MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE 3515 Miskolc-Egyetemváros DIPLOMATERV

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE 3515 Miskolc-Egyetemváros

DIPLOMATERV Feladat címe: NAPELEM SZERELŐ CÉLGÉP KOMPLEX ÁTALAKÍTÁSA

Készítette:

SZALAI TAMÁS MSc szintű, gépészmérnök szakos CAD-CAM szakirányos hallgató

Tervezésvezető: DR. TAKÁCS GYÖRGY egytemi docens Miskolci Egyetem Szerszámgépek Tanszéke Konzulens: HARCSA FERENC okleveles gépészmérnök Sanyo Hungary Kft, Dorog 2013. Április

1

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Szám: SZG-2012/13-2-5ML. Szerszámgépek Tanszéke

Gépészmérnök mesterszak CAD-CAM szakirány

3515 Miskolc-Egyetemváros

DIPLOMATERV FELADAT SZALAI TAMÁS Neptun kód: DZJQIJ gépészmérnök jelölt részére A TERVEZÉS TÁRGYKÖRE:

Gyártóeszköztervezés

A FELADAT CÍME:

Napelem szerelő célgép komplex átalakítása

A FELADAT RÉSZLETEZÉSE: Tervezze meg egy napelemek összeszerelésénél használt célgép komplex átalakítását az alábbi szempontok szerint: Vizsgálja meg a keretszilikonozó gép működését a jelenlegi állapot szerint és tegyen javaslatot a célgép szükséges átalakítására, mely lehetővé teszi az új BIPV keretek gyártását a korábbi berendezésen. Dolgozza ki a szerelő célgép komplex átalakításának koncepcióját több lehetséges változatban és műszaki értékelemzéssel válaszon ki egy megoldást kidolgozásra. Készítse el a berendezés műszaki dokumentációját az egyedi gyártásra jellemző tervezési szabályok figyelembevételével. A feladat kidolgozása során alkalmaznia kell a CAD/CAM szakirányon megismert mérnöki módszereket és eszközrendszereket.

TERVEZÉSVEZETŐ:

Dr. Takács György egyetemi docens Harcsa Ferenc Norbert okleveles gépészmérnök, Sanyo Hungary Kft

KONZULENS:

A DIPLOMATERV KIADÁSÁNAK IDŐPONTJA:

2013. február 22.

A DIPLOMATERV BEADÁSÁNAK HATÁRIDEJE:

2013. május 03.

.......................................................... Dr. Takács György egyetemi docens tanszékvezető

2

Tartalomjegyzék:

Idegen nyelvű összefoglaló: ..................................................................................................... 4 Eredetiségi nyilatkozat ............................................................................................................. 5 1.

Szabadalom kutatás ......................................................................................................... 6

1.1. A „BIPV” napelem modul rövid bemutatása: ............................................................... 6

2.

1.2.

A napelemek felépítése .............................................................................................. 8

1.3.

Sanyo Hungary Kft. által gyártott napelem modulok: ........................................ 10

Keretszilikonozó gép működésének bemutatása a jelenleg használt állapot szerint 11 2.1.

Profilok behelyezése a gépbe: ................................................................................. 12

2.1.1. 2.2. 3.

Előforduló általános hibák és lehetséges okaik: ............................................ 17

Egyéb részek: ........................................................................................................... 18

Javaslat tétel a meglévő célgép átalakítására: ............................................................. 20 3.1.

Célgép átalakítása: .................................................................................................. 21

3.2.

Képek az elkészült átépített szilikontöltő részegységről: ..................................... 25

4. Napelem keretező gépsor működésének bemutatása a jelenleg használt állapot szerint: .................................................................................................................................................. 28 4.1.

Kocsifogadó egység: ................................................................................................. 28

4.1.1. 4.2.

Leszedő pálya: .......................................................................................................... 30

4.2.1. 5.

Előforduló általános hibák és kezelésük: ....................................................... 30 Előforduló általános hibák és esetleges okaik: .............................................. 33

Keretező gép: .................................................................................................................. 34 5.1.

Keret profilok behelyezése a gépbe ........................................................................ 37

5.2.

Keretező gép beállítása típusváltás esetén: ........................................................... 40

5.2.1. 5.3.

Előforduló általános hibák és lehetséges okaik: ............................................ 45

Kihordó pálya: ......................................................................................................... 46

5.3.1.

Előforduló hibák és esetleges okaik: ............................................................... 47

6.

Egyéb részek: .................................................................................................................. 48

7.

Javaslat tétel a meglévő célgép átalakítására és a célgép átalakítása: ...................... 49 7.1.

Az átalakítást érintő géprészek: ............................................................................. 50

7.2.

Munkahengerek és vákuumtappancsok kiválasztása: ......................................... 57

7.3.

Elméleti emelőerő – Korong átmérő ...................................................................... 61

8.

Az átalakítás során felmerülő költségek, a beruházás költségei: ............................... 63

9.

Összefoglalás: .................................................................................................................. 64

3

MISKOLCI EGYETEM SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE

Idegen nyelvű összefoglaló: The Sanyo Hungary Kft. – at the demand arose for assembling solar panels produced in the framework of BIPV. These modules can be fitted on the roof itself, without any other tile. At the factory in order to make these modules can be on the line, several machiness had to be modified. This task took a longer time. The modified machines are: -

framing machine

-

silicone filling machine

-

on output side: we have to make a new visual station. This case the operators can check easily the modul. And can deside the framing process is well or not.

In the essay I describe the operation of the machines currently in use, and then the modified machines and components. The major modified area is the silicone filling machine and the new visual station afterhe frming process. In the framing machine just had to change the frame fixing chucks and the panel fixing vacuum pads The workflow has completed, Int he factory assembly 400-500 pieces of this type of module per day.

4


EREDETISÉGI NYILATKOZAT Alulírott: ..................................................................... Neptun kód: ........................................ a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Karának végzős ...................................................................... szakos hallgatója ezennel büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy ............................................................................................................................................... című szakdolgozatom/diplomatervem saját, önálló munkám,; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályai szerint történt. Tudomásul veszem, hogy szakdolgozat esetén plágiumnak számít: - szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül; - tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül; - más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése. Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy plágium esetén szakdolgozatom visszautasításra kerül.

