Afstudeerverslag Multifunctioneel assemblagestation

Project: Multifunctioneel assemblagestation voor Tobroco Machines

Afstudeerverslag Multifunctioneel assemblagestation Het ontwerpen van een Multifunctioneel assemblagestation

Student: Marc Wulms Student nr: 362 Begeleider Tec CadCollege: dhr. R.Boeklagen Stage begeleiders Tobroco Machines: dhr. E van de Zanden en dhr. M. Vriens Datum: 25-9-2013

Voorwoord Voor u ligt het eindverslag dat tot stand is gekomen tijdens de afstudeerstage van Marc Wulms bij Tobroco Machines. De afstudeerstage maakt deel uit van de opleiding ACE Mechanical Designer aan het TEC, Twente Engineering Consultancy opgericht aan de Technische Universiteit Twente inmiddels gehuisvest te Nijmegen. In dit verslag wordt ingegaan op de fases die doorlopen zijn om de opdracht, het ontwerpen van een multifunctioneel assemblage station, voor Tobroco Machines zo optimaal mogelijk uit te voeren. Een woord van dank gaat uit naar de heer Ronald Boeklagen voor het begeleiden van dit traject namens het TEC CadCollege. Ook de heer Edwin van de Zanden en de heer Michel Vriens als stagebegeleiders binnen Tobroco Machines wil ik graag bedanken voor de uitstekende begeleiding, tips, informatie en adviezen. Alle overige medewerkers van Tobroco Machines die mij enthousiast informatie hebben verstrekt en de huidige werkwijze hebben getoond, bedankt hiervoor. Rest mij nog mijn partner Sandra te bedanken die mij de tijd en ruimte gegeven heeft om mijzelf op deze manier verder te ontwikkelen.

Afstudeerverslag MW 2013

Pagina 2 van 25

Inhoudsopgave Voorwoord ............................................................................................................... 2 Samenvatting........................................................................................................... 4 Hoofdstuk 1: Inleiding .............................................................................................. 5 Hoofdstuk 2: Probleemstelling ................................................................................. 6 2.1 Bedrijfskarakter .............................................................................................. 6 2.3 Markt .............................................................................................................. 7 2.4 Beleid ............................................................................................................. 7 2.5 Doelstelling..................................................................................................... 7 2.6 Probleemstelling ............................................................................................. 8 Hoofdstuk 3: Onderzoek .......................................................................................... 9 3.1 Algemeen onderzoek ..................................................................................... 9 3.2 Wijze van Monteren.......................................................................................10 Hoofdstuk 4: Pakket van eisen................................................................................12 4.1 Algemeen ......................................................................................................12 4.2 Functionele eisen ..........................................................................................13 4.3 Fabricage eisen .............................................................................................16 Hoofdstuk 5: Structuurbepaling ...............................................................................17 5.1 Functiebepaling .............................................................................................17 5.2 Morfologisch overzicht ...................................................................................17 5.3 Keuzebepaling ..............................................................................................19 Hoofdstuk 6: Vormgeving........................................................................................20 6.1 Structuur B ....................................................................................................20 6.2 Tekeningpakket .............................................................................................21 Hoofdstuk 7: Conclusie en aanbevelingen ..............................................................22 7.1 Conclusie ......................................................................................................22 8 Bijlage..................................................................................................................24 Bijlage overzicht: .................................................................................................24 9 Literatuurlijst ........................................................................................................25


Pagina 3 van 25

Samenvatting Binnen het bedrijf Tobroco Machines waarvoor deze opdracht wordt uitgevoerd is de vraag ontstaan een multifunctioneel assemblagestation te realiseren. Deze opdacht zal worden uitgevoerd door het toepassen van het “Methodisch Ontwerpen” volgens H.H. van den Kroonenberg. Met het software programma Inventor van Autodesk is de vormgeving van het ontwerp uitgevoerd. Met Inventor zijn ook de benodigde tekeningen gegenereerd. Tijdens de onderzoeksfase is door Tobroco Machines de behoefte geconstateerd die de basis vormt voor deze opdracht. De doelstellingen, kostenreductie ten op zichte van de huidige werkwijze en streven naar een zelfsturend proces, dienen met het ontwerp van het multifunctioneel assemblage station gerealiseerd te worden. Meer specifiek zal er een ontwerp worden gemaakt voor het voorassembleren en klantspecifiek aanpassen van zogenaamde hydraulische stuurventiel blokken. Er is gekeken naar knelpunten die zich in de huidige bewerkingen van de hydraulische stuurventielen en het proces daar omheen voordoen. Vervolgens is er een lijst van eisen en wensen tot stand gekomen. Met deze basis ingrediënten is er een ontwerp uitgewerkt waarmee er bij Tobroco Machines een zelf in te vullen verscheidenheid van onderdelen samengesteld kan worden. De meest in het oog springende details van het uitgewerkte ontwerp zijn de functies van het werkblad, en de niet alledaagse vormgeving. Na het lezen van dit verslag zal u een goede indruk krijgen van het bedrijf waarvoor de opdracht is uitgevoerd, het uitgewerkte ontwerp, en de manier waarop het ontwerp tot stand is gekomen. In dit verslag worden de toegepaste methodes uitgelegd en in de bijgevoegde bijlagen wordt er meer concrete informatie weergegeven.


