Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
Accatastamento della laminazione a motore non è solo un processo di manipolazione dei fogli.
È il punto in cui un nucleo del motore diventa silenziosamente buono, instabile, costoso o impossibile da riparare in seguito.
Questo articolo spiega come progettare l'automazione dell'impilamento per i laminati del motore utilizzando:
L'attenzione è rivolta alla pratica: come individuare i problemi prima della saldatura, dell'incollaggio, dell'avvolgimento, dell'inserimento del magnete, dell'assemblaggio dell'albero o del collaudo finale del motore.
Perché quando una pila difettosa raggiunge la fine della linea, ha raccolto manodopera, tempo macchina, pezzi e scuse.
Accatastamento della laminazione a motore è il processo di assemblaggio di sottili laminati elettrici in acciaio in un nucleo statorico, in un nucleo rotorico, in un nucleo segmentato o in una sottopila.
Ogni laminazione è solitamente stampata o tagliata da acciaio elettrico. I fogli vengono impilati insieme per formare il nucleo magnetico del motore. La struttura a fogli sottili aiuta a ridurre le perdite per correnti parassite, mentre la pila completa fornisce la geometria necessaria per l'avvolgimento, il posizionamento del magnete, il montaggio dell'albero, l'assemblaggio dell'alloggiamento e le prestazioni finali del motore.
Questa è la definizione pulita.
La realtà produttiva è più disordinata.
Ogni laminazione presenta piccole variazioni:
Una sola laminazione può sembrare accettabile. Alcune centinaia di esse possono creare una pila non più accettabile.
Ecco perché l'automazione dell'impilamento è importante.
Non si limita a spostare i fogli più velocemente. Controlla il modo in cui si accumulano i piccoli errori.
Il nucleo di un motore è costruito a strati, ma i guasti non si manifestano sempre strato per strato.
Una pila di statori può superare un controllo di base dell'altezza e creare comunque problemi durante l'avvolgimento. Una pila di rotore può sembrare pulita prima dell'inserimento del magnete e tuttavia presentare variazioni di tasca che causano arresti di montaggio. Una pila può raggiungere l'altezza nominale solo perché la pressa l'ha forzata.
Quest'ultimo è comune.
La pila non è diventata buona. È stata compressa nel silenzio.
L'automazione dovrebbe evitare questo tipo di falsa fiducia.
Una cella di impilamento della laminazione ben progettata aiuta a ridurre:
Per la produzione di motori in grandi volumi, la domanda non è solo: “Possiamo impilare questo pezzo?”.”
La domanda migliore è:
Possiamo dimostrare che ogni pila è corretta prima di aggiungere altri costi?
La maggior parte dei difetti della pila di laminazione inizia da piccoli. È questo che li rende irritanti.
Non sempre sono visibili dall'altra parte della linea. Possono non arrestare immediatamente la macchina. Possono aspettare fino al processo successivo, dove diventano un problema di qualcun altro.
| Difetto | Cosa la provoca di solito | Dove fa male dopo |
|---|---|---|
| Prelievo a doppio foglio | Scarsa separazione, adesione dell'olio, attrazione magnetica, errore di vuoto | Altezza della pila, numero di laminazioni, qualità della giunzione |
| Foglio mancante | Salto di alimentazione, mancato prelievo, punto cieco del sensore | Fattore di impilamento, altezza, prestazioni magnetiche |
| Disallineamento angolare | Gioco del perno, origine usurata, controllo debole del nido, percorso di posizionamento errato | Allineamento delle scanalature, avvolgimento, posizione della tasca del magnete |
| Accumulo di bava | Usura del punzone, incoerenza della direzione della bava, scarso controllo della sbavatura | Isolamento delle fessure, sistemazione della pila, giunzione, spazio di montaggio |
| Sollevamento locale della pila | Detriti, bava, lastra deformata, scarsa forza di appoggio | Planarità, qualità della saldatura/incollaggio, adattamento a valle |
| Variante di laminazione errata | Parti simili, verifica delle parti deboli, mancata corrispondenza del programma | Scarti dopo la giunzione o l'assemblaggio finale |
| Raschiamento del perno | Gioco stretto, bava, perno piegato, smusso insufficiente | Danni al rivestimento, detriti, deriva della pila |
| Danni al rivestimento | Manipolazione brusca, compressione eccessiva, calore di giunzione, attrito del perno | Pantaloncini interlaminari, aumento della perdita |
| Deriva dell'altezza della pila | Variazione di spessore, variazione di compressione, mancanza/doppia lastra, usura degli utensili | Montaggio, consistenza magnetica |
| Restringimento della fessura | Bava, deriva angolare, deformazione, disallineamento della lastra | Inserimento dell'avvolgimento, danni all'isolamento |
Uno stack può fallire per una sola ragione. Può anche fallire perché si verificano tre piccoli motivi contemporaneamente.
È più difficile da catturare. Ma non impossibile.
I sensori non servono a decorare la macchina.
Rispondono a domande specifiche in momenti specifici.
Prima che il foglio venga prelevato:
È disponibile il pezzo giusto?
