för personalen. Syftet är uppfyllt och målet är uppnåt.
För vidare arbete måste trådfästningsmaskinen optimeras utifrån tillgänglig kraft från kompakt- cylindern. Produktarkitekturen för båda maskinerna borde optimeras för att de ska ta så lite plats som möjligt på bänken i verkstaden. Även inredningen i verkstaden som maskinerna ska stå i bör analyseras för att identifiera bästa möjliga arbetsflöde i verkstaden. Frågor som “Ska trådfästnings- maskinen stå till höger eller väsnter om pelarborren?” måste besvaras. Den totala tiden som sparas per lodpinne ca 10 sekunder, vilket innebär sett över den årliga produktionen totalt 500000 sekunder.
Litteraturförteckning
[1] Hågeryd L, Björklund S, Lenner M. Modern produktionsteknik del 2. Nacka: Liber, 2005
[2] McClure PK. ”You’re Fired,“ Says the Robot: The Rise of Automation in the Workplace, Thech- nophobes, and Fears of Unemployment. SAGE. 2018;36(2): sida 153.
[3] Parasuraman R. Humans and Automation: Use, Misuse, Disuse, Abuse. Human Factors. 1997; 39(2) sida 230-253.
[4] Båvhammar J. Safetrack Baavhammar AB [Online] [citerad 2019-02-28]
Hämtad från: http://www.safetrack.se/sv/Start/Produkter/Kabelanslutningsmetoder/ Pinnlodning_Katodskydd/Forbrukningsmateriel/Lodpinnar/Lodpinnar_med_trad.
[5] Chui M, Manyika J, Miremadi M. Where machines could replace humans - and where they can’t (yet). Digital McKinsey. 2016 July.
[6] Norén E. Plato Teknik AB [Online] [citerad 2019-02-28 ]
Hämtad från: https://www.platoteknik.se/. [7] PILZ: The Spirit of Safety. Direktiv och lagar [Online]
[citerad 2019-04-16 ]
Hämtad från: https://www.pilz.com/sv-SE/knowhow/law-standards-norms/standards/ directives
[8] PILZ: The Spirit of Safety. Lagstiftning och standarder i Europa [Online] [citerad 2019-04-17 ]
Hämtad från: https://www.pilz.com/sv-SE/knowhow/law-standards-norms/international- standards/europe
[9] Europaparlamentets och Rådets Direktiv [Online] [citerad 2019-04-17 ]
Hämtad från: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/SV/TXT/PDF/?uri=CELEX: 32006L0042&from=EN
[10] SIS: Swedish Standards Institute [Online] [citerad 2019-04-15 ]
Hämtad från: https://www.sis.se/konstruktionochtillverkning/maskinskerhet/ [11] Harmon A. Anaheim Automation [Online]
[citerad 2019-04-17]
Hämtad från: https://www.anaheimautomation.com/manuals/forms/linear-actuator- guide.php#sthash.dLxoWbWk.dpbs.
[12] Ulrich K, Eppinger S. Produktutveckling: Konstruktion och design. Upplaga 1. Stockholm: Studentlitteratur, 2014.
[13] Wikberg Nilsson Å, Ericson Å, Törlind P. Design: Process och metod. Lund: Studentlitteratur, 2015
[14] Wilson, C Brainstorming and beyond: A User-Centered Design Method. Burlington: Elsevier Science, 2013.
[16] Fast-Berglund Å, Mattsson S. Smart Automation. Upplaga 1. Stockholm: Studentlitteratur, 2017.
[17] Charlès B. Solidworks[Online] [citerad 2019-02-28]
Hämtad från: https://www.solidworks.com/
[18] Pärletun LG. Creo Simulate 4.0 Beginner’s Guide, Upplaga 1. Lund: Vivamos, 2017.
[19] Charlès B. Solidworks Simulation Solutions[Online] [citerad 2019-05-23]
Hämtad från : https://www.solidworks.com/category/simulation-solutions [20] Ljung C, Ottosen NS, Ristinmaa M.
Introduktion till hållfasthetslära - enaxliga tillstånd. Upplaga 1. Lund: Studentlitteratur, 2007.