Pagina 4 van 25

Hoofdstuk 1: Inleiding Bij het bedrijf Tobroco Machines te Oisterwijk worden machines ontwikkeld en geproduceerd waarmee lichamelijke arbeid vervangen kan worden. Deze machines worden voornamelijk ingezet in de agrarische sector en in de bouw gerelateerde sectoren. De machines die Tobroco Machines ontwikkeld en produceert zijn zogenaamde “Giant knikladers” en “Giant Tele verreikers”. Doordat de vraag vanuit de markt naar knikladers de laatste jaren sterk is toegenomen groeit Tobroco Machines mee. In de opgestarte situatie is geen rek meer mogelijk waardoor er in 2003 wordt verhuisd van Haaren naar een nieuw bedrijfspand in Oisterwijk. In het nieuwe bedrijfspand wordt een assemblagelijn opgestart om zodoende de productieaantallen te kunnen verhogen en de kostprijs van de machines laag te kunnen houden. Op deze manier wil Tobroco Machines de vraag uit de markt blijven invullen. Inmiddels zijn er de zogenaamde Tendo verreikers aan het programma toegevoegd. Ook een uitgebreid programma van aanbouwdelen zoals bijvoorbeeld: grondbakken, mestvorken, palletvorken, hefmasten, veegmachines, sneeuwschuiven, steenklemmen, etc kan worden geleverd. In de periode van mei 2010 – april 2011 is in samenwerking met TNO een productielijn ontwikkeld en gerealiseerd. Op dit moment werken er ± 100 personen bij Tobroco Machines. De doelstelling voor 2013 is het bouwen van 1650 knikladers. Voor 2014 zal de verwachting zijn dat Tobroco Machines 2000 knikladers gaat produceren. De sinds 2011 in gebruik zijnde assemblagelijn is voortdurend in ontwikkeling om aan de nog altijd toenemende vraag naar knikladers te kunnen voldoen. Ook kostenbeheersing en een ergonomische werkwijze zijn sturende factoren in de ontwikkeling van het assemblage proces. Om het assemblage proces efficiënter te laten verlopen wordt er gekeken naar punten in dit proces waar verbetering mogelijk is. Een van deze punten is het samenstellen van onderdelen in een zogenaamde voorassemblage, buiten de hoofdassemblagelijn. Op dit moment gebeurt dit al met bijvoorbeeld de diesel aangedreven verbrandingsmotor die als energiebron wordt toegepast in de knikladers en verreikers. Een van de volgende verbeterpunten is het voorassembleren van de Hydraulische ventielblokken die er voor zorgen dat de machine zijn hefinrichting omhoog en omlaag kan laten gaan of bijvoorbeeld zijn grondbak kan kantelen. Om deze hydraulische ventielblokken efficiënt en ergonomisch verantwoord te assembleren, wil men een assemblage tafel inzetten die ook voor totaal andersoortige samenstel werkzaamheden kan worden gebruikt. Voor de genoemde assemblage tafel dient er een ontwerp te worden gerealiseerd, en dit ontwerp is de uit te voeren afstudeeropdracht.


Pagina 5 van 25

Hoofdstuk 2: Probleemstelling 2.1 Bedrijfskarakter In 1996 is de heer Toine Brock gestart met het ontwikkelen van een sleuvenkouter onder de naam Tobroco Machines. Deze bemester was zo uniek dat er een patent op verkregen is. Momenteel zijn er al ruim 1500 van deze bemesters in diverse landen verkocht. Al vanaf het begin is Tobroco Machines importeur van IPSAM bemestertanks, die zij leveren met aangebouwde bemesters. Naast deze bemesters worden ook transportwagens voor langzaamverkeer, sleepslangsystemen, speciaalbemesters en weegbruggen gemaakt. Na marktonderzoek bleek dat er een groeiende behoefte was naar een machine waar lichamelijke arbeid mee verricht kon worden. Tobroco Machines is daarom in 2001 begonnen met het zelfstandig ontwikkelen en produceren van de GIANT knikladers. Hiervoor maakt men gebruik van een geavanceerd 3 dimensionaal tekenprogramma, zodat de prestaties van de machine al getest kunnen worden, voordat de machine in productie gaat. In 2003 is het bedrijf verhuisd van Haaren naar Oisterwijk omdat de groei van het bedrijf flink toenam. Daar is men verder gegaan met het ontwikkelen en produceren van de GIANT knikladers waarvan er inmiddels 27 verschillende modellen leverbaar zijn. Ook is er een ruime keuze in opties en aanbouwdelen, zodat altijd een machine aangeboden kan worden die het meest geschikt is voor de toepassing van de klant. Per 1 januari 2010 is Tobroco Machines gevestigd aan de Beneluxstraat 4 in Oisterwijk. Op dit adres is een nieuwe fabriek gerealiseerd waarin op de eerste verdieping de met TNO ontwikkelde assemblagelijn is ondergebracht. Op de begane grond is de lasafdeling en onderdelenvoorraad ondergebracht. In januari 2013 zijn er nog twee aangrenzende bedrijfspanden aangekocht. In het eerste aangrenzende bedrijfspand worden de halffabricaten die bij het dochterbedrijf in Hongarije geproduceerd zijn opgeslagen. In het tweede aangrenzende bedrijfspand is een showroom en een “testtrack” gerealiseerd. De testtrack geeft potentiële klanten de mogelijkheid om een proefrit te maken met een machine waarin zij geïnteresseerd zijn.