Durante il ritiro:
È stato scelto un foglio e non due?
Prima del posizionamento:
La laminazione è rivolta nel verso giusto e ruotata correttamente?
Durante l'impilamento:
Il lenzuolo si è seduto normalmente?
Prima dell'adesione:
Vale la pena saldare, incollare, rivettare o pressare questa pila?
Dopo l'adesione:
Il processo di unione ha creato una buona pila o solo una cattiva pila permanente?
Questa è la logica di base.
Non aggiungere sensori perché la macchina ha spazio libero. Aggiungere sensori perché l'operazione successiva rende più difficile il recupero di un difetto.
Il miglior piano di sensori utilizza diversi semplici controlli invece di un unico sistema di ispezione “magico”.
Una fotocamera non è in grado di percepire la forza di appoggio. Un sensore di forza non può identificare una variante di laminazione errata. Un sensore di altezza non può dimostrare la direzione della bava. Un sensore per fogli doppi non può confermare l'allineamento delle fessure.
Il sistema deve quindi combinare i segnali.
| Sensore o controllo | Posizione migliore | Scopo principale | Cosa previene |
|---|---|---|---|
| Sensore parziale presente | Alimentatore, punto di raccolta, nido di posizionamento | Conferma la presenza di laminazione | Cicli vuoti, fogli mancanti |
| Rilevatore a doppio foglio | Vicino al ritiro o al trasferimento | Rileva due laminazioni sollevate come una sola | Conteggio errato, errore di altezza, scarto dopo l'unione |
| Ispezione visiva | Prima di impilare | Controlla l'identità del pezzo, la rotazione, le caratteristiche della scanalatura/chiave | Variante errata, errore angolare, foglio capovolto |
| Sensore di spostamento laser | Durante o dopo la creazione dello stack | Misura l'altezza della pila e il sollevamento locale | Deriva dell'altezza, detriti, scarsa seduta |
| Controllo dell'altezza in più punti | Stazione di pre-giunzione | Rileva inclinazione, ondulazione, compressione non uniforme | Problemi di planarità nascosti |
| Monitoraggio della forza-distanza | Seduta o gradino di compressione | Traccia il comportamento dello stack sotto carico | Interferenza della fresa, disallineamento, detriti intrappolati |
| Monitoraggio del carico dei pin | Dispositivo di impilamento o mandrino | Rileva il carico laterale, il raschiamento e l'usura dei perni | Deriva graduale dell'allineamento |
| Controllo del cortocircuito elettrico | Gate di post-giunzione o stack finale | Controlla i percorsi conduttivi indesiderati | Rischio corto interlaminare |
| Ispezione delle fessure | Cancello di pre-avvolgimento | Misura l'apertura della fessura, il rischio di bava, la posizione della fessura | Danno all'avvolgimento, arresto dell'inserimento |
| Misurazione dell'alesaggio o del diametro esterno | Controllo finale del rotore o dello statore | Conferma la geometria del nucleo | Adattamento dell'albero, adattamento dell'alloggiamento, rischio di bilanciamento |
Il posizionamento è più importante del nome del catalogo del sensore.
Un sensore installato troppo a monte conferma che qualcosa era corretto prima. Non è la stessa cosa che confermare che è corretto ora.
Perni di impilamento sono elementi di localizzazione utilizzati per allineare ogni laminazione durante la creazione della pila. Possono essere posizionati attraverso fori, scanalature, tacche, elementi del diametro interno, elementi del diametro esterno o elementi di utensili dedicati.
Sembrano semplici.
Non lo sono.
Controllo dei perni:
Un perno usurato può comunque consentire il proseguimento della produzione. Questo è il pericolo.
La macchina funziona. La pila sembra normale. L'andamento dimensionale si muove lentamente. Nessuno se ne accorge finché non iniziano i guasti a valle.
Poi si discute di avvolgimento, inserimento del magnete, saldatura, utensili, ispezione, operatori e materiali.
A volte la spilla veniva semplicemente indossata.
La progettazione dei pin non deve essere copiata da un'altra cella senza aver controllato la geometria del pezzo e la storia dei difetti.
| Fattore di progettazione del pin | Perché è importante | Risultato di progettazione scadente |
|---|---|---|
| Smusso di ingresso | Aiuta i laminati sottili a entrare senza impigliarsi | Raschiature, bordi piegati, danni al rivestimento |
| Distanza tra i pin | Bilanciamento dell'accuratezza della localizzazione e della fluidità di caricamento | Un serraggio eccessivo provoca inceppamenti; un allentamento eccessivo provoca derive |
| Durezza e rivestimento del perno | Controlla l'usura e l'attrito | Perdita graduale della precisione dei dati |
| Lunghezza del pin | Supporta l'altezza della pila e la guida dei fogli | Inclinazione, scarso controllo della pila |
| Numero di pin | Controlla la rotazione e la posizione | Un numero eccessivo può sovraccaricare la laminazione. |
| Intervallo di sostituzione dei pin | Impedisce la deriva silenziosa | Disallineamento a livello di lotto |
| Percorso di pulizia | Rimuove polvere, trucioli e detriti di rivestimento | Sollevamento locale, inceppamento, falsi picchi di forza |
| Logica di direzione della bava | Controlla il modo in cui le bave interagiscono con i perni | Scarsa tenuta, aumento del carico del perno |
Un numero maggiore di perni non sempre significa un controllo migliore.