Miskolc .......................... év .................hó ............................ nap

............................................................. Hallgató

5


1. Szabadalom kutatás 1.1. A „BIPV” napelem modul rövid bemutatása: Technológia: A BIPV (Building Integrated PhotoVoltaic) rövidítés egy mozaikszó, olyan rendszerre és koncepcióra utal, amelyben a fotovoltaikus elemek elektromos energia termelése mellett az épület részelemeként is betöltenek funkciókat. Épület részelem alatt a létesítmény külső felületének borítását kell érteni (tető, homlokzati elemek, üvegfelületek), napfényvédő elemek (árnyékolók), egyéb épületelemek és kiegészítők” (félmennyezet, mellvédek, könyöklőfalak, stb..), melyek az épület normális működéséhez szükségesek (látvány és akkusztikus védőelemek). Építészeti példák különböző, félig fényáteresztő modulok használatára A szigorúan vett épület fogalmán kívülre merészkedve a különböző városi és utazással összefüggő építmények körében is találkozhatunk solár modul beépítésekkel (óvó és pihenőhelyek, kerékpár és egyéb járműtárolók, közösségi és egyéb sportlétesítmények, buszmegállók, stb...). A meghatározás alapján tehát nem tartoznak ide az épülettől „független” telepítmények, mint a tetőre vagy külön tartószerkezetre szerelt napelemmodulok, melyeknek csak és kizárólag a napenergia-termelés a feladatuk. Az utóbbi típusú építmények teszik ki a fotovoltikus felületek zömét. A tervezés Mint minden más rendszer esetében a napelemes rendszereket is tervezni kell. A fotvoltaikus modulok akkor nyújtják energiatermelésük legjobb hatásfokát, ha telepítésüknél betartunk néhány szabályt az alábbiak szerint:

6


Dőlésszög Szabályként leszögezhető, hogy a a modulokat 10 és 60 közötti dőlésszöggel kell telepíteni (az éves termelés kimaradás nem éri el a 10%-ot). Az optimális dőlésszög az egyenlítőtől való távolság függvénye Orientáció A hagyományos tervezőmérnöki alapelvekkel ellentétben fotovoltaikus elemek tervezése esetén nem az Észak, hanem a Dél számít referenciaként és a 0 oldalszöghöz igazodik. Az oldalszög a lehető legdélebbre kell essen, de egy 60 kelet és 60 nyugat is lehetséges a 10%-ot meg

nem

haladó

veszteség

mellett

10%

(a

dőlésszögtől

függően).

Ha a modul orientációja keleti, akkor a szög értéke negatív, ha nyugati irányú, akkor a szög értéke pozitív. Általánosságban a mi szélességi fokunkon elmondható: 1. a déli tájolás esetén, ferde tetőn integrált BIPV rendszerek, optimális hatékonysággal működnek 2. a homlokzati elhelyezésű BIPV rendszerek esetében déli orientáció esetén a hatásfok 70%, míg 50% körül van ha az irány keleti vagy nyugati 3. az északi orientációt mindenképpen el kell kerülni Árnyékhatás A fotovoltaikus rendszerek optimalizálás érdekében az árnyékolást (árnyékolódást) el kell kerülni. A modult akár csak kis területen, részlegesen érintő beárnyékolás is már igen erős mértékben rontja a modul teljesítményét. Egy napelemtelep tervezési fázisában azt, hogy más épületek, fák vagy esetleg a modul panelek maguk árnyékot vethetnek - ha csak részlegesen is – a fotovoltaikus felületre már a tervezés kezdetétől figyelembe kell venni. [1]

7


1.2. A napelemek felépítése Monokristályos modulok A monokristályos szilikon cellák gyártásához nagyon tiszta félvezető anyagot használnak. A cellákat magas tisztaságú, monokristályos szilion hengerből szelik le vékonyan. A monokristályos cellák színe kék vagy fekete. Súly: 9-18 kg/m2 Energia: 75-140 Wp/m2 Hatásfok: 15-18% Multikristályos modulok A multikristályos szilikon cellák előállítása kevésbé költséges. Gyártásuk során folyékony szilikont öntenek formába és vágnak lemezekké. A cellák színe egyenetlen kék, jellemzően fényes, pöttyözött felülettel. Súly: 9-18 kg/m2 Energia: 75-140 Wp/m2 Hatásfok: 15-18% Vékonyréteges (thin-film) modulok (TF) A vékonyréteges cellákat közvetlenül üveg, rozsdamentes acél vagy polimer anyagra viszik fel. Az anyagtól függően és a félvezető réteg csökkentett rétegvastagságának köszönhetően a cellák és így a modulok is teljesen rugalmasak is lehetnek. Színük és megjelenésük egységes. [1] Súly: 3-13 kg/m2 Energia: 40-65 Wp/m2 Hatásfok: 5-8%

A továbbiakban a monokristályos napelem modulokat mutatom be, mivel a Sanyo Hungary Kft ezekből a napelem cellákból állít elő napelem modulokat. A kristályos napelemek a legrégebben használt, legkiforrottabb és a legelterjedtebb technológiának számítanak, 1954 óta gyártják tömeggyártásban.

8


A napelemek a kristályos technológia esetén nagy tisztaságú szilícium cellákból épülnek fel, melyek sorba kötve és vízmentesen egy üveglap és egy műanyag hátlap közé laminálva kerülnek gyártásra. A monokristályos szilíciumot elektromos térben húzzák ki henger alakúra, és a szilícium egy tömbben dermed meg (ezért mono, azaz "egy" kristályos). A monokristályos cellák az éleit levágják a henger alakú tömbből, hogy jobban el lehessen helyezni őket a napelem modulon. Leggazdaságosabban nyolcszög alakú cellákat lehet vágni a mono tömbökből. Így ránézésre is meg lehet különböztetni a poli és monokristályos cellákat és az abból készült napelemeket, A gyártási eljáráson kívül a mindennapi gyakorlatban csak nagyon kevés és kismértékű különbség van a mono- és polikristályos napelemek között, hiszen végülis mindkét esetben ugyanaz a szilícium a félvezető réteg. Néhány eltérés: forró égövben a monokristályos modulok kicsit jobban teljesítenek, míg északon a polikristályos teljesít jobban; illetve általában minimálisan nagyobb a hatásfoka a mono celláknak. Közép-Európában gyakorlatilag azonos mennyiségű áramot lehet megtermelni velük ugyanakkora összteljesítmény esetén, azaz nem lehet kimutatni szignifikáns éves különbséget egy pl. 3kW-os polikristályos és egy 3kW-os monokristályos rendszer között. Így jellemzően a gyártó, az ár, a beszerezhetőség és a tetőn való elhelyezhetőség alapján szokás választani köztük. [2]

9


1.3. Sanyo Hungary Kft. által gyártott napelem modulok: A gyár a prémium kategóriás napelemeket gyártja. A SANYO gyártmányú napelemek ma a legjobb hatásfokú napelemek közé tartoznak. 10 %-kal több energiát adnak le, mivel hogy tulajdonképpen két napelem van egy keretben: egy monokristályos és egy amorf napelem, a kristályokra "rácsapatott" amorf réteg formájában. Szűrt fényben jobb, mint bármely

más napelem. Cellahatásfokuk

kimagasló:

akár 21

% Modulhatásfok:

legalább 18%.

Típusok: HIT-N235-(230)SE10 Ez ma a világon a legjobb napelem. HIT technológia: amorf + monokristály. Kisebb méretű, mint

a

többi

modul,

fekete

eloxált

keretekkel

van

szerelve,

nagyon

precíz

gyártástechnológia. 21%-os cella hatásfok. Mérete: 1580x798x35mm , 15 kg. Teljesítménye: 235 W. Hosszú élettartam jellemzi, rendkívül megbízható. HIT-240(235)-HNE4 Hatszögletű HIT technológiás cellákból épül fel. Kiváló hatásfok felhős időben is. Fekete eloxált kerettel készül. Műszaki adatok: 35.5 V, 6.77 A, ez a modul 230, 235, 240 W –os változatban is készül. Mérete: 1610x861x35 mm. 16.5 kg. HIT-205DNKHE1 Kétoldalas szolármodul, hátulról reflektált fényből is termel energiát (+25%). Átlátszó modulfelépítés. Műszaki adatok: 41.3 V, 4.97 A, 205 W. Mérete: 1630x862x35 mm. 26 kg. Ideális felhasználás lapostetőkre. Átlátszó tetőhöz nem alkalmas.

