Analys och kvalitetssäkring av materialkittningen till en svetsanläggning

(1)

Examensarbete, 180 hp Högskoleingenjör maskinteknik, 15 hp

Ht 2020

Analys och kvalitetssäkring av materialkittningen till en

svetsanläggning

Analysis and quality assurance of the kitting line of a welding plant

Carl Bäckman

(2)

i

Förord

Särskilt tack riktas till Davood Khodadad på Umeå universitet samt Jonas Fjällström,

teknikavdelningen, operatörer och linjeskötare på Ålö AB som stöttat och bidragit med ovärderlig sakkunskap i frågor som uppkommit.

(3)

ii

Sammanfattning

Ålö AB i Brännland tillverkar och säljer frontlastare till jordbruksindustrin. Första steget i

tillverkningen sker i kittningsområdet och följs av en automatiserad svetsanläggning. Därför är det viktigt att få kontinuerligt flöde av hög kvalité på de artiklar som går ut ur kittningsområdet. Idag förbereds det inkommande artiklarna manuellt och naturligt förekommande avvikelser i kvalité sker beroende på operatörens kunskapsnivå och erfarenhet. I cirka 2–5% av alla kittningar sker detta och Ålö AB vill minska dessa siffror för att försäkra sig om mindre avbrott i produktionen.

Syftet med föreliggande arbete är att kartlägga och analysera nuvarande flöde och kittningsmetod samt att ge förslag på verifieringssystem så att rätt artiklar säkerställs i kittningsområdet. Problemet angrips genom att först utvärdera utvalda tekniska lösningar för verifiering, som lastceller,

kameraoptik, smarta rack och logistikprocesser. En matris jämför ergonomi, kostnad, implementeringsmöjligheter och cykeltid för de olika koncepten. Lastceller, där produkten kontrolleras genom att noggrant mäta dess vikt i förhållandet till ett referensvärde, väljs som den mest lämpade lösningen. En experimentell studie utförs för att mäta viktavvikelsen på ett färdigkittat rack, vilken fastställs till ±0,65 kg. Sedan byts alla enskilda artiklar ut för att se hur vikten varierar för felkittade rack.

Resultat visar att när fel som lätt kan fångas upp av operatören exkluderas, kan 90% av felen upptäckas med hjälp av lastceller. Att implementera konceptet lastceller utesluter inte att också integrera fler metoder i systemet för att uppnå ett säkrare resultat, exempelvis med hjälp av Machine vision.

(4)

iii

Abstract

Ålö AB in Brännland produces and manufactures front carriers for the agricultural industry. The first step in the production of front carriers is the kitting area. It is important to have a continuous flow of high-quality incoming material which today is achieved by a manual kitting process. Depending on the operator's knowledge and experience, it suffers from naturally occurring variations in quality and bout 2-5% of the kitted frames have insufficient quality. Ålö AB wants to reduce this number to ensure less interruption in the production.

The aim of this project is to map and analyze the current flow and kitting method and to propose a verification system so that the correct material is kitted in the rack for each frame. Four potential concepts are evaluated: loading cells, camera optics, smart racks and logistics processes. A matrix compares ergonomics, cost efficiency, cycling time and technique level for all potential concepts.

Loading cells, which conducts a precise measurement of the products weight and compare it with the reference range, is chosen as the most suitable solution. An experimental study determines the actual weight and deviations of the completely kitted rack, this deviation is ±0,65 kg. All specific articles are exchanged for another to see how the weight varies.

The results show that if wrongly kitted articles that easily can be detected by the operator are excluded the loading cells have a precision of 90%. Implementing loading cells does not exclude integration of additional concepts into the system to further improve the kitting quality, for example with the use of Machine Vision.

(5)

iv

Terminologi

Orden och förkortningarna nedan är begrepp som kan vara bra att känna till då de förekommer i rapporten.

Machine vision Ett optiskt kamerasystem som använder sig av bildigenkänning för att identifiera artiklar och avvikelser.

Rack En fixtur som av operatörer laddas med artiklar som ska gå in i den automatiserade svetsprocessen.

Kittning Processen där operatören plockar samman materialet som ska gå in i svetsprocessen och placerar det i ett rack.

Kittningsområde Där kittningsprocessen sker.

WMS Warehouse Management System (Lagerförvaltningssystem).

PTL Pick To Light (plocka till ljus).

PTV Pick To Voice (plocka till ljud/röst).

CAD Computer-aided Design, (datorstödd design)

Datorprogram som kan göra illustrationer i 2D, 3D, ritningsunderlag och animationer.

Cell Avstängt område för människor där robotar kan arbeta säkert.

Fanuc Internationellt företag som bland annat levererar robotar och optiska kameralösningar.

Artikelnummer Varje lastare har ett specifikt artikelnummer bestämmer hur lastaren ska se ut med tillbehör, färg o.s.v. Detta nummer måste följa med lastaren genom hela fabriken och komma i rätt kronologisk ordning.

PLM Product Lifecycle Management

Datasystem som hjälper organisationer att organisera sina CAD-filer, ritningar och dokument.

Movex Ett affärs- och produktionssystem.

(6)

v

Innehållsförteckning

1. Inledning ... 1

1.1 Bakgrund ... 1

1.2.1 Kittningslinjen ... 2

1.2.2 Problembeskrivning ... 3

1.3 Syfte ... 4

2. Teori ... 5

2.1 Optiskt kamerasystem ... 5

2.2 Lagerförvaltningssystem ... 6

2.2.1 Pick To Light ... 6

2.2.2 Pick To Voice ... 6

2.3 Smart rack ... 7

2.4 Lastcell ... 7

3. Metod och genomförande ... 10

3.1 Förstudie ... 10

3.1.1 Operatörer ... 10

3.1.2 Tekniker ... 10

3.1.3 Underleverantörer ... 10

3.2 Analys ... 10

3.3 Implementering av lastceller ... 11

4. Resultat ... 13

4.1 Val av koncept ... 13

4.2 Vägning av rack och frontlastarmodell 36/38 ... 14

4.3 Koncept för installation av lastceller ... 16

4.3.1 Enskild vågstation ... 16

4.3.2 Vägning på kedjetransportören ... 18

5. Diskussion ... 20

5.1 Vision ... 20

5.2 Lagerförvaltningssystem ... 20

5.3 Smart rack ... 21

5.4 Lastcell ... 21

5.5 Jämförelse av koncept ... 22

5.6 Slutsats ... 23

5.7 Förslag på fortsatt arbete ... 24

Källor ... 25

(7)

vi Bilagor

(8)

1

1. Inledning

Ålö AB tillverkar och säljer frontlastare och redskapslösningar för jordbruksindustrin. Ålö AB grundades vid namnet Ålö Maskiner av Karl-Ragnar Åström år 1949.

Ålö AB har sitt säte i Umeå, Sverige med fabriker i Brännland, Sverige (1949), Ningbo Kina (2010) och Agroma Frankrike (1990). Sedan starten 1949 har Ålö AB haft olika ägarkonstellationer genom ägarbyten, men också förvärvat ett flertal mindre bolag för att öka sin kompetens och

produktionskapacitet, vilket har lett till olika affärsmodeller och ambitioner genom åren. Trots detta har den primära produktionen och kompetensen (R&D) för frontlastare alltid stannat kvar i

Brännlandfabriken med tillhörande kontor [1].