Figuur 2.1: Het Bedrijf


Pagina 6 van 25

2.2 Product Tobroco Machines heeft zich gespecialiseerd in het ontwerpen en produceren van de GIANT knikladers. Het succes van de knikladers komt voort uit de compactheid, kracht en flexibele inzet van de machine. Momenteel worden er 27 verschillende types knikladers geproduceerd. Het assortiment is bijzonder breed zodat aan wensen van klanten uit verschillende branches kan worden voldaan. Omdat de knikladers zijn uitgevoerd met een snelspan inrichting op de hef is het mogelijk om de knikladers effectief en flexibel in te zetten. Het brede assortiment aanbouwdelen zorgt er tevens voor dat de knikladers voor diverse werkzaamheden ingezet kunnen worden. De grote kracht van Tobroco Machines zit in de flexibiliteit op het gebied van klant specifieke eisen en wensen.

2.3 Markt De klanten komen hoofdzakelijk uit de agrarische sector. Ook de bouwsector heeft een belangrijk aandeel in de afname van machines. In beide sectoren worden de machines ingezet om de inzet van lichamelijke arbeid te verkleinen. De verkoop vindt voornamelijk plaats via een groot dealer netwerk. Denemarken en Duitsland zijn de voornaamste afzetgebieden. De verwachting is dat de vraag naar knikladers zal blijven toenemen. Dit komt mede door de steeds strenger wordende regelgeving op de inzet van lichamelijke arbeid.

2.4 Beleid Tobroco Machines richt zich op de ontwikkeling van knikladers met een hogere kwaliteit maar met een zo laag mogelijke kostprijs. Door een lagere kostprijs kan men voorzien in een goede prijs kwaliteit verhouding welke vanuit de markt gevraagd wordt. Tobroco Machines heeft in haar beleid opgenomen dat klant specifieke eisen en/of wensen waar mogelijk in het ontwerp opgenomen kunnen worden. De grote mate van flexibiliteit is de kracht van het product.

2.5 Doelstelling Het samenstellen en klant specifiek aanpassen van een hydraulisch stuurventiel op de meest efficiënte en ergonomisch verantwoorde manier.


Pagina 7 van 25

2.6 Probleemstelling Doordat de vraag vanuit de markt naar knikladers en verreikers de laatste jaren sterk is toegenomen groeit Tobroco Machines mee. Voor Tobroco Machines is het hierdoor noodzakelijk om de productieaantallen te verhogen. Dit zorgt ervoor dat het assemblage proces voortdurend in ontwikkeling is. De ontwikkeling van het assemblage proces houdt in dat er moet worden gezocht naar verbeterpunten in dit proces. De huidige manier van werken zorgt regelmatig voor oponthoud in de hoofdassemblagelijn. Het oponthoud is het probleem waarvoor een oplossing moet worden gecreëerd.

Figuur 2.6: assemblage hydraulisch stuurblok


Pagina 8 van 25

Hoofdstuk 3: Onderzoek Voorafgaand aan het ontwerpen is er onderzocht op welke manier de doelstelling gehaald zou kunnen worden. Aansluitend wordt het verloop van het onderzoek beschreven.

3.1 Algemeen onderzoek Om informatie te verzamelen en een uitgangspunt te creëren zijn er diverse bezoeken afgelegd bij Tobroco Machines. Tijdens deze bezoeken is het huidige proces van assembleren waargenomen, zijn er een vijftal Assemblage Monteurs geïnterviewd en is er fotomateriaal verzameld. Op deze manier is een indruk ontstaan van de huidige manier van werken. Het meest belangrijke hierbij is dat men zich een beeld kan vormen of beter gezegd een idee krijgt, waar zich in het proces problemen voor doen. Het proces begint bij het aanleveren van onderdelen, vervolgens het opslaan en het monteren van onderdelen. Vanuit het centrale magazijn worden de benodigde onderdelen veelal middels pallet boxen en bakken in de directe nabijheid van de werkplek uitverdeeld. Dit gebeurd voornamelijk met elektrische pallet trucks en met zogenaamde trolley`s waar een groot formaat kunststof bak in past. De opslag van te verweken onderdelen wordt vorm gegeven middels het zo genaamde “TWO BIN” systeem. Het TWO BIN systeem houdt in dat er zich in een stelling of rek per onderdeel 2 bakken bevinden. Het aantal onderdelen in een bak is bijvoorbeeld voldoende voor 10 orders, zodra er een bak leeg is wordt deze door het centrale magazijn weer bijgevuld. Op deze manier zijn er altijd voldoende, maar nooit onnodig veel onderdelen op voorraad. De onderdelen opslag volgens het TWO BIN systeem verloopt dus order gestuurd. Het monteren van de onderdelen op en aan de machine gebeurd nu in een zogenaamde hoofdassemblagelijn. Deze hoofdassemblagelijn is onderverdeeld in 30 stations. Op elk station worden er bepaalde onderdelen bij elkaar gevoegd zodat er aan het einde van de lijn een complete machine gerealiseerd is. Grote onderdelen zoals bestuurders cabine`s en bijvoorbeeld verbrandingsmotoren worden buiten deze hoofdassemblagelijn in zogenaamde sub-stations samengesteld. Vervolgens worden ze op een bepaald moment in de hoofdassemblagelijn toegevoegd.