10


2. Keretszilikonozó gép működésének bemutatása a jelenleg használt állapot szerint:

1. ábra Keretszilikonozó gép

A tömítőanyag töltő végzi a keretek előírásszerű megtöltését a Sanyo Hungary Kft.-nél rendszeresített tömítőanyaggal. Előírás szerint a felvitt anyag mennyisége 32g/m ±3g/m, ez beállítható. A gép kétpozíciós töltőasztallal van szerelve, működés közben a szabad pozíció leszedhető, és új profilok készíthetők elő töltésre. Profilok berakásakor ügyelni kell azok előírásszerű berakására. Ciklus indításakor a gép ellenőrzi a berakott profilok elhelyezkedését, nem megfelelés esetén hibával megáll. A behelyezett profilokat egy oldalról fel kell ütköztetni, ezen kívül Omron E3Z típusú fotoelektronikus szenzorok figyelik a keret meglétét, illetve, hogy helyes pozícióba vannak –e a gépben. [3]

11


2.1. Profilok behelyezése a gépbe: Helyesen berakott profilok:

2. ábra Profilok behelyezése

12


Amennyiben nem, a gép nem indítható, hiba üzenettel megáll. A keretek rossz pozícióban való behelyezésekor, nem csak hiba üzenet figyelmeztet, hanem hang és fényjelzés is. Amennyiben a gép ilyen üzemben elindulna az a töltő tű töréséhez vezetne.

Helytelenül berakott profilok:

3. ábra Helytelenül berakott profilok: A pozícionáló tüskéken átugrott a keret.

13


A másik gyakran előforduló hiba, mikor a profilokat túltolják a felütköztetést szolgáló fém lemezen:

4. ábra Profil túltolva a felütköztető lemezen

Töltés előtt ellenőrizni kell a tömítőanyag szivattyú tápszelepének kinyitását és a reduktoron lévő nyomást. Ennek megfelelő értéke tapasztalat szerint 90-100bar, értékét az előírt tömítőanyag mennyiség határozza meg. Tömítőanyag kifogyásakor a szivattyúra szerelt kapcsoló jelére a vezérlés figyelmeztető hangjelzést ad.

14


5. ábra Beállító szelep és szilikon pumpa

Hiba esetén a gép burkolata ajtónyitás kérés után nyitható, ilyenkor a vezérlés energia mentesíti a mozgó (sérülést okozható) alkatrészeket. A burkolat visszazárása után a nyitás a kezelőpanelen nyugtázandó. Az asztalt, töltési pozíció váltásakor, ütközésig kell tolni, majd a kétkezes indító együttes lenyomásával a kenési folyamat indítható. [3]

6. ábra Kétkezes indító gomb és kezelő panel

15


A tömítőanyag beszáradását a parkoló helyzetben a fecskendő alá tett pohárba töltött parafin akadályozza meg, ennek mennyiségére figyelni kell. 2 perc állás után a tálca felemelkedik, ezáltal a tű a parafinba merül. Ilyenkor a töltési ciklus rövid tömítőanyag kijáratási művelettel kezdődik. Ajánlott a kijáratási pozíció alá felfogó edényt helyezni, ezzel a gép túlzott szennyeződése elkerülhető.

7. ábra Töltő csúcs és felfogó edény

Alkalmanként célszerű a tű épségét szemrevételezéssel ellenőrizni. Szükség esetén cserélni kell, olyan módon, hogy a tű vágott része a gép hátulja felé nézzen, ezáltal biztosítva a tömítőanyag megfelelő helyre juttatását. A gép típusváltáskor mechanikus beállítást nem igényel, a profilok hosszváltozását a gép lekezeli.

16


2.1.1. Előforduló általános hibák és lehetséges okaik: 1. táblázat Töltési ciklus nem indítható, leáll:

Automata üzem nincs elindítva. Vészleállítás. Ajtónyitás, vészleállítás után a hiba nem lett nyugtázva Profiltartó asztal nincs véghelyzetbe tolva

A ciklus alatt nem kerül tömítőanyag a profilba:

A tömítőanyag szivattyú nincs elindítva. Tömítőanyag nyomásszabályzója teljesen el van zárva. Adagoló fej elektromos szelepe nem vált át. Adagolófej nem nyit ki. Adagolóban dugulás alakult ki.

Töltési folyamat profilok vizsgálata után leáll:

Valamelyik profil nem előírás szerint lett behelyezve.

Adagoló tű beszárad:

Parafin szint alacsony a tégelyben.

Adagoló tű elferdül, eltörik:

Profil hibásan lett behelyezve. Profilba idegen anyag került. Vészleállás után kézi mozgatáskor ütközés történt.

Profil töltése túl későn/korán kezdődik/végződik:

Érzékelő szenzorok szennyeződtek. Érzékelő szenzorok elhangolódtak. Tömítőanyag

nyomásszabályzója

nem

megfelelően van beállítva. Profilba nem megfelelő mennyiségű tömítőanyag Tömítőanyag kerül:

nyomásszabályzója

megfelelően van beállítva. Adagolódban dugulás alakult ki.

17

nem


2.2. Egyéb részek: A keretező sor fontos részei a munkavédelmi és működtető berendezések. A védelmi egységek közé tartozik a munkavédelmi kerítés, munkavédelmi fényfüggöny és vészgombok. Ezek által körbehatárolt munkatérbe lépni művelet közben – a ciklus által engedélyezett időponton kívül – veszélyes és tilos. A fényfüggöny megszakítása vészmegállást idéz elő. Vészgombok a kezelők által könnyen elérhető helyen találhatók. Megnyomásuk kizárólag indokolt esetben történhet, vészmegállást, a rendszerben energiamentesítést idéz elő. Újraindítás, üzemmód váltás, bármiféle beavatkozás a működési folyamatba a kezelőpanelről lehetséges. A gépsor egyik energiaellátó egysége a levegő előkészítő egység. Ez egy kézi elzáró szelepből és szűrő-nyomásszabályzóból áll.

8. ábra Levegő előkészítő egység

18


Az elzáró szelep karbantartás idejére lakatolható. A nyomásszabályzóval lehetőség szerint minimum 4,5bar tápnyomást kell biztosítani, kisebb nyomás a gépsor nem megfelelő működését idézheti elő. A szűrő-nyomásszabályzó egység 5μm-es szűrővel, automata víztelenítővel van szerelve, ezek ellenőrzése, tisztán tartása a megbízható üzemelés érdekében időszakonként javasolt. Az eddig bemutatott keretszilikonozó gép az általános kerettel szerelt napelem modulok keretszilikon töltésére szolgál. Az átépített gép működése nem tér el az eddig leírtaktól, ezért ezt külön a módosított gépre nem részletezem.