1.1 Bakgrund

Vid fabriken i Brännland (Umeå) tillverkas frontlastare till jordbrukstraktorer. En frontlastare är den del som länkar ihop skopan med traktorn och gör att skopan kan röra sig.

På fabriken i Brännland sker hela processen av tillverkningen, från materialförsörjning till färdig produkt. Den första delen av tillverkningen, efter att en kund har lagt en order på en specifik frontlastare, är kittningslinjen. I denna process plockas artiklar ihop för att sedan manuellt sättas på ett rack (figur 1). Detta rack är sedan huvuddelen som rör sig genom svetslinjen där robotar plockar artiklar från racket och svetsar ihop. När racket gått igenom hela svetslinjen är ramen till

frontlastaren färdig och nästa steg i processen innebär målning (se figur 2) och sedan montering av bland annat hydraulikkomponenter, snabbfästen för skopor och, i vissa ordrar, avancerade

elektroniksystem innan det tillslut är en färdig frontlastare.

Figur 1. Färdigkittat rack med samtliga 24 artiklar som är på väg in till svetslinjen.

(9)

2

Figur 2. Färdigsvetsad och målad ram som är klar för vidare montering.

1.2.1 Kittningslinjen

När en frontlastare läggs in som order för tillverkning så genereras det ett unikt sekvens- och artikelnummer och en beställning på en frontlastare förbereds i systemet. Detta artikelnummer är frontlastarens identitet och berättar för operatörerna vad det är för storlek, färg, redskapsfäste, slangar, cylindrar, p-stag och vilket märke. Denna sekvensstyrning gör frontlastaren spårningsbar, från ordertillfälle till leverans åt slutkund.

Första steget i tillverkningen sker i kittningsområdet där artiklarna till respektive frontlastare plockas ihop manuellt av operatörer som har fått instruktioner från plocklistan vilken är kopplad till

artikelnumret.

Artikelsatsen till en frontlastare består av 10 enskilda artiklar och totalt 24 artiklar (tabell 1).

Artiklarna till respektive frontlastare plockas ihop manuellt och artiklarna placeras på sin specifika plats i ett rack som i sin tur lyfts upp på en kedjetransportör. Kedjetransportören läser av det individuella artikelnumret och skickar vidare racket in till den helautomatiserade svetslinjen där hantering och svetsning sker av artiklarna tills ramen för frontlastaren är färdig för att gå vidare till förbehandlingen, måleriet och monteringen.

(10)

3

Tabell 1. Tabell som visar vilka enskilda artiklar som kittas på ett rack och hur många uppsättningar som finns av varje enskild artikel.

Enskild artikel Antal

Pivot part 2

Knäklump 2

Bracket assy 1

Under lock 2

Bygel 2

Front end 2

Knäplåt 4

Tvärrör 1

Rear arm 4

Front arm 4

1.2.2 Problembeskrivning

För att säkra att det är rätt artiklar som kommer fram till svetslinjen från kittningen finns idag 5 optiska kameror (Machine vision) inne i de första cellerna. Dessa kameror används för att fota av en artikel på racket för att bekräfta att det är rätt artikel och för att kontrollera att dessa har plockats upp korrekt av robotens lyfthjälpmedel. När detta görs kan det uppstå problem då svetsblänket från robotsvetsen stör kameran och bilderna blir bristfälliga. Machine vision tolkar då detta som en bristfällig bild eller felaktig artikel och operatören måste bryta cellen för att kontrollera att det är rätt artikel. Detta är något som sker ofta, cirka 10% av alla läsningar, och tar cirka 60 sekunder att

åtgärda. Denna verifieringsprocess är ett tidskrävande moment som tar värdefull cykeltid då svetslinjen ska kunna hålla fabrikens cykeltid på fyra minuter. Fastän det finns nackdelar med

Machine vision så fyller den sin funktion när fel produkt kommer in till svetslinjen, vilket sker för cirka 2–5% av fallen [2]. Att åtgärda ett felkittat rack kan ta upp till 15 minuter beroende på vilken artikel som är fel. Hade felet inte upptäckts kan det få förödande konsekvenser, så som kollision inne i cellerna (figur 3), eller att en defekt slutprodukt kommer ut som sedan måste skrotas.

(11)

4 l

Figur 3. En felaktig artikel har plockats upp av roboten och kolliderar med en fixtur. Man kan se kollisionen med fixturen (1) och att lyfthjälpmedlets sugkoppar (2) har tappat vakuum från artikeln som faller mot golvet.

1.3 Syfte

Syftet med arbetet är att kartlägga och analysera nuvarande flöde och kittningsmetod av artiklar till en frontlastare, utvärdera funktion/tillhörighet och ge förslag på metoder som kan säkerställa att det är korrekt artiklar till respektive frontlastare som kittas i racket.

Syftet är även att ta fram underlag på ett förbättrat verifieringssystem som kan komplettera, ersätta eller optimera det nuvarande systemet Machine vision i svetscellerna. Målet är att minska

cykeltiderna och säkra ett stabilt flöde.

De övergripande målen med arbetet är att:

• Förstå produktionsflödet och dess utmaningar genom att studera layout och föra dialog med operatörer på området.

• Ta fram 3–5 förslag på förbättringsåtgärder för att säkerställa att materialet är korrekt kittat.

• Utvärdera och analysera de bäst lämpade förslagen utifrån cykeltid, implementerings möjligheter och eventuella investeringskostnad.

• Presentera ett förslag på en lösning till Ålö AB som skulle kunna ses som en förbättring utifrån tidigare nämnda kriterierna.

2 .

1 .

(12)

5

2. Teori

Genom att placera en valideringsstation för att utvärdera racken innan de går in i svetscellerna skulle felkittade artiklar kunna upptäckas och ge operatörerna möjligheten att åtgärda felen. Dessa fel är speciellt fördelaktiga att upptäcka innan robotarna påbörjar svetsningen av artiklarna, vilket då gör att cellerna inte skulle behöva brytas och produktionsstopp kan undvikas. Detta skulle kunna göras med hjälp åtminstone fyra olika metoder.

2.1 Optiskt kamerasystem

Machine Vision bygger på fem vitala delar, kamera, ljussättning, positionsgivare, objektiv och

mjukvara som behandlar den data som objektet blivit översatt till. Dessa delar jobbar tillsammans för att avbilda ett objekt, översätta avbildningen till data och sedan jämföra informationen med det förinställda för att se om det är sätt objekt eller inte [2].

Korrekt ljussättning används för att framhäva specifika detaljer på objektet. Då en kamera inte har samma djupsende och processorkraft som människan behövs det rätt ljus så att bilderna inte störs ut, vilket skulle kunna ske av exempelvis en reflektion i plåten från en arbetande svetsrobot. Detta kan illustreras i figur 4 där två foton är tagna på samma objekt med en reflekterade yta i bakgrunden.

En av bilderna är tagen med blixt och den andra utan. Detta ger en bild av hur ett svetsblänk kan påverka en metallkropp. För att motverka detta används ibland bland annat IR-ljus för att störa ut våglängderna från det vita ljuset så att blänket försvinner och kameran kan fånga upp strukturer på objektet.

Figur 4. Illustration på hur ljus (en blixt) kan störa bilden så att det blir svårt att urskilja kanter och text på objektet. På bilden till vänster används en blixt för att reflektera ljuset i reflexen. På bilden till höger används ingen blixt och objektet fångas tydligare avkameran.