A volte un maggior numero di perni significa che il pezzo non ha libertà di assestamento. La pila lotta contro l'attrezzatura. La curva di forza aumenta. La linea continua a scorrere comunque.
Non va bene.
Un accoppiamento di perni molto stretto può sembrare attraente in un disegno. Promette controllo.
In linea, potrebbe creare l'opposto.
Le laminazioni sottili non sono lastre rigide perfette. Presentano bave, variazioni di rivestimento, olio, effetti della temperatura e variazioni di manipolazione. Se il gioco dei perni è troppo stretto, la normale variazione diventa un'interferenza meccanica.
Se il gioco è troppo allentato, la pila può ruotare o andare alla deriva.
Quindi il corretto gioco dei perni deve essere basato su:
Non impostare il gioco del perno solo sulla base della geometria nominale CAD.
Questo è un modo pulito di costruire un problema sporco.
Le bave sono piccole su un foglio. In una pila, diventano un disegno.
Se la direzione della bava cambia in modo casuale, la pila può presentare una sede incoerente, una variazione locale dell'altezza, un rischio per il bordo della scanalatura o un danno al rivestimento. Se la bava è sempre rivolta verso la stessa direzione, la pila può crescere in modo più prevedibile, ma l'accumulo di bave deve ancora essere controllato.
Per le pile di statori, le bave in prossimità delle fessure di avvolgimento possono danneggiare l'isolamento o interferire con i fili, le forcine o gli utensili di inserimento.
Per le pile di rotori, le bave in prossimità delle tasche dei magneti, degli alesaggi o delle aree sensibili al bilanciamento possono creare problemi di adattamento e di prestazioni.
Un buon sistema di impilamento dovrebbe rispondere:
Le frese non devono essere necessariamente drammatiche per essere costose.
È sufficiente ripeterli.
Si tratta di un errore comune.
Controllo del conteggio dei fogli verifica quante laminazioni sono entrate nella pila.
Controllo dell'altezza della pila verifica l'altezza fisica dello stack costruito.
Sono correlati. Non sono uguali.
Una pila può avere il numero corretto e l'altezza sbagliata a causa di variazioni di spessore, bave, detriti intrappolati, variazioni del rivestimento o comportamento di compressione.
Una pila può avere un comportamento di conteggio sospetto e misurare comunque un'altezza vicina a quella target, perché la compressione nasconde l'errore.
Pertanto, un processo di impilamento affidabile dovrebbe utilizzare entrambi.
| Controllo | Cosa risponde | Ciò che non può dimostrare da solo |
|---|---|---|
| Numero di fogli | Il numero corretto di laminazioni è stato inserito nella pila? | Se tutte le lastre sono state posizionate correttamente |
| Altezza della pila | La pila ha raggiunto l'altezza di costruzione prevista? | Se il conteggio è corretto |
| Altezza multipla | La pila è inclinata, sollevata o irregolare? | Se è stata utilizzata la giusta variante di laminazione |
| Curva forza-distanza | La pila si è sistemata normalmente? | Esatta conformità dimensionale |
| Controllo della vista | Il pezzo è corretto e orientato correttamente? | Se la pila interrata è posizionata correttamente |
Una singola misura dell'altezza superiore è meglio di niente.
Ma potrebbe mancare il tilt.
Per le anime del motore con requisiti di assemblaggio stretti, utilizzare controlli in altezza su più punti prima della giunzione.
A curva di forza registra la forza in funzione della distanza o del tempo durante l'inserimento, la compressione, l'entrata del perno o la pressatura della pila.
È utile perché i problemi di stack spesso si manifestano come resistenza anormale prima che come difetti visibili.
Il monitoraggio della forza può rilevare:
Non limitatevi a osservare la forza di picco.
La forza di picco è facile da leggere, ma può nascondere la storia.
La curva forza-distanza mostra dove inizia la resistenza, a che velocità aumenta, se la pila si assesta senza problemi e se il comportamento finale di posizionamento corrisponde a quello di pile note.
Due pile possono raggiungere la stessa altezza.
Uno si è seduto naturalmente.
Uno è stato costretto lì.
Si tratta di pile diverse.
A Cancello QC è un punto di decisione in cui il sistema rilascia lo stack alla fase successiva o lo ferma per rifiutarlo, rielaborarlo, metterlo in quarantena o rivederlo.
I cancelli del CQ dovrebbero essere posizionati prima dell'aumento dei costi.