Pagina 9 van 25

3.2 Wijze van Monteren Na het in kaart brengen van het proces (van assembleren) wordt duidelijk dat er moet worden gefocust op het monteren van de onderdelen. De manier waarop de onderdelen op de machines worden aangebracht wordt verder onder de loep genomen. Zo ontstaat er ook hier duidelijkheid waar er in het proces van onderdelen monteren verbeterd kan worden, en minstens zo belangrijk hoe er verbeterd kan worden. Als er wordt gekeken naar de tijd die nodig is om de hydraulische stuurventielen te monteren valt op dat er bij een aantal machine types een hoge overschrijding van de beschikbare montage tijd optreed. Op de huidige manier van werken worden er in drie stations van de hoofdassemblagelijn, hydraulische stuurventielen gemonteerd. In bijlage 1 zijn een aantal grafieken opgenomen welke een beeld geven van de montage tijden van deze drie stations. De huidige manier van werken veroorzaakt met enige regelmaat oponthoud in de hoofdassemblagelijn, dit oponthoud zorgt er voor dat in alle stations die volgen niet verder kan worden gewerkt. Hiermee is de vraag waar er in het proces kan worden verbeterd ingevuld. Er kan dus gesteld worden dat als de hydraulische stuurventielen worden voor gemonteerd en klant specifiek aangepast in de stations van de hoofdassemblagelijn aankomen, en vervolgens alleen nog maar op de goede positie worden aangebracht, er een betere doorstroming in de hoofdassemblagelijn plaatsvindt. Het voor monteren van een hydraulisch stuurventiel buiten de hoofdassemblagelijn houdt echter niet in dat een hydraulisch stuurventiel ook sneller aangepast of samengeteld kan worden. Maar als men bijvoorbeeld drie hydraulische stuurventielen gelijktijdig kan aanpassen en/of samenstellen kan dit al snel een tijdwinst op leveren. Er wordt een aantal verschillende uitvoeringen van hydraulische stuurventielen in verschillende machine types toegepast. Het type machine in de hoofdassemblagelijn bepaalt welke variant hydraulisch stuurventiel er gevraagd wordt, zodoende kan het voor komen dat er bijvoorbeeld vijf verschillende hydraulische stuurventielen worden opgevolgd door drie gelijksoortige. Een gevolg van de variant hydraulische stuurventielen uitvoeringen is de verscheidenheid aan vormgeving en maatvoering van de hydraulische stuurventielen. Door deze variatie in hydraulische stuurventiel uitvoeringen en het gegeven dat er ook totaal andersoortige onderdelen verwerkt moeten kunnen worden met het ontwerp, is er voor gekozen om met montage mallen te gaan werken. Het gebruik van montage mallen geeft meer flexibiliteit.

Afstudeerverslag MW 2013 25

Pagina 10 van

Het gevonden uitgangspunt is het ontwerpen van een voorziening om zo efficiënt mogelijk meerdere hydraulische stuurventielen gelijktijdig aan te passen en/of samen te stellen, die ook nog kunnen variëren in uitvoering. De voorziening kan worden vertaald naar een assemblage tafel die van alle gemakken is voorzien en naar behoefte kan worden aangepast. Hiermee is de vraag hoe er verbeterd kan worden ook ingevuld. Omdat op de assemblage tafel een aantal totaal andersoortige onderdelen moeten kunnen worden verwerkt, zoals bijvoorbeeld elektronische componenten, moet hiermee rekening gehouden worden in het ontwerp. Vooralsnog wordt er een ontwerp gemaakt met als uitgangspunt het samenstellen van de hydraulische ventielblokken. Het samenstellen van de hydraulische ventielblokken wordt opgedeeld in twee fases. Fase één is het inschroeven van inschroefkoppelingen en het uitwisselen van componenten zoals stuurschuiven, arrettering of zweefstand op topcilinder, en fase twee is het aanbrengen van de benodigde hydrauliekslangen.


Pagina 11 van

Hoofdstuk 4: Pakket van eisen In het pakket van eisen zijn alle voorwaarden en wensen die aan het ontwerp gesteld worden opgenomen. (Figuur 4.2, 4.3 en 4.4)

4.1 Algemeen De assemblage tafel zal een voorziening moeten hebben voor de montage van beeldschermen waarop alle relevante informatie voor de monteur te vinden is. Informatie aangaande de te verwerken order bijvoorbeeld, klant specifieke wensen, montage instructies, modificaties, updates, werktijden, werkhouding etc. Er zal aan de assemblage tafel of in de directe nabijheid een voorziening moeten zijn voor onderdelenvoorraad uitgevoerd volgens het two-bin principe. Zodra het ventielblok gereed is zal er een voorziening moeten zijn om het halffabricaat te transporteren naar de eindverbruiker. Om de doelstelling te realiseren is het samenstellen van het hydraulisch ventielenblok de hoofdfunctie waarop de navolgende eisen van toepassing zijn.