Kameran fångar upp ljuset som reflekteras från objektet för att sedan göra om det till pixlar.

Kameran som används idag av Ålö AB är en Kowa SC130e B/E (2.31 ppmm).

Objektivet är en viktig del av kameran, den gör att kameran kan verka på olika avstånd och på olika stora objekt, allt för att få en sådan skarp bild som möjligt. Med hjälp av ett Exceldokument (bilaga A) speciellt framtagen av kameraleverantören kan variabler läggas in för att bestämma vilket objektiv som bör användas. Enligt beräkningsdokumentet skulle en brännvidd på 7,5 mm skulle lämpa sig för Ålös appliceringar.

(13)

6

Positionsgivare används för att visionsystemet ska veta när den ska aktivera kameran. Givaren säger till att artikeln är på plats framför kameran och kameran får en signal som säger att den ska ta ett foto.

Programvaran som används för att objekten ska kännas igen använder sig av algoritmer och kollar efter likheter och avikelser [3] mellan det aktuella objektet som finns framför kameran och en kallibrerad ”moderbild”.

2.2 Lagerförvaltningssystem

Ett lagerförvaltningssystem (WMS, Warehouse Management System) är ett utarbetat system som används för att organisera lager och flöden i en fabrik, till exempel sköta planering och bemanning för den dagliga verksamheten. De WMS-systemen som utreddes var ett logistiksystem som talar om för operatören vilka artiklar som ska kittas. Detta kan bland annat göras med hjälp av att kitta på ljussignal (PTL, Pick To Light) eller plocka på ljud/ord (PTV, Pick To Voice).

2.2.1 Pick To Light

Pick To Light (PTL) fungerar genom att operatören arbetar sig genom kittningsområdet och får instruktioner i form av att lampor tänds allt eftersom plocklistan bockas av. I praktiken ser

operatören en grön lampa som är tänd ovanför den artikel som ska kittas och när denna artikel är kittad bekräftar operatören att rätt artikel är kittad genom att trycka på en knapp. När denna verifiering är gjord tänds nästa lampa längre ner på linan och operatören kan fortsätter sitt arbete framåt till att sista artikel är kittad. Dessa lampor och knappar är också kopplade mot fabrikens lagerhållningssystem och eftersom artiklarna plockas ur pallplatserna så kan truckförarna hålla koll på hur många artiklar som finns kvar i kittningsområdet och på så sätt ligga i framkant med att fylla på materialet.

Eftersom operatörer bekräftar med ett knapptryck efter varje kittad artikel så fungerar det som en inbyggd validering under kittningens gång och bekräftar att det är rätt artiklar i racket när operatören har gått sin slinga. Detta kan illustreras enligt figur 5.

2.2.2 Pick To Voice

Pick To Voice (PTV) är ett liknande koncept som PTL, men istället för att använda sig av lampor och knappar så bär operatören ett headset som talar om vilket artikelnummer som ska kittas. Operatören bekräftar då rätt artikel genom att upprepa artikelnumret som står på pallflaggan. Om numret stämmer överens så får operatören nästa artikelnummer uppläst för sig och hen kan fortsätta

arbetet. PTV har samma inventarie- och lagerförvaltningsfördelar som PTL. Även detta kan illustreras enligt figur 5.

(14)

7

Figur 5. Flödesschema hur PTL/PTV skulle fungera i praktiken på Ålös kittningsområde. Siffror utan parentes är operatörens arbetsordning, siffror med parentes är truckförarens arbetsordning.

2.3 Smart rack

Smart rack innebär att man bygger om racket så att det blir mer användarvänligt för operatören och kan innebära både enklare åtgärder och mer avancerade teknologier.

En enklare åtgärd kan vara att bygga om racket så att det finns tydliga riktlinjer för operatörerna hur varje enskild artikel ska placeras på sin specifika plats. Exempelvis kan det införas linjer på racket som visar formen på varje artikel till respektive modell, på det sättet syns det enkelt om en artikel fyller linjerna för en specifik modell eller om den exempelvis är mindre eller större än formen.

En mer avancerad åtgärd skulle kunna vara att bygga in givare på samtliga rack så att rätt givares ljusbom bryts när rätt artikel i fråga är på rätt plats. Stämmer inte givarnas signaler överens med den angivna modellen så lyser racket rött och operatören får göra om.

2.4 Lastcell

En lastcell är en krafttransducer som översätter den kraft som appliceras på cellen till en mätbar elektrisk signal. De finns olika typer av lastceller, där en av de vanligaste utgörs av trådtöjningsgivare.

Lastceller, som vanligen används inom industrin, har en metallkropp som oftast består av aluminium, rostfritt- eller legerat stål [4].

De första lastcellerna som användes innehöll en hydraulisk och pneumatisk design, de vill säga att de använde sig av hydraulik och tryck i vätskor samt flödet av trycksatta gaser för att ta fram krafterna och senare vikten av objektet som placerats på lastcellen. Den engelska fysikern Sir Charles

(15)

8

Wheatstone tog 1843 fram en brygga (bridge circuit) som noggrant kunde mäta resistans vilket tog teknologin framåt så att man kunde tillämpa elektriska trådtöjningsgivare [5].

De vanligaste lastcellerna som används idag kan med hjälp av trådtöjningsgivaren och en

Wheatstone brygga fungera som en slags våg. Trådtöjningsgivaren fästs på ett gods av ett material med kända egenskaper så som styrka och seghet. När det inte är någon kraft som belastar godset så är Wheatstone bryggan inställd så att skillnaden mellan utspänningen och inspänningen är lika med noll. När godset utsätts för krafter sker det en elastisk deformation i materialet (figur 6), denna deformation ses i Wheatstone bryggan och trådtöjningsgivarna som en förändring i resistans, vilket kan översättas till en förändring i spänning. Denna spänningsskillnad kan efter att ha förstärkts tolkas och skrivas ut som en viktförändring [6]

Figur 6. En lastcell med trådtöjningsgivare i två fall. Fall 1 visar hur givarens form ändras i och med att en dragande kraft appliceras. Fall 2 visar hur givarens form ändras i och med en tryckande kraft [4].

Dragande kraft

Tryckande kraft

Tråd: längre och tunnare

Tråd: kortare och tjockare

Fall 1. Fall 2.

Trådtöjningsgivare Trådtöjningsgivare

(16)

9

Förenklat är Wheatstone brygga uppbyggd av fyra resistorer som arbetar tillsammans för att upptäcka skillnader i resistans (Ohm) (Figur 7). Utspänningen tas fram med Wheatstone bryggans ekvation som ser ut enligt nedan (1).

𝑉₀= ( ^𝑅3

𝑅3+𝑅4− ^𝑅2

𝑅1+𝑅2) 𝑉_𝐸𝑋 (1)

Där:

𝑉₀ = Utgående spänning, ges i Volt 𝑅1= Resistans 1, ges i Ohm 𝑅2= Resistans 2, ges i Ohm 𝑅3= Resistans 3, ges i Ohm 𝑅4= Resistans 4, ges i Ohm

𝑉_𝐸𝑋= Ingående spänning, ges i Volt

Figur 7. Figur som visar uppbyggnaden av en Wheatstone brygga.