Cioè prima:
Il posto peggiore per scoprire un problema di impilamento è dopo che il motore ha già subito un costoso intervento a valle.
| Cancello QC | Posizione del processo | Cosa controllare | Perché è importante |
|---|---|---|---|
| Gate 1: verifica della laminazione in entrata | Prima dell'alimentazione | Tipo di pezzo, lotto, direzione della bava, danni visibili | Impedisce l'ingresso di materiale errato nella cella |
| Gate 2: Verifica del prelievo | Al ritiro del foglio | Parte presente, foglio singolo, presa stabile | Evita fogli mancanti o doppi |
| Gate 3: Controllo dell'orientamento pre-stack | Prima del posizionamento | Rotazione, direzione della faccia, funzione slot/chiave | Previene gli errori di orientamento sepolti |
| Gate 4: Monitoraggio in-stack | Durante la costruzione | Conteggio, andamento dell'altezza, carico del perno, comportamento di seduta | Cattura la deriva prima del completamento dello stack |
| Cancello 5: Cancello di pre-giunzione | Prima della saldatura/incollaggio/rivettatura | Altezza, planarità, allineamento, firma di forza | Evita di bloccare la geometria sbagliata |
| Cancello 6: Cancello post-giunzione | Dopo aver aderito | Altezza finale, alesaggio/OD, posizione della scanalatura, rischio corto | Conferma che l'unione non ha danneggiato lo stack |
| Cancello 7: Cancello di pre-decompressione | Prima dell'avvolgimento, inserimento del magnete, montaggio dell'albero | Distanze critiche e caratteristiche di montaggio | Protegge il processo successivo da difetti ereditati |
L'ispezione di fine linea è ancora importante.
Ma non dovrebbe essere la prima ispezione seria.
Questo è un apprendimento tardivo.
Un progetto di automazione dell'impilamento non viene approvato solo perché l'apparecchio è intelligente.
È approvato perché la linea diventa più stabile, gli scarti diventano più rapidi e meno costosi e i guasti diventano rintracciabili.
| Problema di ingegneria | Controllo dell'automazione | Impatto commerciale |
|---|---|---|
| Prelievo a doppio foglio | Rilevamento del doppio foglio al momento del prelievo | Previene gli scarti e le rilavorazioni |
| Usura lenta del perno | Andamento del carico dei pin e sostituzione programmata | Riduce la deriva a livello di lotto |
| Crescita della bava | Tendenza della forza, visione, controllo degli slot | Protegge la resa dell'avvolgimento e dell'inserzione del magnete |
| Variazione dell'altezza della pila | Conteggio + altezza multipunto + dati di compressione | Riduce i problemi di montaggio |
| Variante di laminazione errata | Controllo dell'identità della visione e blocco del programma | Previene la produzione di parti miste |
| Scoperta tardiva del difetto | Gates di controllo qualità prima delle fasi a valore aggiunto | Riduce il costo della scarsa qualità |
| Causa principale non chiara | Tracciabilità dell'ID dello stack | Riduce i tempi di risoluzione dei problemi |
| Decisioni dipendenti dall'operatore | Logica pass/fail definita | Migliora la ripetibilità tra i turni |
Un buon sistema di controllo qualità non si limita a scartare le pile scadenti.
Spiega perché sono stati rifiutati.
La spiegazione è dove si trovano i soldi.
Lo stesso difetto ha un costo diverso a seconda del momento in cui viene rilevato.
Una laminazione errata rilevata al momento del ritiro è un evento di poco conto.
Una laminazione errata rilevata dopo la giunzione in pila è uno scarto o una rilavorazione.
Una laminazione errata rilevata dopo l'avvolgimento, l'inserimento del magnete, la pressatura dell'albero o il test finale del motore è ora un problema molto più grave.
| Difetto riscontrato a | Livello di costo tipico | Perché |
|---|---|---|
| Prima del ritiro | Il più basso | Il foglio può essere rifiutato prima che venga aggiunto valore |
| Durante l'impilamento | Basso | Lo stack può essere fermato prima di unirsi |
| Prima di aderire | Moderato | Si perde un po' di tempo nella costruzione, ma si proteggono i principali costi a valle. |
| Dopo aver aderito | Più alto | La pila può richiedere una rilavorazione o uno scarto |
| Dopo l'avvolgimento o l'inserimento del magnete | Molto alto | Sono già stati investiti più componenti e tempo macchina |
| Al test finale | Il più alto | La causa principale è più difficile da isolare e il contenimento è più ampio. |
Questo è il caso commerciale dei cancelli QC.
Non è teoria. Solo aritmetica con tempi migliori.
L'OEE viene spesso discusso a livello di macchina, ma i difetti di impilamento della laminazione si diffondono su tutta la linea.
Una cella di impilamento può danneggiare l'OEE in tre modi:
La linea si ferma a causa di inceppamenti, doppi prelievi, interferenze con i perni, errori di trasferimento o gestione non chiara degli scarti.
La linea funziona più lentamente perché il processo richiede ripetuti tentativi, controlli manuali o un'alimentazione instabile.
La linea produce pile che successivamente non superano i controlli dimensionali, i controlli di giunzione, l'inserimento dell'avvolgimento, l'inserimento del magnete o il test finale.
Un sistema di impilamento migliore migliora l'OEE:
L'obiettivo non è la massima velocità a tutti i costi.
Una cella di impilamento veloce che invia difetti a valle non è veloce. Prende in prestito tempo dalla stazione successiva.