Eisen overzicht * 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Functioneel Fabricage Eisen x stabiel in elke werkpositie x aangenaam in gebruik ergonomisch mulifunctioneel inzetbaar (ook voor x andere onderdelen geschikt) x papierloze werkinsctructies voorziening makkelijk te verplaatsen (niet nagelvast x opstellen) x weinig onderhoud CE-markering: Machinerichtlijn x (2006/42/EG) x terugverdientijd tussen 1 en 4 jaar x capaciteit ( minimaal 2000 p/j) x geschikt voor een belasting tot 75 kg maatvoering minimaal 1000 mm diep x 1600 mm breed kosten vormgeving x (verspaning,buigen,snijden etc) x productie mogelijkheden in eigen bedrijf x handelsdelen x productie kosten (montage)

vaste eis variabele wens x x x x x x x x x x x x x x x

Figuur 4.2: Eisen overzicht


Pagina 12 van

4.2 Functionele eisen stabiel in elke werkpositie aangenaam in gebruik ergonomisch multifunctioneel inzetbaar (ook voor andere onderdelen geschikt) mogelijkheid om meerdere werkstukken gelijktijdig te bewerken papierloze werkinstructies voorziening makkelijk te verplaatsen (niet nagelvast opstellen) weinig onderhoud CE-markering: Machinerichtlijn (2006/42/EG) terugverdientijd maximaal 4 jaar capaciteit ( minimaal 2000 p/j) geschikt voor een belasting tot 75 KG maatvoering werkblad minimaal 1000 mm diep 1600 mm breed Figuur 4.3: Overzicht functionele eisen

Functionele eisen; 

Stabiel in elke werkpositie Tijdens de montage werkzaamheden kan er tussentijds een andere positie of werkhoogte worden ingesteld. In alle mogelijke posities dient er een stabiele situatie te zijn.



Aangenaam in gebruik ergonomisch Het moet aangenaam zijn om met het ontwerp te werken. Het moet ergonomisch verantwoord afstelbaar zijn zodat de gebruiker niet in belastende en moeilijke houdingen hoeft te werken.



Multifunctioneel inzetbaar (ook voor andere onderdelen geschikt) Het geheel moet voor meerdere assemblage werkzaamheden te gebruiken zijn, het moet dus mogelijk zijn om bijvoorbeeld een elektrische stuurmodule, of een luchtfiltereenheid samen te stellen



Mogelijkheid om meerdere werkstukken gelijktijdig te bewerken Het moet mogelijk zijn om bijvoorbeeld 3 hydraulische stuurventielen in een cyclus voor te monteren.



Papierloze werkinstructies voorziening Het moet mogelijk zijn om een papierloze werkinstructie voorziening (beeldscherm en pc) in het ontwerp aan te brengen.



Makkelijk te verplaatsen (niet nagelvast opstellen) Het geheel moet eenvoudig van standplaats gewisseld kunnen worden bijvoorbeeld met een pallettruck.


Pagina 13 van



Weinig onderhoud Omdat er per jaar circa 2000 hydraulische stuurventielen worden geassembleerd is er weinig tijd beschikbaar voor onderhoud. Het ontwerp zal dus onderhoudsarm moeten zijn.



CE-markering: Machinerichtlijn (2006/42/EG) Het ontwerp zal moeten worden uitgevoerd volgens de huidige Machinerichtlijn.



Terugverdientijd maximaal 4 jaar De kostprijs van de gefabriceerde voorziening moet binnen 4 jaar zijn terug verdiend.



Capaciteit (minimaal 2000 p/j) Het moet mogelijk zijn om minstens 2000 hydraulische stuurventielen per jaar te verwerken.



Geschikt voor een belasting tot 75 kg. Er moet een of meerdere onderdelen met een totaal gewicht van 75 kilogram op de voorziening verwerkt kunnen worden.



Maatvoering werkblad minimaal 1000 mm diep 1600 mm breed Om ergonomisch te kunnen werken moet het werkblad een afmeting hebben van minsten 1600 mm breed en 1000 mm diep.


Pagina 14 van

Overall Effectiveness of Equipment OEE = Beschikbaarheid x Prestatie x Kwaliteit x 100% Beschikbarheid= werkelijke looptijd/geplande looptijd Prestatie= Aantal geproduceerde onderdelen/theoretisch aantal mogelijk Kwaliteit=goede onderdelen/totaal aantal gemaakte onderdelen

4,00

Terugverdien periode

3,50

Tijd in jaar

3,00 2,50 2,00

Kostprijs a

1,50

Kostprijs b

1,00

Kostprijs c

0,50 0,00 1200

1440

1680

Productie aantal per jaar

Productie aantal per jaar = het aantal geproduceerde Knikladers/Verreikers per jaar

Figuur 4.2.2: Grafiek terugverdien periode

In bijlage 2 is een model van de terugverdienperiode opgenomen, dit terugverdienmodel is als hulpmiddel in te zetten bij een onderbouwing. In (figuur 4.2.2) wordt een grafiek weergegeven. In de grafiek wordt de terugverdien periode aangegeven die nodig is om de kostprijs van een aan te schaffen product weergegeven. De terugverdien periode in jaren wordt aangegeven tegen het aantal geproduceerde knikladers/verreikers per jaar. Kostprijs a heeft bijvoorbeeld betrekking op een assemblagetafel die manueel bediend wordt, en een werkblad heeft dat bestaat uit een aluminium T-groef profiel. Kostprijs b heeft betrekking op een assemblagetafel die manueel bediend wordt, en een werkblad heeft dat bestaat uit een stalen rasterplaat. Kostprijs c heeft betrekking op een assemblagetafel die elektrisch wordt bedient, en een werkblad heeft dat bestaat uit een stalen rasterplaat.