(17)

10

3. Metod och genomförande

I metoden kommer utförandet att presenteras genom att beskriva förstudie, analys samt implementering av lastceller.

3.1 Förstudie

För att få en överblick och förståelse för problemet gjordes en analys av situationen och intervjuer med operatörer, tekniker och underleverantörer utfördes.

3.1.1 Operatörer

Operatörerna är en väsentlig del av lösningen, men också av själva problemet då det är de som genomför kittningsprocessen i den dagliga verksamheten. Genom att gå tillsammans med dem kunde en uppfattning bildas över hur och varför problemet med felkittade artiklar uppstår. Därför bestod den första veckan av arbetet av att gå tillsammans med operatörerna för att lära sig processen.

3.1.2 Tekniker

En dialog med tekniker på svetslinjen hölls genom hela arbetet för att få kunskap och förståelse för den nuvarande tekniken som används för att åtgärda eventuella fel i kittningen. Men också för att ta del av tidigare studier som har gjorts för att försöka förbättra eller ersätta de befintliga systemen.

Kontaktuppgifter till underleverantörer och andra experter delades.

3.1.3 Underleverantörer

Mailkorrespondens hölls med underleverantörer för att få experthjälp med de olika systemen som var aktuella för att användas.

3.2 Analys

En analys av förstudien och svets-/kittningslinjen gjordes för att kunna ta fram fyra förslag på koncept som skull kunna lösa problemet med felkittning. För att inte låsa lösningen till ett specifikt spår så användes olika tekniker till varje metod som föreslogs. Dessa fyra förslag grundade sig i befintlig teknik som finns i fabriken och som skulle kunna appliceras, men också nya system som används i andra industrier och sammanhang.

En matris togs fram för att jämföra ergonomi, kostnad och tekniknivå för de olika koncepten.

Analysen kommer fortsättningsvis fokusera på konceptet lastceller.

(18)

11

3.3 Implementering av lastceller

För att använda sig av lastceller fanns det ett behov av att kontrollera vikterna på samtliga rack då dessa är byggda för många år sedan och kan variera i vikt. Några toleranser för vad varje rack fick väga fanns inte vid tillverkningstillfället, detta gjordes med en portabel industrivåg (bilaga B) som kunde placeras på svetslinjen för att på ett effektivt sätt låna racket från produktion och väga dessa för att se eventuella avvikelser. Initiala invägningen gjordes med samtliga nio rack, dessa vägdes tio gånger och ett snitt togs för varje enskilt rack för att få pålitligt mätdata (se tabell 2 under

resultatkapitlet). Toleransen på den kalibrerade vågen var ±0,4 kg.

För att säkerställa att samtliga rack väger lika mycket balanserades dessa. Detta gjordes genom att fylla åtta kartonger med vikter (figur 8) som sedan monterades på vardera racket (figur 9).

Figur 8. Kartonger med vikter i för att balansera racket.

Figur 9. Monterad vikt på racket för att kalibrera samtliga rack till 596,9 ± 0,4 kg.

(19)

12

När samtliga rack hade samma utgångsvikt gjordes ett stickprov på utvalda modeller (36/38, 46/48, 56/58 och 76/78) när dessa var rätt kittade. Detta gjordes för att kontrollera om det fanns några avvikelser i godsen på respektive modell. Varje modell vägdes 14 gånger, med en ny ram varje gång och på olika rack, för att simulera det verkliga flödet och få ett realistiskt resultat (tabell 4).

Avvikelserna i godset fastställdes och en studie gjordes för att undersöka hur viktskillnaden skulle ha blivit om vanliga felkittningar hade förekommit. Då bildas också en uppfattning om hur stora

toleranser vågen behöver ha för att kunna lämna ett pålitligt resultat.

Studien gjordes genom att först kitta ett rack helt rätt och fastställa dess vikt. Sedan byttes en artikel ut i taget till en artikel från den modell som liknar mest utifrån visuell storlek och utseende, alltså de artiklar som operatörerna skulle kunna ta fel på, på grund av lika utseenden. Artiklarna byttes på detta sätt ut till både liknande artikel i en mindre storlek och en större storlek. Detta gjordes för alla enskilda artiklar. Varje vägning skrevs ner för att sammanställa i en tabell och se om fel artiklar skulle upptäckas av systemet eller inte.

Hur vågstationen skulle implementeras i flödet undersöktes genom att rita upp två olika förslag i CAD-programmet SolidEdge. Detta för att ge en illustrering av hur stationerna och flödet för processen skulle kunna se ut när den är interagerad i dagens flöde och lina.

(20)

13

4. Resultat

I resultatdelen presenteras hur valet av koncept bestämdes, vilka viktskillnader som upptäcktes samt hur lastceller kan implementeras i kittningslinjen.

4.1 Val av koncept

Metoderna från avsnitt 2 i rapporten presenterades för teknikavdelningen på Ålö AB och ett gemensamt beslut togs utifrån ergonomisk förändring, kostnadseffektivitet, cykeltid och

implementeringsmöjlighet. Metoden i fråga som valdes var lastceller då detta alternativ ansågs fylla kraven för att lösa problemen med resurserna som fanns att tillhandahålla. Bedömningen gjordes utifrån en matris (tabell 2).

Tabell 2. Matris som bryter ner för- och nackdelar för det olika metoderna för att kunna bilda en objektiv bild över lösningarna.

Alternativ Ergonomi Kostnad Tekniknivå Kommentar

Lastceller Samma som tidigare 50 000 kr [7] 3/5 Upptäcker majoriteten av avvikelserna.

Machine vision Samma som tidigare Inköp av nya kameror och integration i system

4/5 Kan fånga stor del av alla avvikelser, men med risker för stopp/dåliga bilder.

Pick to voice, Pick to light och scanning

Scanning: ett extra moment vid varje artikel som plockas.

Pick to Voice: Samma som tidigare, men operatörer bär ett headset.

Pick to Light:

Knapptryckning för validering vid varje artikel.

Har fått en offert för Pick to Light på 500 000 kr [8].

Scanning och Pick to Voice är billigare I hårdvara, men har dyra system som kräver mycket jobb med

implementeringen till Ålös system.

5/5 Ingen “hård”

validering. Säkrar att rätt artiklar kittas, men skulle fel inträffa finns det ingen slutgiltig validering som kan bekräfta rätt eller fel. Lämnar allt åt den mänskliga faktorn.

Smart rack Samma som tidigare Från enkla medel till dyra avancerade ombyggnationer.

Men dyra

underhållskostnader förväntas.

2-5/5 beroende på hur

avancerade förändringar som ska göras

Potentiellt mycket säkert, men kommer

förmodligen följas av mycket underhållsarbete.

(21)

14

4.2 Vägning av rack och frontlastarmodell 36/38

Efter invägning av samtliga rack konstaterades det att det fanns en variation i vikterna. Detta kompenserades enligt tabellen nedan (tabell 3) så att alla rack fick en vikt på 596,9 kg ± 0,4 kg (toleransen på vågen).

Tabell 3. Mätvärden för invägning av samtliga rack. Medelvärde samt korrigerande vikter för att uppnå lika vikt.