Le pile di laminazione del motore possono essere tenute insieme con diversi metodi di giunzione. Ogni metodo cambia il rischio di ispezione.
| Metodo di giunzione | Vantaggio principale | Principale problema di controllo qualità | Cancello consigliato |
|---|---|---|---|
| Ad incastro | Veloce, integrato con il design della laminazione | Deformazione locale, sollecitazione, separazione delle pile, danni alle caratteristiche | Controllare la formazione dell'incastro e la planarità della pila |
| Saldatura | Forte tenuta meccanica | Effetti del calore, cortocircuiti locali, distorsione, consistenza della saldatura | Geometria pre-saldata + controllo elettrico/dimensionale post-saldatura |
| Legame | Buon contatto con la superficie e comportamento controllato della pila | Distribuzione dell'adesivo, polimerizzazione, pressione, contaminazione | Tracciabilità di pressione/temperatura/cura |
| Rivettatura o fissaggio meccanico | Semplice ritenzione meccanica | Deformazione locale, variazione del morsetto, allineamento dei fori | Forza di fissaggio e geometria post-assemblaggio |
| Serraggio esterno | Flessibile per alcuni progetti di assemblaggio | Stack shift, perdita di compressione, sensibilità di manipolazione | Verifica della compressione e del trasferimento |
Non esiste un metodo universale migliore.
Esiste solo il metodo che si adatta al progetto del motore, al volume, alla tolleranza, all'obiettivo di prestazioni magnetiche e al modello di costo.
Ma ogni metodo ha bisogno di un piano di controllo qualità che corrisponda alle sue modalità di fallimento.
Si tratta di un confronto comune durante la pianificazione dei processi.
| Argomento | Saldatura | Legame |
|---|---|---|
| Comportamento del ciclo | Spesso veloce una volta posizionato | Può richiedere un tempo di polimerizzazione o una sosta controllata |
| Ritenzione meccanica | Forte adesione locale | Ritenzione superficiale distribuita |
| Apporto di calore | Presente | Di solito il calore è più basso, a seconda del processo |
| Rischio di cortocircuito elettrico | Necessita di attenzione in prossimità delle aree unite | Dipende dall'adesivo e dalle condizioni della superficie |
| Rischio di distorsione | Possibile in prossimità delle zone di saldatura | Dipende dalla pressione, dallo strato adesivo e dalla polimerizzazione. |
| Dati da monitorare | Energia di saldatura, posizione, tempo, forza, risultato visivo | Quantità di adesivo, pressione, temperatura, profilo di polimerizzazione |
| Miglior focus sul CQ | Allineamento pre-saldatura e controlli di geometria/cortografia post-saldatura | Pulizia della superficie, pressione, polimerizzazione, altezza finale |
La decisione non deve essere presa solo in base alla forza di adesione.
Dovrebbe includere le prestazioni a valle, l'onere delle ispezioni, l'ingombro delle apparecchiature, la strategia di riparazione e le esigenze di tracciabilità.
Un metodo di giunzione facile da installare ma difficile da verificare può diventare costoso in seguito.
Per le pile di laminazione dello statore, il processo deve proteggere il percorso dell'avvolgimento.
I controlli importanti includono:
Se lo statore utilizza un avvolgimento a forcina, la geometria delle cave diventa ancora più sensibile. Il processo di inserimento non perdona le scanalature strette, le bave o la deriva angolare.
Una pila di statori può sembrare accettabile dall'esterno mentre una famiglia di scanalature è fuori posizione.
Quindi ispezionate la geometria che il processo successivo utilizza effettivamente.
Non solo la geometria, che è facile da misurare.
Per le pile di laminazione dei rotori, le caratteristiche più rischiose sono spesso diverse.
I controlli importanti includono:
Le pile di rotori possono creare costosi problemi a valle se l'alesaggio, le tasche dei magneti o le caratteristiche di inclinazione si spostano.
Un piccolo problema angolare nella pila può diventare un problema di inserimento del magnete. Un errore nel foro può diventare un problema di assemblaggio dell'albero. Un problema di sbilanciamento della pila può essere evidente solo molto tempo dopo.
Anche in questo caso, il rilevamento tardivo è la versione più costosa.
Le pile di statori o rotori segmentati aggiungono un ulteriore livello di complessità.
Ora il sistema deve controllare non solo l'impilamento da foglio a foglio, ma anche le relazioni da segmento a segmento.
Controllare per:
I progetti segmentati possono migliorare l'uso dei materiali o la flessibilità dell'assemblaggio, ma l'automazione dell'impilamento deve gestire con attenzione gli errori accumulati.
Un segmento leggermente spostato può passare.
Diversi segmenti leggermente fuori asse possono creare un problema di rotondità o di posizione della scanalatura.
È così che funziona l'accumulo. In silenzio.
La visione artificiale è utile quando viene trattata come un sistema di misura controllato, non come una telecamera avvitata vicino a un trasportatore.
La visione può ispezionare:
Le parti difficili sono l'illuminazione e la ripetibilità.