Pagina 15 van

4.3 Fabricage eisen kosten vormgeving (verspaning,buigen,snijden etc) productie mogelijkheden in eigen bedrijf Handelsdelen productiekosten (montage) Figuur 4.4: Overzicht fabricage eisen

Fabricage eisen ; 

Kosten vormgeving (verspaning, buigen, snijden etc) Bij het kiezen van oplossingen in de vormgevende fase moet er rekening gehouden worden met de uit te voeren bewerkingen van materialen. Zo is het bijvoorbeeld goedkoper om in een staal plaat een groot aantal gaten met een lasermachine aan te brengen, dan deze te boren.



Productie mogelijkheden in eigen bedrijf Bij het kiezen van oplossingen in de vormgevende fase moet er gezocht worden naar onderdelen die bij Tobroco Machines gefabriceerd kunnen worden.



Handelsdelen Bij het kiezen van oplossingen in de vormgevende fase moet er in eerste instantie gezocht worden naar onderdelen die te koop zijn in een winkel of bij een groothandel



Productiekosten montage Bij het ontwerpen van een voorziening moeten de kosten van het samenstellen van de voorziening zo laag mogelijk worden gehouden.


Pagina 16 van

Hoofdstuk 5: Structuurbepaling Hoofdstuk vijf beschrijft het tot stand komen van het uitgewerkte ontwerp.

5.1 Functiebepaling Om er voor te zorgen dat de voorziening alle uit te voeren handelingen ook kan verrichten, worden deze handelingen in kaart gebracht. Vervolgens worden de handelingen gerangschikt in de volgorde zoals ze in de praktijk worden uitgevoerd, men noemt dit een ”functieblokschema”. Bij het opstellen van een dergelijk functieblokschema is het van groot belang dat alle uit te voeren handelingen bekend zijn en in kaart gebracht worden. Het meest belangrijk is de hoofdfunctie. De hoofdfunctie is de spil in het geheel. In het ontwerp van de assemblage tafel is het klant specifiek aanpassen en voormonteren van een hydraulisch stuurventiel de hoofdfunctie. In bijlage 3 wordt in een functieblokschema aangegeven welke functies er vervuld moeten worden om een hydraulisch stuurventiel samen te stellen en/of klant specifiek aan te passen.

5.2 Morfologisch overzicht Nu alle informatie verzameld is om te komen tot een oplossing, kan worden overgegaan tot het in kaart brengen van mogelijke structuren. Een Morfologisch overzicht (bijlage 4) geeft weer op welke manier de functies uit het functieblokschema vervuld kunnen worden. Er zijn vier mogelijke structuren in het morfologisch overzicht aangegeven waarvan zogenaamde structuur schetsen zijn gemaakt (bijlage 5). Hierna worden de vier structuren verder omschreven. Structuur A Structuur A is een tafel waarvan men de vier tafelpoten gelijktijdig in hoogte kan verstellen. Het in hoogte verstellen van de tafelpoten gebeurt met handkracht door middel van het draaien aan een handwiel. Op het tafelblad is een mal aangebracht die versteld kan worden onder een hoek tot 90 graden. Het verstellen van de hoek van de mal gebeurt met handkracht. Structuur B Structuur B is een constructie die bestaat uit poten die er als een driehoek uit zien, een vlak van de driehoek staat evenwijdig met de vloer. Er zijn twee driehoeken die onderin door middel van een balk aan elkaar verbonden. Op het punt waar de poten die omhoog wijzen bij elkaar komen bevindt zich een arm die op en neer kan bewegen. Het verstellen in hoogte gebeurd door middel van elektrische cilinders ook wel “actuators” genoemd. Het ene uiteinde van de arm zit vast aan de driehoek, aan het andere uiteinde is een werkblad gemonteerd dat om zijn eigen as kan draaien. Het roteren van het werkblad gebeurt met handkracht.


