1:5

EXAMENS

ARBETE

Cadtekniker 120hp

Stång-Magasin till industri robot.

Sebastian Bryngelv och Viktor Ullman

Sammanfattning

I den här rapporten går vi igenom processen som vi har använt oss av för att ta fram en

konceptmodell för ett nytt magasin åt InLead då de planerar att expandera sitt sortiment för att nå en bredare kundkrets. För tillfället har InLead ett magasin för kutsar och det magasinet vi har fått i projekt att ta fram är ett stångmagasin.

I samarbete med vår handledare på InLead har vi gått igenom vad de vill ha i form av funktioner och utseénde.

Under projektet använde vi det arbetssätt som är baserat på Freddy Olssons metod, princip och primärkonstruktion (1995), som vi använt oss av i tidigare kurser.

Under projektets gång så var vi även på besök i InLeads lokal där vi fick se deras nuvarande magasin samt roboten som de kommer använda sig av för att få en bättre inblick i vad projektet ska bli i sitt slutliga stadie.

Vi har lagt ner mycket tid på att få fram de resultat som gav den enklaste lösningen för montering och programmering av roboten.

Vi kommer att sätta upp ett poängsystem som baseras på våra krav och önskemmål, där väger vi våra produktförslag och väljer det som passar bäst, vi kommer även göra en POME-Matris. Produkten är uppritad i catia v5 där vi baserade våra idéer på .STEP filer försedda av företaget. Vi använde oss primärt av Part Design och Assembly design då de arbetsbänkarna som används passade vårt projekt bäst.

Abstract

In this thesis we will describe the process that we used to develop a concept model for a new magazine for the company InLead Automation since they are planning to expand their assortment for the opportunity of gaining new costumers. At the current time InLead already have a

magazine for steel cylinders in production and the magazine we have been assigned to develop is a magazine for steel rods.

In collaboration with our handlers at InLead Automation AB we have gone through what they are looking for in form of functions and design.

During the time of the project we have used Freddy Olssons method of principal and primary konstruktion (1995) which have been used in earlier courses.

During the time of the project we also made a visit to InLeads factory where we got a more indepth look of what their current magazine looks like together with the robot that they use, this visit gave us a idea of what our final product should look like.

Contents

Företagspresentation - Inlead Automation AB ... 1

Syfte och mål ... 1

Metod ... 2

Produktdefinition ... 3

Produktundersökning ... 3

Krav och önskemål ... 4

Produktförslag ... 5 Produktförslag #1 ... 5 Produktförslag #2 ... 6 Produktförslag #3 ... 7 Produktförslag #4 ... 8 Utvärdering av produktförslag ... 9

Analys av produktens olika delar ... 10

Komponentval samt materialval ... 10

Detaljkonstruktion av unika delar ... 11

Inledning

Bakgrund

Inlead Automation har nyligen påbörjat ett projekt som fokuserar på att ta fram ett nytt magasin till sina kunder. Det är på grund av efterfrågan som de har beslutat att ta fram ett nytt magasin. Tidigare så har de haft ett magasin som tar han om ”kutsar” vilket är korta cylindriska stål detaljer. Det nya magasinet ska vara anpassat för stål stänger.

Vi fick kontakt med Inlead och fick i uppdrag att ta fram ett produktförslag till företaget. Det fanns också ett behov av att titta igenom automationen och hur man slipper arbeten som är DDD (Dull, Dirty, Dangerous) dvs. enformiga, smutsiga, och farliga arbeten.

Problemformulering

Då InLead Automation är ett relativt litet företag så måste de hela tiden utveckla sitt sortiment för att kunna ses som ett konkurrenskraftigt företag och kunna behålla sina kunder.