19


3. Javaslat tétel a meglévő célgép átalakítására: A múlt évben igény merült fel egy újfajta, úgynevezett „BIPV” kerettel rendelkező napelemmodulok gyártására. Emiatt a szilikontöltő gépet módosítani kell, mivel az újfajta keret profilja más, jelenlegi kondícióval a gép nem tudja befogadni azokat. Az átalakítással nincs szükség egy teljesen új célgép építésére, a meglévő profiltartó tálca áttervezése után használható lesz az új profilok töltésére. Ami vissza is alakítható a régi rendszerre, csak a profiltartó tálcát kell kicserélni. Illetve a Mitsubishi GOT 1000 –es kezelő paneljén át kell állítani az üzemmódot. Az átalakítást érintő részegységek: -

a csúszó asztalban lévő pozícionálók

-

felütköztető részegységek

-

keretmeglétét és helyes pozícióját figyelő szenzorok cseréje másik típusra

-

PLC program módosítás, mivel kevesebb szilikonra van szükség.

-

Mitsubishi GOT 1000-es érintőképernyőjének program, és PLC módosítása.

20


3.1. Célgép átalakítása: Az átalakítást először a pozícionáló egységek módosításával kezdtem. Ezek 3D modellezését követően a műhelyrajzok alapján a cégnél működő szerszámgép műhely legyártotta azokat. A készített műhelyrajzokat függelékben mellékelem. A módosított alkatrészek a következők:

9. ábra Módosított rögzítő, pozícionáló egységek

A megfogó és pozícionáló egységek, illetve a képen látszanak még a módosított felütközető lemezek és az újfajta Omron E3T-CT11 típusú fotoelektronikus miniatűr szenzorok.

21


10. ábra Metszetben ábrázolva, ahol jól látszik a BIPV keret profilja

Az átalakítás során a töltőfejet nem kellett módosítani, csak annak sebességét. Ez program módosításával történt. A gép sajnos menüből nem volt képes nagyobb sebesség elfogadására, ezért át kellett programozni a töltőfej sebességéért felelős szervo mozgását. A fejlesztés során más lehetőségek is szóba kerültek, viszont a keret egyedi alakjának köszönhetően a fentebb bemutatott verziót véglegesítettem, és ez került be a gyártásba. A kivitelezés során nagy figyelmet kellett fordítani arra, hogy ez a megoldás a tömeggyártásban, (ami napi 2400 modul gyártását jelenti, két soron), mindenképpen felhasználó barát legyen, és ne lehessen hibát elkövetni a keretbehelyezéskor. Emiatt is kellett a meglévő szenzorokat újra cserélni, mivel a régi szenzorok sokat tévedtek, nem látták a kereteket, vagy sokszor azt az információt küldték a gép felé, hogy nem megfelelő pozícióban vannak.

22


Kiépítésre került egy plusz figyelő rendszer is, ez a rendszer a töltési helyet figyeli a keretben. A keretek úgy vannak kialakítva, hogy a töltési hely, tulajdonképpen egy nút, ahová a szilikon kerül. Ez a probléma csak a hosszú kereteknél jelentkezik, mivel a rövidkeret befogói úgy lettek kialakítva, hogy azokat fordítva a gépbe betenni nem lehet. Ennek a figyelő rendszernek a kiépítéshez 1 db Omron ZX-TDS04T típusú tapintó mérőérzékelőt használtam. Ez a szenzor képes lemérni a 4 mm-es magasságkülönbségeket is, így el tudja dönteni, hogy a keret nútja megfelelő helyen van –e vagy sem. A szenzorok elhelyezése a töltőfej konzoljára lett felszerelve, és úgy működik, hogy a töltés elkezdése előtt ellenőriz a szenzor, amennyiben jól érzékeli a mélységet, elindul a töltés. Ennek köszönhetően a töltőtű törést is minimalizálni tudtam, mivel igaz,hogy a rövid kereteket nem lehet fordítva a gépbe helyezni, de ennek ellenére a szenzor rámér a keret nútjára. A mechanikai munkákat a PLC program módosítása követte. Itt programoztuk fel, hogy a szenzor mind a 4 keretet figyelje. Az átalakításkor ügyelni kellett még a keretrögzítő rugós görgőkre is:

11. ábra Rugós görgők metszeti képe

A képen látható rögzítők feladat, hogy a bepattintott keretek a helyükön maradjanak. Viszont itt felmerült egy probléma, amit meg kellett oldani. Az eddig használt rögzítők túl kemény anyagból készültek és emiatt sok keretkarcos keretek kerültek ki a gépből. Ami selejthez vezetett, mivel az előírás szerint 20 mm-es kertkarc már nem mehet tovább a termelési folyamatban. Ezért ezeket lecseréltem POM-C anyagúakra. 23


Ezek igaz, gyorsabban fognak kopni, viszont nem okoznak majd hibát a termelési folyamat során. Ezeket a rögzítőket az eredeti normál keret befogadására alkalmas profiltálcán is kicseréltem. A felütköztetést szolgáló lemezek áttervezésére azért került sor, hogy a gépkezelő, kiszolgáló személyzet munkáját gyorsítsam, hiba nélkül tudják a kereteket a megfelelő pozícióba behelyezni. A mostani megoldással nem tudja a gépkezelő operátor a keretet túltolni, így ez a hiba kiküszöbölésre került. PLC program módosítás történt a töltési pozíció kezdés és befejezésénél is. Eddigi működésnél a töltési ciklus 10-10 mm-re a keret végénél befejeződött, ezt állítani menüből nem lehetett. A módosítás során az érintőképernyőre kikerült egy plusz menü ahol milliméterenként lehet a töltési pozíciót állítani. Az átalakítási folyamat alatt azt is figyelembe kellett venni, hogy ha a gyártósor vissza szeretne állni a normál profilú keretek szilikonozására. Ezt a problémát úgy próbáltam meg áthidalni, hogy a gépnek csak a töltőtálcáját kelljen átcserélni, így gyorsan megoldható az átállás. Az GOT-1000 –es érintőképernyőt és a Mitsubishi FX3-G típusú PLC-t úgy módosítottam, hogy ez egy egyszerű választógomb megnyomásával az érintőképernyőn gyors váltást eredményezzen, és a vezérlő programban nem okozzon problémát.

24


3.2. Képek az elkészült átépített szilikontöltő részegységről:

12. ábra Módosított megfogó és pozícionáló pofák

25


13. ábra Módosított felütköztető lemezek

26


14. ábra Teszt üzem előtt

A keretszilikonozó géprész átalakítása ezzel befejeződött. A napelem keretezőgép átalakítása következett.

27


4. Napelem keretező gépsor működésének bemutatása a jelenleg használt állapot szerint: 4.1. Kocsifogadó egység: A keretező sor a laminált és szélezett napelemtáblák köré merevítő keretet szerelő, manuális kiszolgálású félautomata gépsor. A keretezés folyamata az előre méretre vágott és rögzítő elemekkel előszerelt keretprofilok tömítőanyaggal való kitöltése készíti elő. A profilokat megfelelő pozícióban a tömítőanyag töltőgépbe helyezve a gép az előírt mennyiségű pasztát a kiképzett horonyba nyomja. Innen a megtöltött profilokat a kezelő helyezi a művelet engedélyezett szakaszában a keretező gépbe. Kezelő a munkatérbe csak a folyamat adott szakaszában, a fényfüggönnyel védett részen léphet, ellenkező esetben a vezérlés a műveleteket leállítja, a rendszert energiamentesíti. Újraindítás a kezelőpultról nyugtázás után lehetséges, pontos leírást az elektromos kezelési utasítás tartalmaz. Működés közben a gép munkaterében tartózkodni veszélyes és tilos! A keretezés folyamata a laminált és leszélezett panelek szállítókocsiról való leszedésével kezdődik. Innen a leszedő gép a panelt – igazítás után – a keretezőgép felé járatja. A leszedő és kiadópályák együttesen a keretező fölé állnak, kialakítva a felvevési pozíciót a keretező fölött. Innen a panelt a keretező egy vákuumos emelőasztallal a keretezési szintre süllyeszti. A kezelő a tömítő anyaggal már kitöltött keretprofilokat a keretező gép megfogóiba helyezve előkészíti a keretezés folyamatát. Kilépve a munkatérből a kezelőpanelről indítható a keretezés folyamata. A keretezés végeztével a gép kiadási szintre emeli a kész panelt, ami a kiadópályán a munkatérből kijárva kézzel kiemelhető. [4]