L'acciaio elettrico può riflettere la luce in modo da confondere il rilevamento dei bordi. La pellicola d'olio modifica l'aspetto della superficie. Le bave possono apparire solo a determinati angoli di luce. La variazione del rivestimento può modificare il contrasto.
Una buona impostazione della visione necessita di:
Non allenarsi o convalidare solo su lamine pulite e perfette.
Le parti di produzione sono meno educate.
Il prelievo del doppio foglio è uno dei controlli iniziali più importanti.
Due lamine sottili possono comportarsi come un unico foglio durante il prelievo. Questo può accadere a causa di pellicole d'olio, statica, attrazione magnetica, scarsa separazione o comportamento sotto vuoto.
Un evento di doppio foglio può causare:
Il rilevamento dei fogli doppi deve essere posizionato il più vicino possibile al prelievo o al trasferimento.
Se è troppo a monte, potrebbe confermare la cosa sbagliata. Un'alimentazione pulita non garantisce un prelievo pulito.
Una cella di accatastamento non può ispezionare la propria via d'uscita da un'alimentazione instabile per sempre.
Una buona alimentazione dovrebbe controllare:
Se l'alimentatore è instabile, il resto dell'automazione diventa reattivo.
La linea inizia a utilizzare i sensori per individuare i problemi che avrebbero dovuto essere evitati meccanicamente.
Può funzionare per un po'. Di solito, però, la manutenzione diventa pesante.
I controlli in altezza a punto singolo sono comuni perché sono semplici.
Sono anche limitati.
Una pila può avere un'altezza corretta in un punto ed essere comunque inclinata. Può avere detriti locali. Può avere un lato sollevato dall'accumulo di bave. Può essere compressa in modo non uniforme.
La misurazione dell'altezza in più punti fornisce informazioni migliori:
Per assemblaggi di statori o rotori stretti, l'altezza a più punti non è eccessiva.
È un modo per evitare di fingere che una pila sia piatta perché lo dice un sensore.
La moderna automazione dell'impilamento della laminazione non deve limitarsi a prendere una decisione di tipo pass/fail.
Dovrebbe produrre dati di produzione utilizzabili.
Ogni stack deve avere un ID di stack. Questo ID deve collegare il nucleo fisico ai dati creati durante la produzione.
I dati utili includono:
Questi dati possono essere inviati a MES, SCADA, database della qualità o sistemi di tracciabilità locali.
L'obiettivo non è quello di conservare tutto per sempre.
L'obiettivo è quello di immagazzinare abbastanza per rispondere a questa domanda:
Quando in seguito appare un nucleo difettoso, cosa era già visibile durante l'impilamento?
Una cella di impilamento della laminazione può generare più dati di quelli che un impianto vuole memorizzare come file grezzi.
Le curve di forza, le immagini delle telecamere, le mappe altimetriche e i registri dei sensori possono diventare pesanti.
Quindi l'architettura di controllo dovrebbe essere separata:
Una struttura pratica si presenta così:
| Livello dei dati | Dati di esempio | Miglior utilizzo |
|---|---|---|
| Dati PLC in tempo reale | Stato del sensore, stato dell'attuatore, interblocchi | Controllo macchina |
| Dati di elaborazione dei bordi | Risultato della visione, caratteristiche della curva di forza, andamento dell'altezza | Decisioni rapide sul CQ |
| Dati MES | ID dello stack, pass/fail, ricetta, motivo dello scarto | Tracciabilità della produzione |
| Database di qualità | Tendenze, confronto tra lotti, analisi dell'usura degli utensili | Analisi delle cause principali |
| Dati grezzi archiviati | Immagini, curve di forza complete, registri dettagliati | Indagine approfondita quando necessario |
Non tutte le immagini devono essere inviate a MES.
Non tutte le curve di forza devono essere conservate per sempre.
Ma ogni pila rifiutata dovrebbe avere un codice di motivazione comprensibile.
“Fallire” non è sufficiente.
In una cella di impilamento, i diversi sensori a volte non sono d'accordo.
Una telecamera dice che la laminazione è corretta.
La curva di forza dice che la seduta era anormale.
Il sensore di altezza dice che la pila è al limite.
La macchina sta ponendo una domanda.
Non rispondete con un'approvazione automatica.
Una forte logica di rifiuto dovrebbe includere:
Esempio:
| Combinazione di segnali | Azione raccomandata |
|---|---|
| Passaggio di visione + forza normale + passaggio in altezza | Rilascio della pila |
| Passaggio di visione + forza anomala + passaggio in altezza | Quarantena o controllo secondario |
| Fallimento della visione + forza normale | Rifiutare o ispezionare nuovamente prima dell'accatastamento |
| Passaggio del conteggio + bocciatura dell'altezza | Fermarsi e indagare su spessore, detriti, posti a sedere |
| Conteggio bocciato + altezza superata | Rifiuto; la compressione potrebbe nascondere un errore di conteggio. |
| Carico dei pin in aumento su più pile | Avviso di manutenzione prima di un guasto grave |
| Eventi ripetuti su doppio foglio | Arrestare l'alimentatore e richiedere una procedura di recupero |
Il disaccordo tra i sensori non è un fastidio.