Vägning (kg)/rack ID 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Vägning 1 596,7 596,5 597,1 596,2 594,8 596,0 594,1 595,4 595,2 Vägning 2 596,1 596,3 596,9 596,3 594,9 596,0 594,2 595,5 595,2 Vägning 3 596,2 596,5 596,7 596,3 594,8 596,0 594,2 595,5 595,3 Vägning 4 596,3 596,6 596,9 596,3 594,8 595,6 593,9 595,5 595,3 Vägning 5 596,2 596,6 596,9 596,2 594,9 595,7 593,9 595,5 595,3 Vägning 6 596,3 596,5 596,9 596,2 594,9 595,7 594,1 595,5 595,5 Vägning 7 596,3 596,5 596,9 596,2 594,8 595,7 594,2 595,5 595,5 Vägning 8 596,4 596,5 596,9 596,3 594,9 595,7 594,2 595,4 595,6 Vägning 9 596,3 596,6 596,9 596,2 594,9 595,7 594,2 595,6 595,7 Vägning 10 596,3 596,6 596,9 596,2 595 595,7 594,2 595,7 595,7 Vikt medelvärde 596,31 596,52 596,9 596,24 594,87 595,78 594,12 595,51 595,43 Korrigering i kilogram 0,59 0,38 0 0,66 2,03 1,12 2,78 1,39 1,47 Vikt efter korrigering 596,8 596,7 597,1 596,9 596,9 596,9 596,9 596,7 596,8

(22)

15

Utvalda modeller vägdes in för att hitta avvikelser i godsen, men också för att fastställa den verkliga viken för respektive modell. Avikelserna som konstaterades håller sig inom ± 0,65 kg i samtliga fall, modell 36/38 kan ses i tabell 4 och övriga finns att hitta i bilagorna (bilaga C-E).

Tabell 4. Modell 36/38 verkliga vikt och invägning av modeller för att se avvikelser i godsen som levereras till Ålö. Rödmarkerade celler är de största och minsta värdarna.

Rack ID Vikt Rack (kg) Total vikt (kg) Vikt på modell 36/38 (kg)

6 596,9 751,2 154,3

4 596,9 751,0 154,1

8 596,7 751,0 154,3

2 596,7 750,7 154,0

5 596,9 751,7 154,8

2 596,7 751,8 155,1

7 596,9 751,9 155,0

9 596,8 751,8 155,0

7 596,9 751,0 154,1

6 596,9 751,0 154,1

1 596,8 752,0 155,2

2 596,7 751,2 154,5

9 596,8 750,9 154,1

8 596,7 750,8 154,1

Skillnaden, tyngsta-lättaste kittade racket (kg) 1,3 1,2

Medelvärde för modellen, ± 0,65 kg 751,3 154,5

Rödmarkerade rader är de största och minsta mätvärdena

Modellernas ritningsvikt som finns i det nuvarande systemet på Ålö AB stämmer inte överens med den verkliga vikten. Skillnaden varierande mellan modellerna, från modell 36/38 som vägde 1,6 kg för mycket till modell 76/78 som vägde 0,2 kg för mycket, detta kan ses i tabell 5.

Tabell 5. Vikterna enligt CAD modellernas ritningar, den verkliga vikten och mellanskillnaden mellan de två vikterna.

MODELL VIKT CAD (kg) VERKLIG VIKT (KG) SKILLNAD I VIKT (KG)

MSL N36, N38 DM 152,9 154,5 1,6

MSL N46, N48 DM 175,1 176,0 0,9

MSL N56, N58 DM 210,7 210,6 0,1

MSL N76, N78 DM 296,8 297,0 0,2

De väsentliga delarna som behöver valideras för att upptäcka fel i processen kan ses i tabell 6 där modellen 36/38 med flit har kittas fel för att simulera de misstag som kan inträffa i den dagliga verksamheten, test för övriga modeller kan återfinnas i bilagorna (bilaga F-H). I bilagorna ges en grafik över vilka artiklar som har tillräckligt stora avvikelser i vikt för att upptäckas av systemet med de givna toleranserna. De rödmarkerade artiklarna har för liten viktskillnad för att upptäckas medan de grönmarkerade artiklarna kan upptäckas. Artiklarna, Bygel N50/N60 och Bracket assy N50/N60, skiljer sig enstaka gram i vikt och är därför omöjliga att upptäcka med en lastcell.

(23)

16

Tabell 6. Invägning av frontlastarmodell 36/38 när den är felkittad för att se om toleransen i vågen tillsammans med avvikelserna i artiklarna kan upptäcka felkittade artiklar. Grönmarkerat är godkänt, d.v.s går att upptäcka med denna metod, och rödmarkerat är ej godkänt, d.v.s en felaktig artikel kommer inte att upptäckas med denna metod. Felaktigt kittade rack med avvikelser större än ±0,65 kg upptäcks.

Test av felkittning med modell 36/38

Artikel Vikt (kg)

Viktdifferens (kg)

Invägning av testramen (kg) 751,9 -

Pivot part N60 754,8 2,9

Knäklump 31 753,8 1,9

Knäklump N40 752,6 0,7

Bracket assy N60 751,9 0

Under lock N40 751,6 0,3

Bygel N60 751,8 0,1

Front end N60 755,1 3,2

Knäplåt N40 750,3 1,6

Knäplåt N50 753,3 1,4

Tvärrör N50 757,2 5,3

Rear arm N40 763,7 11,8

Front arm N40 764,2 12,3

Godkänt= grön, Icke-godkänt= röd

4.3 Koncept för installation av lastceller

Vågstationen skulle kunna implementeras i flödet på två sätt. Antingen via en slutstation på kittningsområdet eller via en förstation på svetslinjen. Dessa två förslag ritades upp i CAD-

programmet SolidEdge för att ge en illustrering av hur stationerna och flödet för processen skulle kunna se ut när den är interageras i dagens flöde och lina.

4.3.1 Enskild vågstation

En fristående våg som finns inom kittningsområdet skulle fungera som en avslutande station för hela kittningsprocessen. Den skulle fungera så att operatören efter utfört kittningsarbete

skannar/knappar in artikelnumret för att vågen ska veta vad det är för modell. Den jämför sedan denna vikt mot en förprogrammerad vikt och ger DO/DONT-signal till systemet som sedan ger klartecken och skriver ut en kvittenslapp som behövs för att racket ska få komma in i svetslinjen.

Denna station skulle kunna placeras intill kedjetransportören för att effektivisera ledtider (Figur 10), men också för att ge operatörerna gott om arbetsutrymme att åtgärda eventuella fel kittningar.

(24)

17

Figur 10. CAD modell som illustrerar hur stationen ”enskild vågstation” skulle kunna placeras på arbetsytan.

Denna process kräver att operatören lastar av racket på vågen, skannar racket (skulle kunna vara automatiserat när racket är på plats), tar kvittenslappen och placera den på racket för att till sist lyfta upp den på kedjetransportören och påbörja en ny kittning. Illustration som beskriver

arbetsmomentet kan ses i flödesschemat (Figur 11).

Figur 11. Flödesschema som beskriver arbetsmomentet för att väga enligt metoden ”enskild station”.

(25)

18 4.3.2 Vägning på kedjetransportören

Genom att installera lastceller under kedjetransportörens fötter kommer operatörens arbetsmetod se likadan ut som idag.