28


15. ábra Keretező gép kocsifogadó egysége

A kocsi fogadó egység: a Sanyo Hungary Kft.-nél rendszeresített üvegtábla szállító kocsit a leszedéshez megfelelő pozícióban tájoló rögzített keret. A kocsit egy, a keretre szerelt mechanikus kapcsoló érzékeli. A biztos érzékelés és leszedés érdekében a kocsit a fogadó egységbe ütközésig betolni, majd a kerékfékkel rögzíteni kell. A kocsi kiürülésére a fényoszlopon folyamatos vörös fény és 5 másodpercenként hangjelzés figyelmeztet. Kocsi cseréjével a leszedési folyamat automatikusan folytatódik. Művelet közben a kocsi csere lehetséges. A kocsik méretváltozásakor a fogadó egységet újra kell állítani, ügyelve, hogy a kocsi hosszirányú középvonala helyben maradjon. A kocsikba a paneleket - a gép megfelelő működéséhez - a középvonaltól maximum 80mm eltéréssel szabad csak rakni. Ellenkező esetben azok a folyamat további részében elakadást okozhatnak. A kocsi mellett a munkatérbe lépni veszélyes és tilos!

29


4.1.1. Előforduló általános hibák és kezelésük: 2. táblázat A tárolókocsi nem fér a fogadó keretbe:

Ellenőrizni kell a kocsi befoglaló méreteit, egyedi méreteltérés esetén a kocsit célszerű kivonni a termelés ezen szakaszából. Több kocsinál is jelentkező hiba esetén a fogadó keretet át kell állítani a feljebb leírtaknak megfelelően.

Betolt kocsi esetén a vezérlés nem indítja a Ellenőrizni kell a kocsi érzékelő kapcsoló leszedési folyamatot:

helyes beállítását, szükség esetén újabb beállítás szükséges.

Bevezető kerekek sérültek:

Sérüléskor a kerekeket cserélni kell.

4.2. Leszedő pálya:

16. ábra Leszedőpálya

30


A leszedő pálya a kocsi fogadó egységbe tolt panelhordozó kocsiról szedi ki egyesével a laminált és leszélezett paneleket, középre igazítja, majd a keretező fölé a leszedési szintre állítja azokat. Megfelelő működéshez szükséges a panelek előírásszerű kocsira helyezése. A leszedő pálya két fő egységből, a függőleges mozgást biztosító elektromos hajtású emelőműből és a vízszintes irányú kitolást adó pneumatikus mozgatású leszedő pályából áll. A gép a rajta elhelyezett kézi levegőelzáró szeleppel karbantartás idejére energiamentesíthető. Az emelőmű elektromos hajtású hajtóműves motorja láncáttételen keresztül, beállító tuskókkal kapcsolódik a lineáris vezetéken vezetett mozgó emelő kocsihoz. A hajtóműbe szerelt jeladó és elektromos működtetésű fék gondoskodik az emelőmű megfelelő pozícióba állításáról és rögzítéséről. A leszedett panelt a pálya megfelelő pontján megállítva történik a panel középvonalba igazítása, melyet a pályára szerelt igazító pneumatikus munkahengerek végeznek. Ezeket típusváltáskor az új panelmérethez kell állítani, úgy, hogy a panel mozgás irányával párhuzamos középsíkja helyben maradjon. A beállításhoz segítségül a felszerelt mérőléceket lehet használni. Az igazító hengerek megfelelő pozícióba hozásával biztosítható a panel centrális pozícióba hozása a keretezőben, ez méréssel ellenőrizhető, majd az esetleges hiba korrigálható. [4]

17. ábra Mérőlécek

A leszedő pálya kocsi felé eső végére szerelt mikrokapcsoló érzékeli a kocsira helyezett paneleket a keresési folyamat alatt. A kapcsoló megfelelő beállítására a panel megbízható érzékelésének érdekében minden körülmények közt törekedni kell. 31


18. ábra Billenőkapcsoló

Az emelő kocsi alsó és felső véghelyzetét induktív érzékelők érzékelik, ezek megfelelő beállítására minden körülmények közt törekedni kell. Alsó és felső véghelyzetben a mechanikus ütközések elkerülésére különösen ügyelni kell.

19. ábra Induktív érzékelők

32


4.2.1. Előforduló általános hibák és esetleges okaik: 3. táblázat Leszedési folyamat nem indul/megáll:

Automata üzem nincs elindítva. Vészleállás. Nincs nyomás a rendszerben. Hiba generálódott, nincs nyugtázva. Tároló kocsi kiürült. Tároló kocsi nem érzékelhető. Panelt érzékelő szenzorok elhangolódtak. Panel igazítása nem sikerült.

Leszedéskor a panel elakad:

Tároló kocsi tartó rúdja elgörbült. Panelérzékelő kapcsoló nem megfelelően van beállítva.

Igazításkor panel elakad:

Panel nem a megfelelő pozícióban lett a kocsiba helyezve.

33


5. Keretező gép:

20. ábra Keretezőgép

A keretező gép helyezi a laminált és leszélezett panelek köré az előre gyártott és tömítőanyaggal töltött kereteket. Működése félautomata, a keretprofilokat kezelő helyezi az előírt helyre és pozícióban a művelet megfelelő szakaszában. A gép szerkezeti felépítése: • Gépváz: zártszelvény hegesztett acél szerkezet, festve. • Üvegtábla leszedő egység: szerelt, pneumatikus mozgatású leszedő asztallal, vákuumos megfogással. • Üvegtábla alátámasztó egység: szerelt, kézi beállítású egység. • Hosszú oldali keret mozgató egység: szerelt, pneumatikus mozgatású, keret rögzítése rugós csapokkal, pneumatikus megfogó egységekkel.

34


• Rövid oldali keret mozgató egység: szerelt, pneumatikus mozgatású, keret rögzítése rugós csapokkal, pneumatikus igazító egységekkel. • Pneumatikus vezérlő lap. Műszaki adatok: • Befoglaló méret: 3150x1650x1120mm • Saját tömeg: 850kg • Elektromos működtető feszültség: 24V/DC • Sűrített levegő igény: 5 – 5,5 bar, szűrt (40μm), olajozatlan Biztonsági és egyéb védőberendezések: • Munkavédelmi kerítés: a gép munkaterületét körülvevő, hegesztett acél szerkezetű, alapcsavarokkal rögzített védőeszköz. Átjárás fénykapun keresztül történik. • Elektromos vészkör: a gépsor vészkörével összekapcsolt rendszer, a teljes gépsort feszültségmentesíti. • Pneumatikus vészleürítő szelepek: a gép vészkörébe kötve a gépsort energiamentesítik A gép a rajta elhelyezett kézi levegőelzáró szeleppel karbantartás idejére energiamentesíthető. Kezelő a gép munkaterébe csak a profilokkal történő kiszolgálás megadott időpontjában léphet, mikor a ki- és behordó pályák keretező fölül visszahúzódnak, szabad körbejárást biztosítva. Erről a fényoszlopon villogó sárga fényjelzés ad tájékoztatást.