Spesso è il primo segno utile.
Si è tentati di scrivere una tolleranza universale.
Non farlo.
Le tolleranze della pila di laminazione del motore dipendono da:
Una tolleranza facile per una linea può essere impossibile per un'altra.
Una tolleranza accettabile per un motore può danneggiare il rendimento di un altro motore.
Invece di copiare i numeri, definire la tolleranza da quattro ingressi:
Questa operazione è più lenta della copia di un numero.
È anche meno sciocco.
Non tutte le variazioni devono fermare la linea.
Un buon processo separa tre livelli.
| Tipo di limite | Significato | Azione |
|---|---|---|
| Limite di controllo | Il processo sta andando alla deriva, ma il pezzo potrebbe essere ancora utilizzabile | Allarme, analisi delle tendenze, pianificazione della manutenzione |
| Limite di rifiuto | La pila non soddisfa i criteri di rilascio | Rifiutare o mettere in quarantena lo stack |
| Limite di errore della macchina | La cellula può continuare a produrre difetti | Arrestare la macchina e richiedere il ripristino |
In questo modo si evitano due risultati negativi:
Gli operatori imparano rapidamente se un sistema di controllo qualità è utile o teatrale.
Se il sistema crea troppi allarmi deboli, le persone lo aggirano.
Quindi il design dell'allarme è importante.
Alcune fasi del processo possono essere ripetute.
Alcuni non possono.
La giunzione è spesso il punto in cui una cattiva geometria diventa permanente o costosa da eliminare.
Ciò rende il gate QC di pre-giunzione uno dei gate più importanti della cella.
Prima di aderire, verificare:
Se lo stack fallisce in questo punto, non inviarlo in avanti perché la produzione è in ritardo.
È così che un piccolo ritardo diventa un grande problema di contenimento.
Una linea pratica di impilamento della laminazione può seguire questa struttura:
Lo smistamento software senza smistamento fisico non è sufficiente.
Un cattivo stack seduto accanto a buoni stack è comunque un rischio.
L'usura dei perni deve essere gestita in base alle condizioni, non solo al tempo.
Un buon piano di manutenzione segue le tracce:
Un perno non può guastarsi all'improvviso.
Può peggiorare lentamente.
Ecco perché i dati di tendenza sono importanti. Individuano le modalità di guasto più noiose.
E le modalità di guasto noiose sono quelle che producono lotti difettosi.
L'automazione non elimina il giudizio.
Il giudizio si sposta prima.
Qualcuno deve ancora decidere:
La macchina non deve prendere decisioni poco chiare in silenzio.
Dovrebbe prendere decisioni definite in modo sufficientemente forte da permettere alle persone giuste di agire.
Non emotivamente. Solo chiaramente.
L'altezza è utile. Non è una decisione di qualità completa.
Utilizzate insieme il conteggio, l'altezza, la forza, l'orientamento e la geometria delle chiavi.
Le spille non sono una verità permanente.
Si usurano, si piegano, si graffiano, raccolgono detriti e perdono precisione.
Se la prima ispezione significativa avviene dopo l'adesione, il processo ha già perso il controllo dei costi.
La visione è forte per l'identità, l'orientamento e la geometria esposta.
Non è in grado di dimostrare la qualità della seduta interna dopo l'interramento della laminazione.
Potrebbero essere necessarie delle sostituzioni.
Le sovrascritture non registrate non lo sono.
I grandi archivi di dati grezzi sono impressionanti.
I codici di ragione utili, le tendenze e la tracciabilità a livello di stack risolvono i problemi più rapidamente.
Una tolleranza senza il contesto del processo è solo un numero.
Utilizzare le esigenze del prodotto, l'autorizzazione a valle e la capacità del processo.
Il rifiuto digitale non è un contenimento.
Le cattive pile hanno bisogno di un flusso fisico controllato.
Un processo di impilamento maturo non è drammatico.
Cattura precocemente le doppie lenzuola.
Scarta le varianti sbagliate prima dell'impilamento.
Vede il pin wear come una tendenza.
In questo modo è possibile bloccare la crescita delle bave prima che si verifichino guasti all'avvolgimento.
Blocca le pile sospette prima di unirsi.
Invia i codici dei motivi utili al sistema di fabbrica.
Fornisce agli ingegneri della qualità dati sufficienti per risolvere i problemi senza intervistare metà del turno.
Non si affida alla fortuna, alla memoria o a qualcuno che si trova vicino alla macchina al momento giusto.
Questo è il punto.
Lo stack non deve fallire ad alta voce prima che il processo si metta in ascolto.