Under den senare tiden har InLead fått som önskemål från existerande kunder att ta fram ett nytt magasin till deras InFeeder vilket ska ge företagen alternativet att använda sig av InLeads automations lösningar med stål-stänger också. En utav de fördelar som kommer med att ta fram ett nytt magasin är att dem minskar "enformigheten" som det tidigare magasinet hade då InFeeder produkten var endast anpassat för en sorts produkter vilket resulterar i att InLead kan sälja sina produkter till en större procentuell del av företagen som använder sig av industri-robotar och att existerande kunder inte behöver söka en ny leverantör av automationslösningar.

Företagspresentation - Inlead Automation AB

Inlead automation AB arbetar med att ta fram automationslösningar till sina kunder som ger en kostnadseffektiv tillväxt. Deras olika lösningar på industrirobotar och portalrobotar gör att dom har en väldigt bred kompetens när det gäller olika lösningar till olika robotar.

De är lokaliserade i Gislaved och har 8 anställda.

Syfte och mål

Metod

Under projektet kommer vi använda oss av Freddy Olssons metodik där produktutvecklingens delar tas upp, denna metoden går igenom fem stadier i en konsekvent ordning för utvecklingen och framtagningen av en produkt.

Freddy Olssons metod består av 5 delar -Produktalternativstudie

-Principkonstruktion -Primärkonstruktion -Tillverkningskonstruktion -Slutkonstruktion

Produktdefinition

Vi har fått som uppgift att ta fram ett stångmagasin och ett ställdon till en robot som ska användas med deras redan existerande ställplatta.

För tillfället så har Inlead ett redan existerande magasin för cylinderklossar och vill expandera deras kundkrets då de endast använder sig av ett sorts magasin.

Vi har direktiv att använda oss av så mycket av de redan existerande delarna från det tidigare magasinet för att slippa tillverka nya verktyg.

Problemen vi ställs emot är att göra magasinet lättåtkomligt för roboten samt att göra den

manuella laddningen för operatören enkel. De vill att magasinet ska kunna ta stänger som har en diameter mellan 5 och 25 mm, och en längd på 300 till 800 mm.

De vill också att operatören som byter magasinet ska kunna göra det snabbt och lätt så att ställtiden inte blir lång så att deras kunder kan starta upp produktionen igen.

Produktundersökning

På mötet som vi hade så fick vi se deras testlabb och deras nuvarande magasin och robot. De visade även sitt förslag som de hade tagit fram och hur de hade tänkt.

De som ska använda produkten är företag/industrier som arbetar med bearbetning av

Krav och önskemål

● Ställbar diameter (K1)

● Ställbar längd (K2)

● Snabb att montera (K3)

● Roboten ska komma åt överallt (K4)

Vi har följande önskemål på konstruktionen:

● Lättåtkomlig för operatören (Ö1)

● Vara så lätt som möjligt (Ö2)

Vi ska poängsätta varje produktförslag för varje krav och önskemål de uppnår.

POME-Matris

LIVSPERIOD KRAVOMRÅDEN

Process Omgivning Människa Ekonomi

Alstring Forskning K4 K1, K2 Ö1 K3

Produktplanering K3 K2, K4 Ö2 Ö2

Produktförslag

Produktförslag #1

Eftersom projektet vi jobbar med redan var ett pågående projekt så hade InLead redan ett produktförslag.

Det första förslaget är ett magasin där stängerna laddas liggande i skenor.

Denna designen är uppbyggd med två stycken konsol liknande väggar som monteras i ett redan existerande monteringsbord där båda "väggarna" är uppbyggda med 3 guide-skenor för att stängerna inte ska röra sig eller komma ivägen för roboten.

Problemen som vi såg med denna designen var att problem uppstod om stängernas dimensioner varierar då det inte finns ett simpelt sätt att byta delar vilket är ett av kraven som vi fick av InLead, utöver att denna designen skapade problem för olika dimensioner så nämnde InLead att de misstänkte att denna designen kunde skapa problem för roboten då den inte skulle kunna komma åt alla stänger.