Principen är den samma som den ”enskild vågstation”. När racket är korrekt kittat ställs det på kedjetranportören där de ska vägas in och då ha en specifik vikt. Stämmer denna vikt överens med modellen som sekvensen förväntar sig kan den gå vidare i produktionen (figur 11). Skulle den inte stämma får operatören en signal om att åtgärda problemet. Om fel skulle inträffa så måste operatören komma åt området på ett säkert och effektivt sätt, därför måste en plattform byggas mellan kedjorna som driver racket. Se i figuren nedan (figur 12, 13) för visuell beskrivning av lösningen med hjälp av CAD.

Denna lösning skulle innebära en mer komplicerade integrationer till de befintliga systemen än den separata vågstationen då vågen sitter på kedjetransportören och inte kan betraktas som en enskild slutstation för kittningsområdet.

Figur 11. Flödesschema som beskriver arbetsmomentet för att väga enligt metoden ”vägning på kedjetransportör.

(26)

19

Figur 12. CAD modell som illustrerar hur stationen ”vågstation på kedjetransportör” skulle kunna placeras på kedjetransportören helhetsbild.

Figur 13. CAD modell som illustrerar hur stationen ”vågstation på kedjetransportör” skulle kunna placeras på kedjetransportören i närbild.

(27)

20

5. Diskussion

Då de utvärderade koncepten bygger på olika tekniker på olika ställen i processen så finns det för och nackdelar med alla, se tabell 2. För att ta fram det bäst lämpade konceptet utvärderades cykeltid, ergonomi, kostnad och implementeringsmöjligheter. Nedan kommer samtliga koncept som har tagits upp i rapporten att diskuteras enskilt för att sedan kunna jämföras och lämna en helhetsbild över problemet och hur det skulle kunna lösas.

5.1 Vision

Att flytta vision ut ur svetscellerna hade idag varit en möjlighet då behovet av att verifiera positionen på varje artikel som plockas upp av roboten inte kvarstår. Det byggdes bort tillsammans med att racken uppdaterades för att en standard skulle upprättas så att man skulle kunna säkra samma resultat av robotens operationer oavsett vilket rack som användes. Detta gör att Machine visions enda funktion idag är att verifiera att det är rätt produkt som sitter i robotens lyfthjälpmedel. I och med detta så öppnade det upp för att flytta Machine vision ut till kedjetranportören utanför

svetscellerna. På så sätt försvinner problemet med svetsblänket och svårigheterna för kamerorna att ta korrekta bilder. Det ger också operatörerna gott om tid för att åtgärda eventuella fel som kan leda till produktionsstopp och de icke ergonomiska lyften som krävs för att tömma cellerna för att kitta om rätt material, till rätt modell. Det skulle också förkorta cykeltiderna inne i cellerna då samtliga delar verifieras samtidigt innan cellen. Detta öppnar för att förbättra dagens svetsprogram genom att till exempel lägga fler svetsar som kan tas från senare operationer och dra ner på hastigheterna på svetsrobotarna för att eventuellt få mindre svetsblänk som förstör fixturer och ger mycket

underhållsarbete.

5.2 Lagerförvaltningssystem

Genom att använda ett lagerförvaltningssystem som till exempel Pick To Light eller Pick To Voice skulle problemet kunna byggas bort från grunden. Det vill säga att man inte skulle behöva en hård validering för att bekräfta att rätt artiklar hamnar i rätt racket då varje artikel har blivit verifierad allt eftersom kittningen fortlöper. Det ger också verksamheten en bättre översyn av vad som till exempel behövs fyllas på i pallplatserna, vilket ger truckförarna en förvarning och kan ligga i framkant under hela dagen.

Nackdelarna som medföljer dessa system är att de ofta är väldigt dyra att köpa in till verksamheten och kan ibland vara en utmaning att installera. Binars Pick To Light-system skulle behöva 350 meter kabeldragning ute i kittningsområdet. Detta skulle bli ett mycket kostsamt arbete då kablarna inte kan komma uppifrån på grund av många traverser och skyltar, därför skulle många kablar behövas fräsas in i golven vilket skulle vara mycket kostsamt och skapa en svårighet för verksamheten att fortlöpa samtidigt. Att välja Pick To Voice-system skulle vara enklare att installera då den enda hårdvaran som används är ett headset. Det finns trots det fortfarande stora kostnader i och med att köpa in systemet. Dessa system är inte heller något som uppskattas av operatörerna då de får en känsla av att ledningen inte litar på dem, och det medför ett extra moment då de måste validera varje produkt som ska ställas i racket.

(28)

21

5.3 Smart rack

Ett smart rack kan av många anledningar vara en lösning för problemen, men lika lätt leda till fler problem för andra delar av verksamheten. En lösning med givare för varje artikel skulle kunna säkra artiklarna. För att ett rack med hjälp av givare ska kunna känna av alla specifika artiklar så skulle det behövas upp emot 80 givare, med det kommer stora risker. Dessa givare skulle behöva fungera felfritt varje gång vilket medför mycket tid och pengar för förberedande underhåll och skulle kräva att hanteringen av racken sker med stor försiktighet så att inga givare blir stötta och går sönder eller tappar sitt kalibrerade arbetsområde. Idag används dessa rack ganska ”hårt” när de lyfts med truckar, körs runt i fabriken och delar plockas med hjälp av robotarmar.

Givare är inte det enda sättet man skulle kunna göra racken ”smarta”. Idag finns det redan

märkningar med mindre textremsor som berättar vilket sorts del som ska placeras på varje dedikerad plats. Men det saknas vilken storlek av den sortens artikel som ska kittas. Hade man ritat upp en mall för varje modell och enskilda artiklar så hade operatören sett att till exempel alla ”röda” streck är uppfyllda för modell 36/28, förutom knäplåtarna som fyller de ”gröna” sträcker som i detta fall hör till modell 46/48. På så sätt skulle operatören kunna kontrollera sitt eget arbete utan större

inventeringar eller förändringar i flödet. Detta skulle dock ge ett spektrum av färger som kan förvirra mer än att hjälpa då det är 21 olika ramar där vissa använder sig av samma delar. Dessa nackdelar utesluter dock inte att dagens rack går att förbättra.

5.4 Lastcell

Lastceller är något som används i många olika industrier i dagsläget. Oftast används de för att verifiera enskilda produkter som inte ska ha speciellt stora variationer i vikt och inte hela komplexa kittningar. Oavsett om det är flera olika modeller eller inte så bygger systemen på samma koncept, även om man väger en sorts produkt eller om man varierar i produkter/modeller. Den stora

skillnaden blir tempot i linan. Det går att hålla ett högre tempo om det förväntas mindre variationer på modeller och avvikelser. Detta är inte något som är ett problem då det är fyra minuters cykeltid, det finns alltså gott om tid för systemet att ta in informationen och processa den. Systemen kan vara enkla PC lösningar med ett HMI (Human Machine Interface) [9] eller mer komplexa PLC

(programmable logic controller) lösningar beroende på vilka krav det finns för integration och exakthet i systemet.

För att en kostnad skulle kunna uppskattas togs en offert fram av Mettler Toledo. Systemet skulle kosta cirka 39 000 svenska kronor exklusive installation och integrering i det nuvarande systemet på Ålö AB [7]. Integreringen i systemet är något som måste göras av utomstående konsult som i regel fakturerar 800–1100 kr i timmen. Arbetet uppskattas till att ta 20 timmar. Installationen av lastcellerna görs av underhållsavdelning på Ålö AB och räknas ta 20 timmar. De vill säga att inventeringen skulle kosta cirka 60 000 kr.