21. ábra Fényoszlop

Kilépéskor a kezelőpanelen a belépést nyugtázni kell, majd a kétkezes indítógombok együttes 35


lenyomásával a keretezés folyamata indítható. A gépet csak az oda beosztott, kioktatott kezelő indíthatja. Munkatérbe egyéb személy nem léphet, munkafolyamat munkatéren belül tartózkodó személy esetén nem indítható, balesetveszélyes és tilos! Keretek behelyezésekor ügyelni kell azok megfelelő pozíciójára. Rövid oldali kereteket a rugós rögzítők ellenében a tartó pofákba ütközésig hátra kell benyomni olyan módon, hogy a keretek végei az igazító tuskók közé essenek. A panelnek kiképzett horony minden esetben alul legyen, hibás behelyezéskor a folyamat hibával leáll [4].

36


5.1. Keret profilok behelyezése a gépbe Helyes behelyezés:

22. ábra Rövid keretek helyes behelyezése

37


Helytelen behelyezés:

23. ábra Rövid keretek helytelen behelyezése

Hosszú oldali kereteket a rugós rögzítők ellenében a tartó pofákba ütközésig hátra kell benyomni olyan módon, hogy a keretek végei a rövid oldal mozgató gerendák közé szimmetrikusan essenek. A panelnek kiképzett horony minden esetben alul legyen, hibás behelyezéskor a folyamat hibával leáll.

38


Helyes behelyezés:

24. ábra Hosszú keretek helyes behelyezése

39


Helytelen behelyezés:

25. ábra Hosszú keretek helytelen behelyezése

5.2. Keretező gép beállítása típusváltás esetén: A keretező gépet típusváltáskor át kell állítani az új panelméretre, ezt az épp aktuálisan keretezett panelhez viszonyítva célszerű végezni. Minden részegység állításánál ügyelni kell arra, hogy a panelhez képest a keretek szimmetrikusan helyezkedjenek el, az üveghez képest maximum 6mm-es szimmetriabeli eltérés megengedett.

40


A beállításokat a felszerelt mérőlécek segítségével célszerű végezni Beállításkor a fékes oldalt a munkahengert felfogató lap rögzítő csavarjainak feloldásával lehet az alaplemez alatt található menetes szár segítségével beállítani. Ügyeljünk, hogy a fék oldva legyen, ez a vezérlőpanelről elvégezhető. A fék nélküli oldal rögzítő csavarjainak feloldása után az egység a kézikerékkel állítható. Beállítás után véghelyzetbe tolt munkahengerekkel a rövid oldalt toló pofák közti távolságnak 2-4mm-rel kell kisebbnek lennie, mint a hosszú oldal keretprofiljának hossza. Beállítás utáni első panel keretezésekor ellenőrizni kell, hogy a fék nélküli oldal véghelyzetének érzékelője megfelelő jelet adjon. - Hosszú oldalt állító egységek:

26. ábra Mérőlécek a pontos beállításhoz

A hosszú oldal állítását az aktuálisan gyártott üvegmérethez viszonyítva az egységet mozgató munkahenger után kötött menetes száron lévő anyák segítségével lehet végezni. A menetes szár M24x1,5 menettel készült. Beállításkor mindkét oldalt szimmetrikusan kell állítani.

41


- Rövid oldal szélességét beállító egységek:

27. ábra Beállító egység

Az egységek oldalirányban a profilos vezetéken elmozdíthatók, ehhez az egység alján található rögzítő kart fel kell oldani. Ezután az egységek a mérőléc segítéségével a kívánt helyzetbe állíthatók.

28. ábra Mérőléc

Az egységeket úgy kell beállítani, hogy az igazított rövid profilba sajtolt rögzítőelem akadálymentesen a helyére tudjon csúszni.

42


- Alátámasztó, rögzítő egységek:

29. ábra Alátámasztó egység és vákuum tappancs

Véghelyzetbe járatott keretmozgató egységektől az alátámasztó egységeket 5-10mm-re kell állítani. Az egységek alaplemezén található csavarokat fellazítva azok keresztirányba állíthatók. Hosszirányú beállításhoz a megvezető kocsik mellett található rögzítőket oldani kell.

30. ábra Rögzítő fül

Ellenőrzéskor egy panelt a keretezőbe kell adagolni. Ilyenkor kimérhető a nyitott pofák és az üveg széle közti távolság. Ennek a hosszú oldalon oldalanként 52-54mm-nek, a rövid fékes oldalon oldalanként 102-104mm-nek kell lenni. Nem megfelelő sarok képzésekor ellenőrizendő a működtetési nyomás a fék nélküli oldalnál. Ennek értéke tapasztalat szerint 3-3,5bar. A nyomás a levegőellátó panelen található nyomásszabályzóval állítható. Nyomás csak a megfelelő szelep működtetésekor van az ágban. [4] 43


31. ábra Levegőelőkészítő egység és nyomásszabályzó

A gép biztonsági fékkel van ellátva, a fékező erő 0-10000N közt szabályozható. 0-7000N közti fékerő beállításakor a „FÉK1” szelep kivezető ágába épített „VAGY” szelep szabad csonkját a „FÉK2” szelepre kell kötni, a fékerő a „FÉKNYOMÁS” feliratú nyomásszabályzó szeleppel arányosan állítható. 7000-10000N közti fékező erő a „FÉK2” feliratú pneumatikus cső „FÉK2” feliratú szelepre csatlakoztatásával hozható létre, a fékerő a „FÉKNYOMÁS” feliratú nyomásszabályzó szeleppel arányosan állítható.

44


5.2.1. Előforduló általános hibák és lehetséges okaik: 4. táblázat Keretezési folyamat nem indul/leáll:

Automata üzem nincs elindítva. Vészleállás. Nincs nyomás a rendszerben. Hiba generálódott, nincs nyugtázva. Profilok nem megfelelően lettek behelyezve. Rögzítő fék megcsúszott.

Keretprofilok rögzítő elemei nem találnak a

Hibás beállítás típusváltáskor.

megfelelő horonyba:

Rövid oldali keret igazításakor az esetlegesen rárakódott tömítőanyagba ragadva a keret nyitáskor oldalirányba elmozdul. Keretezési folyamatban valamelyik profil kifordul a helyéről.

Keretprofilok nem illeszkednek megfelelően, Ismétlődő hiba esetén meg kell vizsgálni a rövid

oldalak

túlnyomása/nem

kielégítő fék nélküli oldal működtető nyomását.

rányomása: Keretprofilok

Szükség esetén korrigálni kell. elülső/hátulsó

síkjai

nem Felfogató elemek nincsenek megfelelően

illeszkednek megfelelően:

beállítva. Igazító kalapácsok nem működnek megfelelően.