Produktförslag #2

För det andra förslaget kom vi på en slags hyll design där roboten hämtar stänger från ena hyllan och lämnar de färdigbearbetade stängerna på det andra hyllplanet.

Detta förslaget är uppbyggt på samma sätt som det första förslaget då det är två väggar som monteras i bordet men istället för skenor så skulle det va hyllplan.

Vi funderade över två alternativ till denna designen, det ena va att ha magasinet fastmonterat i väggarna och det andra va ett magasin som skulle laddas på de existerande hyllplanen.

Produktförslag #3

Det tredje förslaget vi tänkte på va ett magasin som liknande mer ett vapenmagasin, där stängerna i detta fallet skulle matas ut med en fjäder där fjäder matar ut de osvarvade delarna till en punkt så att roboten enkelt kan plocka upp stänger.

Samt att roboten ska lägga de svarvade stängerna i mynningen av ett till magasin med samma fjädring och utséende som magasinet för osvarvade.

Vi kom fram till att detta är en design som inte riktigt passar till vårat projekt då stängerna varierar såpass mycket att det skulle krävas väldigt många olika sorters fjädrar för att uppfylla den effekt vi vill ha ifrån denna designen då diameter och längd kommer ändra vikten såpass mycket vilket gör att vi måste räkna på varje

Produktförslag #4

Det fjärde förslaget och den designen vi valde att gå med är en basplatta som monteras på de "fötter" som används för deras redan existerande kutsmagasin.

Idén bakom denna designen är att istället för att stängerna ligger horisontellt så ligger dem vertikalt i denna designen vilket resulterar i att vi inte behöver justera designen efter längden på stången. Med de existerande fötter som vi monterar detta förslaget på ger hela produkten en lutning vilket vi kommer ta användning av för att hålla stängerna på plats.

På bottenplattan tänker vi att vi monterar två grupper av skenor för stängerna, den ena är fasta skenor som inte är rörliga eller justerbara den andra gruppen av skenor är dock justerbara genom ett spår som borras ur plattan.

Utvärdering av produktförslag

Fördelarna med det första förslaget är att antalet av stänger som kan laddas är väldigt högt vilket resulterar i att roboten kan jobba under längre perioder utan att det behövs laddas om vilket gör jobbet för montörerna lättare. Nackdelarna med denna designen är att det krävs en hel del arbete för att byta skenorna för att uppnå de önskade kraven för diameter samt längd.

Det andra förslaget vi valde att gå med var en hylldesign som skulle fungera som ett hyllplan för osvarvade samt ett hyllplan för de svarvade stängerna.

Fördelen med denna designen är att roboten kommer ha en väldigt specifik plats att hämta ifrån samt var roboten ska lägga de färdiga vilket gör programmeringen av roboten relativt enkel. Nackdelarna med att använda en hylldesign är att vi tvingas göra en sorts lutning för att inte stänger ska skapa en blockering vid mynningen av magasinet för de svarvade stängerna.

Förslag #3 är ett fjäderladdat magasin där alla stänger kommer laddas till en specifik punkt med hjälp av en fjäder. Fördelarna med denna designen är att stängerna kommer laddas och hämtas från fasta punkter vilket gör programmering av roboten blir enkel.

Nackdelarna med denna designen för att anpassa magasinet för de dimensionerna som står som ett av kraven från företaget det vill säga att för att ändra dimensionerna så måste vi första ändra bredden på magasinet samt att varje variant av stång måste ha en specifik fjäder för att få det exakta resultatet vi söker ifrån detta förslaget.

Fördelarna med det fjärde förslaget är att den använder mycket av deras redan existerande magasin för andra sorters produkter vilket gör montering och anpassning väldigt enkel. Utöver att monteringen kommer vara enkel så anser vi att en utav de stora fördelarna är att stängerna matas stående vilket resulterar att vi kan få in mer stänger på den specificerade ytan. Nackdelarna med denna designen är att längden den varierande längden på stängerna kan skapa problem med stabiliten på stängerna.