Utilizzare questa lista di controllo quando si pianifica, si specifica o si rivede un progetto di automazione dell'impilamento.
| Domanda | Perché è importante |
|---|---|
| Come fa il sistema a rilevare il prelievo di fogli doppi? | Previene gli errori di conteggio e di altezza |
| Come si verifica l'orientamento della laminazione? | Previene i difetti di strato errato sepolto |
| I perni di impilamento sono monitorati per verificare l'usura o il carico? | Impedisce una lenta deriva dell'allineamento |
| L'altezza della pila è misurata in un punto o in più punti? | Rileva l'inclinazione e il sollevamento locale |
| I dati relativi alla forza-distanza vengono utilizzati durante la seduta? | Trova i problemi di bava e di seduta nascosti |
| Esiste un controllo di qualità prima dell'adesione? | Blocca i difetti prima che diventino costosi |
| I motivi di rifiuto vengono registrati automaticamente? | Supporta l'analisi delle cause principali |
| I dati dello stack possono essere collegati a sistemi MES o di tracciabilità? | Collega le parti fisiche alla storia del processo |
| Cosa succede quando i sensori non sono d'accordo? | Previene la logica del falso passaggio |
| Le pile scartate sono fisicamente separate? | Supporta il contenimento reale |
| Il sistema è progettato per parti di produzione realmente oleose? | Evita le sorprese della convalida |
| Il sistema è in grado di gestire in modo sicuro le varianti dei pezzi? | Riduce il rischio di produzione mista |
Un buon fornitore o un team interno di ingegneri dovrebbe essere in grado di rispondere senza lunghe pause.
Alcune pause vanno bene.
Le pause lunghe sono dati.
Utilizzare una separazione controllata dei fogli, strumenti di prelievo stabili e un rilevatore di fogli doppi vicino al punto di prelievo o di trasferimento. Il controllo deve avvenire prima che la laminazione entri nella pila. Se un foglio doppio raggiunge la giunzione, il costo del difetto aumenta rapidamente.
Tra le cause più comuni vi sono la variazione dello spessore della laminazione, la formazione di bave, i fogli mancanti, i fogli doppi, i detriti tra gli strati, la variazione del rivestimento, la compressione non uniforme e la scarsa tenuta. L'altezza della pila deve essere controllata insieme al numero di fogli e al comportamento della forza.
Per le pile di base, un punto può essere sufficiente per una conferma approssimativa. Per le anime del motore più strette, la misurazione dell'altezza in più punti è migliore perché può rilevare l'inclinazione, il sollevamento locale, l'ondulazione e la compressione non uniforme prima della giunzione.
I perni usurati perdono la precisione dei dati. La pila può continuare a caricarsi e a funzionare normalmente, ma la posizione angolare o la posizione radiale possono variare nel tempo. L'usura dei perni deve essere monitorata mediante ispezioni, tendenze di carico dei perni, firme di forza e dati di scarto.
I sensori più comuni includono sensori di presenza del pezzo, rilevatori a doppio foglio, sistemi di visione, sensori di spostamento laser, sensori di forza, monitor di carico dei perni, controlli di cortocircuito elettrico e calibri dimensionali. La giusta combinazione dipende dal progetto del nucleo del motore e dal rischio di assemblaggio a valle.
Le bave possono aumentare la resistenza durante il posizionamento, l'alloggiamento o la compressione. Una curva forza-distanza può mostrare un contatto anomalo, uno sfregamento, una resistenza improvvisa o una compressione eccessiva prima che il difetto sia evidente alla vista.
La verifica del conteggio dei fogli conferma quante laminazioni sono entrate nella pila. Il controllo dell'altezza della pila conferma l'altezza fisica della pila. Entrambi sono necessari perché la compressione, la variazione di spessore o gli eventi di doppio foglio possono rendere un controllo fuorviante da solo.
Prima del processo di avvolgimento, utilizzare l'ispezione visiva, la misurazione dimensionale o la misurazione specifica della scanalatura. Concentrarsi sull'apertura della scanalatura, sulla profondità della scanalatura, sulle bave, sull'allineamento dei denti e sulla posizione angolare. L'ispezione deve corrispondere al metodo di avvolgimento e al gioco di inserimento.
Perché il solo scarto del software non impedisce le commistioni. Le pile scartate e in quarantena devono essere spostate in luoghi controllati, in modo che non possano entrare accidentalmente nelle fasi di giunzione, avvolgimento, inserimento di magneti o assemblaggio finale.
Migliora l'OEE riducendo gli arresti non programmati, prevenendo i guasti a valle, riducendo le rilavorazioni, migliorando la resa al primo passaggio e fornendo ai team di manutenzione segnali più chiari sui difetti. I maggiori guadagni in termini di OEE derivano spesso dall'arresto dei difetti prima che lascino la cella di impilamento.
L'automazione dell'impilamento della laminazione a motore non è solo una questione di velocità.
La velocità è importante, certo. Ma la velocità senza un controllo precoce dei difetti non fa altro che spostare più velocemente le cattive pile.
L'obiettivo più forte è questo:
Costruite ogni pila con un allineamento controllato, un conteggio verificato, un'altezza misurata, un comportamento di seduta noto, cancelli QC chiari e dati tracciabili prima che il processo successivo aggiunga costi.
Ecco come l'automazione dell'impilamento protegge la resa, l'OEE e l'assemblaggio a valle.
E si comincia con semplici domande poste al momento giusto:
È stato scelto il foglio giusto? Era un solo foglio? È stato posizionato correttamente? È stato posizionato normalmente? La pila è ancora sana prima dell'unione? I dati possono dimostrarlo?
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
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