Pagina 17 van

Het werkblad heeft twee werkvlakken, een vlakke plaat, en een vlak dat bestaat uit een plaat waarin zich een gatenpatroon bevindt met ronde of vierkante gaten een zogenaamde “rasterplaat”. Structuur C Structuur C is constructie die bestaat uit twee poten die er als een driehoek uit zien, een vlak van de driehoek staat evenwijdig met de vloer. Een van de drie poten van de driehoek steekt een eind de lucht in. Bovenin zijn de twee poten die de lucht in steken met een raamwerk met elkaar verbonden. De twee driehoeken zijn onderin doormiddel van een balk aan elkaar verbonden. Op een bepaald punt, in de korte omhoog wijzende poten bevindt zich een trommel die om zijn eigen as kan draaien. Het draaien van de trommel gebeurt met elektrische motoren. De trommel kan in hoogte worden versteld, het in hoogte verstellen gebeurt met elektrisch aangedreven spindels. De trommel heeft vier werkvlakken. Drie vlakken bestaan uit een plaat met groeven in de vorm van een T een zogenaamd “T-groef profiel”. Het vierde werkvlak bestaat uit een vlakke plaat. Structuur D Structuur D is een constructie die bestaat uit twee staanders die er uit zien als een omgekeerde T. Onderin zijn de twee staanders met een balk aan elkaar verbonden. Bovenin zijn de twee staanders met een raamwerk aan elkaar verbonden. Tussen de twee staanders in bevindt zich een werkblad dat om zijn eigen as kan draaien. Het draaien van het werkblad gebeurt met handkracht. Het werkblad is met hydrauliek cilinders in hoogte te verstellen. Het werkblad heeft twee werkvlakken, een vlakke plaat en een eerder beschreven T-groef vlak.

Figuur 5.2: Structuurschets D


Pagina 18 van

5.3 Keuzebepaling Met behulp van keuzetechnieken zijn de eisen ten opzichte van de gevonden structuren tegen elkaar afgewogen. Om te bepalen welke eisen het meest belangrijk zijn, zijn deze eisen onderling aan elkaar getoetst. De uitslag van de toetsing bepaalt welke eis zwaar of minder zwaar weegt. Een eis met een hoge score weegt zwaarder een eis met een lage score. De score van een dergelijke toets wordt betiteld als weegfactor. In bijlage 6 worden de resultaten van de toetsing in een overzicht weergegeven. Er dient nu een keuze gemaakt te worden uit de vier gevonden structuren die middels structuurschetsen worden uitgebeeld. Als hulpmiddel dient hierbij het morfologisch overzicht en de structuur omschrijving. De zogenaamde “Kesselring”methode (bijlage 7) wordt als hulpmiddel gebruikt om tot een overwogen keuze te komen. De beoordeling van de vier structuren is uitgevoerd door de heer Vriens (Manager Quality & Process Improvement) en de heer van de Zanden (Engineer-R&D) van Tobroco Machines en door ondergetekende. De structuur die in de Kesselring methode het hoogst heeft gescoord is vervolgens uitgewerkt. De structuur die als winnaar uit de Kesselring methode komt kan dus als beste oplossing onder de gestelde voorwaarden worden beschouwd. Dit houdt overigens niet in dat er geen betere oplossingen zijn. Er is immers een keuze gemaakt uit vier mogelijke oplossingen.


Pagina 19 van

Hoofdstuk 6: Vormgeving In hoofdstuk zes wordt uitgelegd hoe de vormgeving van de gekozen structuur tot stand is gekomen.

6.1 Structuur B Tijdens het uitwerken van de gekozen structuur is met regelmaat in meer of mindere mate het voorgaande traject opnieuw doorlopen. Dit maal met de bedoeling om tot de juiste opbouw van toegepaste onderdelen en materialen te komen. Het ontwerp heeft dan ook elementen in zich die zijn overgenomen uit een van de drie niet uitgewerkte structuren. Structuur B Structuur B is een constructie die bestaat uit twee poten die er als een driehoek uit zien, een vlak van de driehoek staat evenwijdig met de vloer. De twee driehoeken zijn onderin doormiddel van een balk aan elkaar verbonden. Op het punt waar de poten die omhoog wijzen bij elkaar komen bevindt zich een arm die op en neer kan bewegen. Het verstellen in hoogte gebeurd door middel van elektrische cilinders ook wel “actuators” genoemd. Het ene uiteinde van de arm zit vast aan de driehoek, aan het andere uiteinde is een werkblad gemonteerd dat om zijn eigen as kan draaien. Het roteren van het werkblad gebeurt met handkracht. Het werkblad heeft twee werkvlakken, een vlakke plaat ,en een vlak dat bestaat uit een plaat waarin zich een gatenpatroon bevindt met ronde gaten een zogenaamde “rasterplaat”.

Figuur 6.1: 3D Model werkblad rasterplaat


Pagina 20 van

Als basis is structuur B dus behouden maar uiteindelijk is er voor gekozen om het werkblad uit te voeren met aluminium T-groef profielen. Deze keuze is gemaakt om een zo licht mogelijk werkblad te creëren, maar ook vanwege de eindeloze variaties in het opspannen van mallen of werkstukken die hiermee mogelijk zijn. Een tweede aanpassing is het laten doorlopen van de twee achterste staanders, hiermee wordt bereikt dat er directe verlichting boven de werkplek aangebracht kan worden. De tweede aanpassing biedt tevens de mogelijkheid om het beeldscherm en pc ofwel de papierloze werkinstructie, binnen handbereik van de montage medewerker aan te brengen. De achterste staanders bieden nog een derde niet ingevulde mogelijkheid. Er zou bevestigings materiaal of ander kleingoed in bakjes opgehangen kunnen worden aan een verplaatsbare beugel.