I detta fall är lastceller en relativt billig och enkel teknisk utmaning. Tar man in dessa två aspekter så blir det försvarbart att inte fånga upp alla fel som kan inträffa i verksamheten.

Som vi kan se i resultatet kan det vara problem med att verifiera artiklarna som är relativt små och inte skiljer sig så mycket mellan de olika modellerna. Dessa delar är P-förda knäklumpar, Bracket assy, Undre lock och bygeln. Dessa artiklar verifieras inte av nuvarande system vilket gör att konceptet lastceller inte blir en försämring, men inte heller en förbättring gällande dessa små artiklar.

(29)

22

Systemet som idag används på kittningsområdet är uppbyggt på så sätt att när operatörerna jobbar sig framåt på området så blir det de mindre artiklarna sällan fel, då dessa är uppdelade och placerade på ett strukturerat och logiskt sätt.

För att ändå kunna behålla en form av validering av knäklumparna och några av de mindre

delarna/artiklarna skulle Ålö AB kunna kombinera metoderna lastceller och smarta rack då det finns gott om plats på racket för att utveckla markeringarna i form av olika mallar på rackets nedre del kring just knådklumparna. Även en kombination mellan Machine vision och lastceller skulle kunna vara genomförbart, men skulle såklart resultera i en mer kostsam och tekniktung lösning.

Med dessa åtgärder och ett integrerat system som kan synka mot Ålö´s PLM-system Teamcenter så att uppdaterade riktningsändringar och vikter kontinuerligt skulle finna tillgängliga för stationen skulle det vara möjligt att utföra en verifiering av rätt och fel kittade rack.

5.5 Jämförelse av koncept

Utifrån en ergonomisk synpunkt ger samtliga koncept förutom WMS koncepten i stort sett en oförändrad arbetsbelastning. Med smarta rack kan operatören på samma sätt som idag sätta artiklar för hand på racket men beroende på hur avancerat smart rack man har implementerat kan det se olika ut, med enkla mallar arbetar operatören som idag men om mer avancerade spakar eller positionsgivare används så skulle en förändring ur ergonomisk synpunkt kunna ske, dock inget som behöver ses som en förändring ur en negativ synpunkt. WMS konceptet Scanning gör att operatören måste böja sig ner för att skanna samt lägga ifrån sig och ta upp scannern flera gånger vilket rent ergonomiskt är en försämring. Med hjälp av lastceller blir det ingen ergonomisk skillnad från idag vilket gör att det konceptet tillsammans med smart rack och vision alla är positiva ur en ergonomisk synpunkt.

WMS kommer att utöka cykeltiden till stor del då det krävs mer av operatörerna för att få det att fungera. Operatörerna kommer att få fler arbetsmoment i form av att vid exempelvis användning av Scanning behöva skanna varje enskild artikel eller att vänta på att lampor ska tändas med PTL. Att implementera smart rack skulle vara en fördel för cykeltiden då det snabbt kan verifieras om det är rätt artikel på rätt plats, oavsett hur avancerad teknik som används. Implementeringen av Machine vision och lastceller kommer utifrån förslaget att ske utanför svetscellerna vilket gör att dagens Machine vision system inne i cellerna kan tas bort. Detta gör att cykeltiden blir mindre då Machine vision idag tar cirka 60 sek per fel att åtgärda. Utifrån cykeltid så är smart rack, Machine vision och lastceller fördelaktiga lösningar till problemet.

Implementeringsmöjligheterna för de olika koncepten ser som nämnt olika ut. WMS koncepten är svårare än de andra koncepten ur denna synpunkt då det kräver stora ombyggnader när cirka 350 meter ny kabeldragning behöver dras. Svårigheterna med att implementera smart rack är olika beroende på hur avancerat konceptet ska vara. Om det endast används märkning på racket är det lätt att implementera, men om mer avancerade lösningar ska tas fram krävs det omfattande arbete och ombyggnad, exempelvis om man vill använda givare vilket skulle kräva nya datasystem och noggrann kalibrering. För att implementera lastceller krävs ingen omfattande ombyggnad vilket gör den fördelaktig jämfört med WMS och mer avancerade smart rack.

(30)

23

Kostnaden för de olika koncepten är inte helt fastställd och kräver större fördjupning för att kunna dra några bra slutsatser. De koncept som går att jämföra på en viss nivå är lastceller och PTL där kostnadsförslaget på lastceller är 50 000 kr medan förslaget för kostnad på PTL är 500 000 kr. WMS kräver både dyr mjukvara i form av implementering av dataprogram och kostnad för ombyggnad vilket inte är kostnadseffektivt. Utifrån de kostnader som tagits fram är lastceller den mer fördelaktiga lösningen.

5.6 Slutsats

Genom att införa ett nytt verifieringssystem för kittningsområdet skulle Ålö AB säkra flödet och frigöra cykeltid inne i första svetscellen, vilket skulle kunna användas för till exempel

kvalitetsförbättringar. Genom att jämföra de olika koncepten utifrån ergonomi, kostnad,

implementeringsmöjligheter och cykeltid har konceptet med lastceller valts som den mest lämpade lösningen för problemet som finns hos Ålö AB. Även om systemet inte kan upptäcka samtliga avvikelser i flödet kommer felkittningar av de väsentliga artiklarna upptäckas då de har tillräckligt stora skillnader i vikt.

Om man endast tittar på enskilda artiklar som har kittats fel så upptäcks 66,67% av felen av lastceller.

De som inte upptäcks är Bracket assy, Undre lock och Bygel. Detta är en låg siffra för en så viktigt och stor produktion. Om man däremot utgår från att Bracket assy, Undre lock och Bygel är sådana fel som lätt kan fångas upp av exempelvis operatören kan man istället räkna dessa som upptäckta och fokusera på de artiklar som historiskt sett oftast kittas fel, vilket är Knäplåt, Armsida och Undre lock.

Man får då istället att 90% av felen upptäcks med hjälp av lastceller vilket är en betydligt bättre siffra som talar för att lastceller är ett koncept som kan implementeras för att lösa de problem som just Ålö AB har. För att upptäcka alla felkittningar krävs dock ett mer säkert system som även upptäcker de felkittade artiklar som i vanliga fall inte kittas fel men som man vill fånga upp om det skulle ske.

Eftersom toleransen ±0,65 kg togs fram med hjälp av en våg som har osäkerheten ±0,4 kg så skulle den verkliga avvikelsen på godset egentligen kunna vara mindre än ±0,65 kg. Systemet skulle därför kunna göras ännu säkrare och fånga upp fler artiklar om det skulle införskaffas en lastcell som har bättre toleranser än ± 0,4 kg.

Desto mindre toleranser det finns i lastcellerna desto mindre spann skulle man kunna tillåta systemet att släppa igenom för respektive modell.

Det är även viktigt att ta fram en ordentlig arbetsmetod som säkerställer att stationen och dess utrustning hålls i gott skick så att inte lastcellen ger missvisande resultat samt att utbilda operatörerna i denna. Problem som vill undvikas skulle kunna vara att ett objekt har hamnat i arbetsytan som förhindrar full kontakt mellan lastcellen och racket, att skräp eller gamla artiklar ligger kvar på racket och ger felaktiga mätdata eller att operatörerna genar och inte genomför invägningen korrekt.