K1 K2 K3 K4 Ö1 Ö2

Förslag Poäng Poäng Poäng Poäng Poäng Poäng SUMMA

Nr. 1 2 2 0 1 1 0 6

Nr. 2 2 0 1 0 1 1 5

Nr. 3 2 0 0 2 1 1 6

Nr. 4 2 2 2 2 1 1 10

Analys av produktens olika delar

Från det förslag som vi valt så har vi arbetat fram en CAD-modell och försökt ha en så enkel design som möjligt. Den innehåller 5 unika delar.

Först och främst så är det en basplatta som monteras med fästen och en skena på sig. Den är i sin tur monteras på två vinkelplattor som sitter på bordet sen de förra magasinet, vilket bidrar till att det går snabbt för montören att byta magasin. Detta eftersom operatören inte behöver demontera det förra magasinet helt.

Sedan är det ett toppfäste som monteras ovanpå mittväggen på bordet, på den monteras också fästen och en skena. Skenan som sitter på bottenplattan och toppfästet är likadan.

Komponentval samt materialval

Vi kommer använda oss utav samma material som företaget har haft på sitt tidigare magasin för att det ska bli smidigast, vilket då är stål.

Konstruktionen kommer också behöva 35 st skruvar som håller ihop delarna. Som det ser ut nu så kommer det vara en blandning av M7 och M8 skruvar men vi kan ändra storleken på hålen efter vi har fått svar från företaget. Vi funderar på att göra alla hålen lika stora så det bara är en typ (storlek) av skruvar som behöver köpas in.

Detaljkonstruktion av unika delar

Basplatta

Här ser vi basplattan som har måtten 800x150 (mm). Dom 4 större hålen på ovan sidan är till för att fästa detaljen i vinkelfästena som sitter på bordet redan, vi har gjort en försjunkning i detaljen så att stöden som monteras på efteråt inte ska störas av skruvarna.

De övriga hålen i platten är för att fästa stöden i, de fästs från undersidan och de hålen har också en försänkning för att skruvhuvudena inte ska ta i någonstans under montering.

Vi har också en utskärning i nästan mitten av plattan som har måttet 700x20 (mm), och i den ska skenan som styr vilken diameter magasinet är inställt för sitta.

Bottenstöd

Bottenstödet sitter fast monterad på basplattan, i botten så är det två olika hål som Bottenstödet kan fästas i. Detta beror på om detaljen ska sitta fast i basplattan eller i skenan (dvs om den ska vara fixerad eller rörlig). Den är 20x140 mm och 35 mm hög.

Ritningar hittas under bilaga #2

Skena

Här är då skenan som ska sitta i basplattans utskärning, den har sju hål för att fästa bottenstöden i, på undersidan är samtliga hålen är försänkta så att den kan justera diametern utan att ta i vinkelfästenas kant.

Toppfäste

Toppfästet sitter som en bygel över toppen av väggarna som sitter på bordet, den sitter fast med hjälp av två uttag som vi ser i varje kant av fästet. Även i denna platta har vi en utskärning på 20x700 (mm) där en skena som styr avståndet mellan stöden ska sitta.

Det är även 14 hål på vardera sida av detaljen, i dem ska man fästa de övre stöden. Den är 1090 mm lång och räcker nästan över hela bordet.

Överstöd

Stödet monteras på en av de vinklade flänsarna på toppfästet, på baksidan finns det tre hål som den kan fästas med hjälp utav. Beroende på om stödet ska vara fixerat eller rörligt så är det olika hål som ska användas. Ska den vara fixerad så är det 2 av de 3 hålen, och om den ska vara rörlig så är det det hålet i mitten som ska användas och fästas i skenan som finns.

Produktsammanställning

Här ser man magasinet monterat på bordsskivan och mittenväggen som är en del av bordet, när det är fulladdat så håller magasinet 35 stänger med diametern 25 mm, på varsin sida.