Hosszú oldali profilok keretezés után

Mozgató egységek nem megfelelő pozícióba

homorú/domború oldalt alkotnak:

vannak állítva.

Keretezés közben a rögzítő vákuumkorongok

A panelt tájoló egységek vagy a keret

elengedik a panelt:

mozgató egységek nem megfelelően vannak beállítva, a panel nincs a megfelelő pozícióban, ezért a panel a megengedettnél többet mozdul oldalirányba.

Keretprofilokon felületi sérülés keletkezik:

Nem megfelelő berakás. Támasztó pofákra szennyeződés rakódott.

45


5.3. Kihordó pálya:

32. ábra Kihordó pálya

A kihordópálya a keretező felé mozogva a behordóval együtt tartja a keretezetlen panelt a leszedési pozícióban, egyidejűleg kijáratja a keretezett panelt a munkatérből, ahonnan a két kezelő leszedheti azt. A kihordópályára szerelt megakasztó a keretezetlen panel tájolását végzi a keretezési pozícióban. A megakasztót típusváltáskor állítani kell, az aktuálisan gyártott panelmérethez viszonyítva a felszerelt mérőléc segítségével olyan módon, hogy a megakasztott panel hosszirányba eső szimmetriasíkja helyben maradjon. A pozíció ellenőrzését célszerű egy próbadarabbal elvégezni, a keretezőbe süllyesztett panelnek a megengedett helyzettűrésen belül kell lennie. A kihordópálya a kiadási pontnál érzékelve a keretezett panelt leszedésig vár, további műveletbe nem kezd.

46


33. ábra Panel leszedési pont a kihordó pályán

5.3.1. Előforduló hibák és esetleges okaik: 5. táblázat Kihordási folyamat nem indul/leáll:

Automata üzem nincs elindítva. Vészleállás. Nincs nyomás a rendszerben, a pálya kézi szelepe le van zárva. Hiba generálódott, nincs nyugtázva. Kiadási pontról nincs leszedve a keretezett panel, a vezérlés kezelőre vár.

Megakasztó

henger

túl

későn/korán Panelt érzékelő szenzor elhangolódott,

működik:

szennyeződött.

A leszedő és kihordó pályák közti átadáskor Átvezető görgők nem megfelelő magasságba a panel megakad, elfordul:

vannak állítva. Átvezető görgők szennyeződtek, nem forognak.

Kihordó pálya nem indul, frekvenciaváltó

Kihordó pálya hevederje a tömítőanyagtól

áramkorlátozással leold:

szennyeződött.

Keretezett panel nem megy el a kihordópálya

Pályán a panelt érzékelő szenzorok

végéig:

elhangolódtak, a kerítést is érzékelik.

47


6. Egyéb részek: A keretező sor fontos részei a munkavédelmi és működtető berendezések. A védelmi egységek közé tartozik a munkavédelmi kerítés, munkavédelmi fényfüggöny és vészgombok. Ezek által körbehatárolt munkatérbe lépni művelet közben – a ciklus által engedélyezett időponton kívül – veszélyes és tilos. A fényfüggöny megszakítása vészmegállást idéz elő. Vészgombok a kezelők által könnyen elérhető helyen találhatók. Megnyomásuk kizárólag indokolt esetben történhet, vészmegállást, a rendszerben energiamentesítést idéz elő. Újraindítás, üzemmód váltás, bármiféle beavatkozás a működési folyamatba a kezelőpanelről lehetséges.

34. ábra ProFace kezelőpanel

48


A gépsor egyik energiaellátó egysége a levegő előkészítő egység. Ez egy kézi elzáró szelepből és szűrő-nyomásszabályzóból áll.

35. ábra Levegő előkészítő egység

Az elzáró szelep karbantartás idejére lakatolható. A nyomásszabályzóval lehetőség szerint minimum 4,5bar tápnyomást kell biztosítani, kisebb nyomás a gépsor nem megfelelő működését idézheti elő. A szűrő-nyomásszabályzó egység 5μm-es szűrővel, automata víztelenítővel van szerelve, ezek ellenőrzése, tisztán tartása a megbízható üzemelés érdekében időszakonként javasolt.

7. Javaslat tétel a meglévő célgép átalakítására és a célgép átalakítása: Miután a keretszilikonozógép átalakításra került, elkerülhetetlenné vált, hogy a keretező gépet is átépítsük úgy, hogy a gépsor képes legyen a BIPV keretek befogadására. Teljesen új gépsor építése esetünkben nem volt célszerű, mivel a meglévő gépek kisebb-nagyobb átalakításával elindulhat a tömeggyártás a keretezőgép soron.

49


7.1. Az átalakítást érintő géprészek: Keretező gépben a keret megfogó pofákat (8db) cserélnünk kellett, mert nem lehetett megoldani a meglévők átalakításával. A szükséges alkatrész gyártás a cégnél üzemeltetett gépműhelyben történt. Átalakított keretmegfogó pofák:

36. ábra Hosszú keretet rögzítő pofák

37. ábra Rövid keretet rögzítő pofák

50


A keretrögzítő pofákba 3 db különböző méretű (2 db 6 mm és 8 mm átmérőjű) rugós golyós rögzítő elem került beszerelésre, ennek a szerepe, hogy a kereteket rögzítse a pofákban, ne forduljanak ki a helyükről mikor a gép rányomja a kereteket az üveglap éleire. A keret profiljának köszönhetően szükséges volt megtámasztani alulról és felülről is. Az átépítés kezdeti fázisában csak 1 6mm és 1 8 mm-es átmérőjű rögzítő tüskét használtunk, ez nem hozott jó eredményt, sok keretezési hibás modulok jöttek le a sorról, mivel a keretek mindig kifordultak a helyükről.

38. ábra Keretrögzítő betétek metszete

Beszereléskor a meglévő AL profilokat használtuk fel itt egyéb módosításokra nem került sor

51


39. ábra Helyükre szerelt rögzítő pofák

A keretezőben lévő, keretezési feladatért felelős munkahengereket lecseréltük nagyobbakra és más típusúra. Ezek a munkahengerek tolják rá a keretet a panelre. A fő probléma az volt velük, hogy sokszor kellett „O” gyűrűket cserélni bennük, emiatt sokat állt a gép. A módosított gép már oldalanként 2-2 db SMC CP95SD típusú hengerekkel üzemel.

40. ábra SMC CP95SD munkahengerek

52


41. ábra Keretrögzítők beszerelt állapotban

Az átépítés során a következő problémát a panel megfelelő rögzítése jelentette. A gépben lévő vákuum tappancsok nem tudták megfelelően pozícióban tartani a panelt, ezért szintén sok hibás panel jött le a gépsorról. Az üveget rögzítő vákuumtappancsokat is lecseréltük, az eddig használt 80 mm átmérőjű SMC ZPT80HBN korongokat 125 mm –es méretűre cseréltük (SMC ZPT125HBN). Az új vákuumkorongok, már fixen, pontosan tudják megfogni a paneleket. A kertező gép a lekeretezett modulokat egy szállító pályán kiadagolta, majd az ott dolgozó operátorok ezt egy asztalra tették, majd vizuális ellenőrzést követően egy kocsiba tették. Ezt az átalakítás során megszüntettük, a kiadagoló conveyor pályát meghosszabbítottuk és így lehetőség adódott arra, hogy a gép automatikusan kiadagolja a kész, lekeretezett modulokat tároló kocsikba. Így a ciklusidő rövidült és a gép termelékenységén is jócskán tudtunk javítani. Az átalakításhoz új bordásszíjra volt szükség, ezt külsős cégtől rendeltük meg. A meglévő PLC programot és a kezelő felületet (Mitsubishi GOT érintőképernyő) is módosítani kellett. Illetve teljesen új programrészeket kellett megírni, hogy az automata kiadagolás tökéletesen működjön.