Att implementera metoden lastceller utesluter inte att också integrera fler metoder i systemet för att uppnå ett säkrare resultat. Om lastceller hade fått jobba tillsamman med vision [10] så skulle det bli möjligt att fånga upp de mindre artiklarna som inte skiljer sig tillräckligt mycket i vikt för att

upptäckas av enbart lastcellerna. Detta skulle innebära att det finns mindre marginaler för att

felkittade modeller släppas igenom och ett säkrare system är upprättat. Det skulle dock kräva ett mer komplicerat system och mer hårdvara i form av optiska kameror och stationsbygge.

(31)

24

5.7 Förslag på fortsatt arbete

Fortsatta studier skulle innebära en större fördjupning i uppbyggnaden av systemet genom att konsultera med företaget som upprättat svetslinan för att förstå huruvida PLC-systemet kan byggas ut, begära offerter för en vågstation, diskutera med R&D för att säkerställa ett arbetssätt så att samtliga ritningsunderlag är kontinuerligt uppdaterade med rätt vikter samt att undersöka att det går att integrera kittningsområdet med PLM-systemet Teamcenter.

(32)

25

Källor

[1] Ålö AB (2019). Our company history.

https://www.alo.se/our-company/history/ [2020-09-08]

[2] Teledynedalsa (2020). En introduktion till vision.

https://www.teledynedalsa.com/en/learn/knowledge-center/machine-vision-101-an-introduction/

[2020-09-18]

[3] Blackledge, J., Dubovitskiy, D.: A Surface Inspection Machine Vision System that Includes Fractal Texture Analysis. International Society for Advanced Science and Technology, Journal of Intelligent Systems, Vol 3 (ISSN 1797-2329), issue: No 2, pages: 76-89, 2008.

https://doi.org/10.21427/D7QS5J [2020-09-22]

[4] Load cell central (2020). Strain Gauge Load Cell Basics

https://www.800loadcel.com/load-cell-and-strain-gauge-basics.html [2020-12-02]

[5] Omega (2020). Introduction to Load Cells.

https://www.omegaeng.cz/prodinfo/loadcells.html#learn [2020-12-06]

[6] Michigan Scientific Corporation (13-08-2020) What is a Strain Gauge.

https://www.michsci.com/what-is-a-strain-gauge/ [2020-12-06]

[7] Elgcrona, Lena. Teknisk säljare. Mettler Toedo. Telefonmöte [2020-09-17]

[8] Wilhelmsson, Anders. Teknisk säljare. Binar elektronik. Videomöte [2020-09-23]

[9] Prabuwono, A. S., Akbar, H., Usino, W. (2009). PC based weight scale system with load cell for product inspection. In 2009 International Conference on Computer Engineering and Technology (Vol.

1, pp. 343-346). IEEE.

https://doi.org/10.1109/ICCET.2009.182 [2020-10-07]

[10] Wang, W., Li C. (2015). A multimodal machine vision system for quality inspection of onions.

Journal of Food Engineering, 166, 291-301.

https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.06.027 [2020-10-09]

(33)

Bilagor

Bilaga A. Beräkning och val av objektiv till Visionkamera.

Figur A1. Excel dokument försett av Fanuc för beräkning och val av objektiv till Visionkamera.

(34)

Bilaga B. Industriell våg

Figur B1. Industriell våg som användes för att väga in rack och olika lastarmodeller. Tolerans på

±0,4kg.

(35)

Bilaga C. Tabell

Tabell C1. Tabell som visar invägningen vikten för modell 46/48.

Rack ID Vikt Rack (kg) Total vikt (kg) Vikt på modell 46/48 (kg)

2 596,7 772,7 176,0

7 596,9 772,7 175,8

8 596,7 772,4 175,7

6 596,9 772,8 175,9

9 596,8 773,0 176,2

5 596,9 773,3 176,4

9 596,8 772,6 175,8

4 596,9 773,2 176,3

3 597,1 772,5 175,4

2 596,7 772,4 175,7

1 596,8 772,8 176,0

8 596,7 772,9 176,2

3 597,1 773,0 175,9

8 596,7 772,8 176,1

(36)

Bilaga D. Tabell

Tabell D1. Tabell som visar invägningen vikten för modell 56/58.

Rack ID Vikt rack (kg) Total vikt (kg) Vikt på modell 56/58 (kg)

9 596,8 807,3 210,5

1 596,8 808,0 211,2

5 596,9 807,8 210,9

7 596,9 807,6 210,7

1 596,8 807,8 211,0

8 596,7 807,7 211,0

9 596,8 807,0 210,2

3 597,1 807,2 210,1

6 596,9 807,1 210,2

1 596,8 807,1 210,3

9 596,8 806,8 210,0

8 596,7 807,3 210,6

2 596,7 806,9 210,2

7 596,9 807,8 210,9

(37)

Bilaga E. Tabell

Tabell E1. Tabell som visar invägningen vikten för modell 76/78.

Rack ID Vikt rack (kg) Total vikt (kg) Vikt på modell 76/78 (kg)

4 596,9 893,7 296,8

6 596,9 893,5 296,6

7 596,9 894,1 297,2

1 596,8 893,6 296,8

8 596,7 894,0 297,3

9 596,8 893,9 297,1

4 596,9 894,2 297,3

9 596,8 893,2 296,4

3 597,1 894,0 296,9

8 596,7 894,1 297,4

3 597,1 893,8 296,7

1 596,8 894,2 297,4

2 596,7 894,4 297,7

6 596,9 893,9 297,0

(38)

Bilaga F. Tabell

Tabell F1. Tabell över resultat för felkittat rack med modell 46/48.

Invägning av testram (kg) 772,8 ---

Bracket assy N60 772,8 0,0

Bygel N60 772,8 0,0

Front end N60 773,5 0,7

Knäplåt N30 775,8 3,0

Knäplåt N50 774,6 1,8

Tvärrör N50 778,0 5,2

Rear arm N30 761,2 11,6

Rear arm N50 785,2 12,4

Front arm N30 760,7 12,1

Front arm N50 786,2 13,4

Godkänt = grön, Icke-godkänt = röd

(39)

Bilaga G. Tabell

Tabell G1. Tabell över resultat för felkittat rack med modell 56/58.

Bracket assy N60 808 0,0

Undre lock N59 808,1 0,1

Bygel N60 808,0 0,0

Front end N60 811,3 3,3

Knäplåt N59 809,1 1,1

Knäplåt N30 806,8 1,2

Tvärrör N30/40 803,1 4,9

Tvärrör N60 814,4 6,4

Rear arm N40 795,9 12,1

Rear arm N60 817,2 9,2

Front arm N40 794,7 13,3

Front arm N59 813,2 5,2

(40)

Bilaga H. Tabell

Tabell H1. Tabell över resultat för felkittat rack med modell 76/78.

Knäklump 51 896,8 2,5

Bracket assy N50 894,3 0,0

Under lock 80 894,2 0,1

Bygel N50 894,5 0,2

Front end N50 890,1 4,2

Knäplåt N60 886,0 8,3

Knäplåt N80 894,7 0,4

Tvärrör N60 885,1 9,2

Tvärrör N70DL 900,4 6,1

Rear arm N60 888,0 6,3

Rear arm N80 901,6 7,3

Front arm N60 884,7 9,6

Front arm N80 903,6 9,3