6.2 Tekeningpakket Om een goede indruk te krijgen van de uitgewerkte structuur is er in bijlage 8 een tekeningenpakket opgenomen. Het tekeningenpakket bestaat uit een 3D samenstellingstekening van het geheel, en een montage tekening van het geheel Verder zijn er 3D tekeningen van sub-samenstellingen gegenereerd, van de subsamenstellingen zijn vervolgens ook 2D onderdeeltekeningen ofwel mono tekeningen gegenereerd. Om tot een vormgeving te komen waarmee veilig gewerkt kan worden is er gekeken naar beschikbare gegevens omtrent de machinerichtlijn. De ergonomische aspecten van het ontwerp zijn tot stand gekomen door onderzoek en door raadpleging van de in bijlage 9 opgenomen stukken.

Figuur 6.2: 3D Model assemblage station


Pagina 21 van

Hoofdstuk 7: Conclusie en aanbevelingen 7.1 Conclusie Nu er een concreet model van de assemblage tafel is uitgewerkt is dit model beoordeeld door de heer Vriens en de heer van de Zanden van Tobroco Machines. Uit de beoordeling kan worden opgemaakt dat de vormgeving bijzonder goed in de smaak valt. De uitgewerkte structuur B is onder andere door zijn eenvoud als meest geschikte kandidaat uit de Kesselring methode naar voren gekomen. Op ergonomisch vlak scoort de assemblagetafel in de eindbeoordeling eveneens goed. Het pakket van eisen is naar tevredenheid toegepast. Opmerkingen van de begeleiders van Tobroco Machines over de onderdeel of materiaal keuze moeten worden onderbouwd om hiermee de begeleider te overtuigen. Een goede onderbouwing van de gekozen onderdelen en materialen is erg belangrijk om de opdrachtgever te overtuigen van de keuze. Een onderbouwing omvat veelal de voor- en nadelen van een te kiezen onderdeel of materiaal. Meestal moet er worden onderbouwt waarom er gekozen is voor een dure oplossing. De vraag of een gekozen materiaal of onderdeel sterk genoeg is voor zijn toepassing moet ook regelmatig beantwoord worden met een onderbouwing. Met een Eindige Elementen Analyse kan er een krachtberekening van een onderdeel worden gemaakt, die vervolgens als onderbouwing kan dienen. In sommige gevallen is het niet geheel duidelijk of een onderdeel voldoet aan de gestelde eisen, er kan dan op basis van aannames toch voor een dergelijk onderdeel gekozen worden. De aannames zijn dan gebaseerd op situaties waarin een dergelijk onderdeel een functie vervuld die onder hogere belastingen en extremere omstandigheden zijn diensten heeft bewezen. De keuzes in dit ontwerp zijn voornamelijk gebaseerd op aannames. Na beoordeling van het 3D model is het de verwachting dat de assemblagetafel de doelstelling zal behalen. Doelstelling (Het samenstellen en klant specifiek aanpassen van een hydraulisch stuurventiel op de meest efficiënte en ergonomisch verantwoorde manier).


Pagina 22 van

7.2 Aanbevelingen Omdat het de bedoeling is dat het ontwerp daadwerkelijk gefabriceerd en ingezet zal worden, zal het ontwerp geheel doorgerekend moeten worden. Ook zal het ontwerp volledig moeten voldoen aan de huidige wet- en regelgeving volgens de Machinerichtlijn (2006/42/EG). Bij het uitwerken van de structuur is er rekening gehouden met voor de hand liggende zaken als het gaat om veiligheid en ergonomie.

  





Het ontwerp zal moeten worden doorgerekend voordat het mag worden gefabriceerd. Het ontwerp zal moeten worden getoetst of het voldoet aan de Machinerichtlijn (2006/42/EG). Om de assemblage tafel efficiënt in te zetten zijn er montage mallen nodig. De montage mallen dienen per te verwerken soort onderdeel te worden ontwikkeld. De tweede fase van het voormonteren van hydraulische stuurventielen zal moeten worden voortgezet. Dit bepaalt uiteindelijk hoeveel tijd winst er in de hoofdassemblagelijn behaald zal worden. Er dient een gebruikershandleiding van de assemblagetafel te worden gerealiseerd.


Pagina 23 van

8 Bijlage Bijlage overzicht: Bijlage 1: Grafieken waarin de verwerkingstijden van werkstations worden weergegeven. Bijlage 2: Kostprijs en terugverdien periode. Bijlage 3: Functieblokschema. Bijlage 4: Morfologisch overzicht. Bijlage 5: Structuurschetsen. Bijlage 6: Weegfactor. Bijlage 7: Kesselring methode. Bijlage 8: Tekeningenpakket Bijlage 9: Geraadpleegde gegevens omtrent ergonomie van een werktafel.


Pagina 24 van

9 Literatuurlijst 





Boeklagen, ir. R. (2013) Inventor 2013 Computer Onderstuund Ontwerpen TEC/CADCollege BV Nijmegen ISBN 978-90-72487-83-4 Siers.F.J (2004) Methodischontwerpen volgens H.H.van den Kroonenberg Noordhoff Uitgevers ISBN 978-90-01509-01-9 Breedveld Arnoud (2011) Producttekenen –documenteren van 2D naar 3D Academic Service ISBN13 978-90-39526-29-3


Pagina 25 van

Afstudeerverslag Multifunctioneel assemblagestation

Recommend Documents