Slutsats av projektet

Sättet vi arbetade med vårat examens projekt har varit väldigt likt det arbetet vi gjorde i den tidigare kursen Datorstödd konstruktion och prototypframtagning vilket visar hur värdefullt det va att läsa en kurs där vi fick “hands-on” ta fram en produkt och lära oss från hela processen.

Under projektets gång har vi haft bra kontakt med Inlead över e-mail , telefon och fysiska möten i deras lokaler vilket har gjort det möjligt för oss att ta fram en produkt som både vi och företaget kan vara nöjda med.

Produktanalyser

Livscykelanalys

Eftersom våran produkt kommer befinna sig i industrimiljö så kommer den inte påverka

människor på ett lika brett sätt som om det hade varit en produkt som mer är fokuserad på att bli såld till privatpersoner. Alla detaljer i produkten kommer vara tillverkade i stål och framtagna med hjälp av fräsning eller laserskärning.

Det som är positivt med att samtliga detaljer är tillverkade i stål så är det enkelt att sortera om man ska återvinna dem.

CE-märkning

Produktutprovning

Vi kommer att tillverka ett exemplar som skall testas i företagets testlabb, där kommer vi se hur det funkar i praktiken. Hur snabbt det går att montera på bordet, hur bra roboten kommer åt på alla ställen och hur tungt magasinet blir.

Man kommer ladda magasinet fullt förutom 1 rad där man lägger de färdigbearbetade stängerna. Roboten plockar upp en stång och placerar den i svarven och sedan ställer tillbaka stången i magasinet och repetera till det är dags att byta sida på bordet för att ladda om.

Kritisk Granskning

Vår produkt är ett pågående projekt som fortfarande har en bit innan just detta magasinet kan släppas på marknaden och vi anser att vi har tagit fram en bra bas för en vidarutvecklad och förbättrad design.

Med tanke på att projektet vi har jobbat med fortfarande är i ett såpass tidigt stadie och ingen fungerande prototyp för tester har tagits fram så kan vi inte uttrycka oss med säkerhet hur magasinet kommer fungera när den väl ställs framför en robot och en montör men med

noggrannhet på mått och dimensioner så kan vi bedöma att vårat förslag har en väldigt god chans att fungera med den avsikt som vi designade den för.

Då magasinet är en statiskt del i produktionen av stansade delar så bektraktar vi inte att produkten kommer ha någon negativ effekt på varken de anställda montörerna eller arbetsmiljön den

kommer användas i med tanke på att sällan kommer behövs byta med tanke på att materialet är av stål vilket ökar livstiden.

Besöksadress: Kristian IV:s väg 3 Postadress: Box 823, 301 18 Halmstad

D

E

C

F

B

G

A

H

3

3

2

2

4

4

1

1

Front view

Scale: 1:5

150

8 0 0

3.4

R

5 0

1 0 0

20

7 0 0

50

20

3 8 5

50

R

16

9

A

A

1 5

5

R

5 0

10

Section view A-A

Scale: 1:5

D

E

C

F

B

G

A

H

3

3

2

2

4

4

1

1

SCALE WEIGHT (kg) DRAWING NUMBER SHEET

SIZE

A3

Bilaga 2

2 0

140

Front view

Scale: 1:2

A

A

40

80

1 0

1 0

6 .

8

5

R

35

Isometric view

Scale: 1:2

1 0

1 5

D

E

C

F

B

G

A

H

3

3

2

2

4

4

1

1

6 4 0

1 0 0

1 6

1 4

111

₁₆

6.8

Front view

Scale: 1:5

A

A

1 4

16

25

5

R

8

Isometric view

Scale: 1:5

12

5

D

E

C

F

B

G

A

H

3

3

2

2

4

4

1

1

SCALE WEIGHT (kg) DRAWING NUMBER SHEET