53


Az automata kiadagolás kiépítése során a gépsort egy vizuális ellenőrző ponttal kellett kiegészíteni. Ezt meglévő gépalkatrészekből állítottuk össze. A vizuális ellenőrzés során a panel szalagpályán érkezik, majd egy reflexiós szenzor megállítja a modult adott pozícióban. Erre a szalagpályára egy kiemelő, forgató géprészt telepítettünk, aminek a feladata,hogy a beérkező modult vállmagasságban kiemelje a szalagról, és a könnyebb vizuális ellenőrzés érdekében az ott dolgozó operátor meg tudja forgatni. Így megtörténhet a vizuális ellenőrzés és a keret alól kifolyt szilikont is itt törlik le a dolgozók. A forgatás során négy rögzített pozícióban kell a modult megállítani, majd ha a munkafolyamat elkészült kétkezes indítással a modult visszasüllyeszti a gép a szalagra és tovább küldi a kiadagoló kocsiba. A kétkezes indítás munkavédelmi előírások miatt került be a folyamatba. A kiemelő géprészt egy SMC MGPL80TF-300 típusú munkahengerrel oldottuk meg. A forgatáskor 4 db SMC ZPT-125HS típusú vákuum tappancs rögzíti a modult, ami egy SMC MSQB100A típusú forgató munkahengerre lett rögzítve.

42. ábra Kiemelő és forgató géprész

54


43. ábra Kiadagoló pálya

A pályán lévő szalagokat is cserélni kellett, mert újfajta üveg került bevezetésre a tömeggyártásban. A jelenleg használt szalagok nyomot hagytak az üvegen, ezért ezeket teflon bevonatú szalagokra cseréltük.

55


44. ábra Forgató/kiemelő géprész 3D modellje

Az átalakítás 6 hetet vett igénybe. A munka befejezését követően a teszt üzem következett, illetve a próbagyártás. A próbagyártás rendben lezajlott, a gépet átadtuk a termelésnek, folytatódhatott rajta a tömeggyártás. A gép ciklusideje az átalakításokkal az eddigi 68 másodpercről 56 másodpercre rövidült. Ez köszönhető a jobb munkahengereknek, a pontosabb megfogásnak és nem utolsó sorban az automata kiadagolásnak.

56


7.2. Munkahengerek és vákuumtappancsok kiválasztása: A termelésben használt keretezőgép 1 db SMC CP95SD munkahengerrel látta el a keret rátolás feladatát. Ezt módosításra került. A megfelelő munkahenger kiválasztásához az SMC által használt ModelSelection v.3.5 szoftvert használtam fel. Az eredményeket lentebb szemléltetem: 1 db munkahengerrel az adatok a következők: A munkahenger munka tartománya 0.05 - 0.7 MPa. A gyártó soron a nyomás 0.5 MPa. A munkahengert 1 darab VF3122 típusú útváltószelep segítségével mozgatjuk. Bemenő adatok: 6. táblázat Lökethossz:

100 mm

Szükséges idő a teljes lökethossz eléréséhez

0.5 s toló

Munkahenger mozgása

mozgás

Betáp nyomás

0.5 MPa

Hőmérséklet

20 C0

Csatlakozó vákuumcső hossza ki/be

2m

Fojtószelep nyitás

100%

Terhelő erő, fék ellenében

1000 N

57


Munkahenger bekötési blokk vázlata:

45. ábra CP95SD munkahenger blokkvázlata

Idő [s]

Lökethossz elmozdulás [mm]

Nyomás [MPa]

Sebesség [mm/s]

Gyorsulás [m/s2]

A mért rendszer karakterisztikája:

46. ábra CP95SD munkahenger karakterisztikája, oldalanként 1 db használata esetén

58


Bemenő adatok alapján kalkulált értékek: 7. táblázat Teljes lökethossz elérési idő:

0.49 sec

Indítási idő:

0.16 sec

90%-os erő elérési idő

0.53 sec

Munkahenger sebesség

203 mm/s

Maximális sebesség

546 mm/s

Löket vég sebesség

529 mm/s

Maximális gyorsulás

2.6 m/s2

Maximális nyomás

0.5 MPa

Levegőfogyasztás/ciklus

4.216 dm3

Szükséges lég átfolyás

268.1 dm3/min

Egy munkahengerrel a keretező sokszor hibázott, nem nyomta össze megfelelően a kereteket, ezért 2-2 db lett beépítve a gépbe. Ezen mérés adatai a következők: A bemenő adatok megegyeznek az egy darab munkahengernél használtakkal. A munkahenger bekötési blokkvázlata:

47. ábra 2db CP95SD munkahenger blokkvázlata

59


Bemenő adatok alapján kalkulált értékek: 8. táblázat Teljes lökethossz elérési idő:

6.1 sec

Indítási idő:

2.86 sec

90%-os erő elérési idő

6.73 sec

Munkahenger sebesség

16 mm/s

Maximális sebesség

34 mm/s

Löket vég sebesség

34 mm/s

Maximális gyorsulás

0.2 m/s2

Maximális nyomás

0.5 MPa

Levegőfogyasztás/ciklus

3.945 dm3

Szükséges lég átfolyás

21.1 dm3/min

Idő [s]

Lökethossz elmozdulás [mm]

Nyomás [MPa]

Sebesség [mm/s]

Gyorsulás [m/s2]

A mért rendszer karakterisztikája:

48. ábra Oldalanként 2-2 db CP95SD munkahenger karakterisztikája

A mért értékekből kiderül, hogy 2 db munkahenger használata esetén növekednek a munka idők, de stabilabb, nagyobb nyomást értünk el vele, ezáltal biztosabbá vált a keretezési folyamat. Mivel a gép ciklusidejébe belefér, ezért a módosításokat véglegesnek tekinthetjük.

60


Vákuumtappancs módosítás adatai: A vákuumtappancs méretezésénél a következő képleteket használtam: 7.3. Elméleti emelőerő – Korong átmérő

F= p * A F= (plégköri – pkorong)*A m*g*η0=(plégköri-pkorong)*d2*π/4

m – munkadarab tömege g – gravitáció (9.81 m/s2) η0 – biztonsági tényező plégköri – légköri nyomás [Pa] pkorong – nyomás alatt [Pa] pl.: 60% vákuum = 60.000 Pa A – szükséges korongfelület [m2] d – korongátmérő [m] Biztonsági tényező: A következő biztonsági tényezők használatosak:

49. ábra Biztonsági tényezők

Ha munkadarabot gyorsan szeretnénk mozgatni, akkor dinamikus erővel kell számolnunk! Ebben az esetben ki kell számolnunk a kettős biztonsági tényezőt. Illetve:

61


Az eredeti korong átmérő 80 mm, tehát F= p*A F=(plégköri – pkorong)*A = (100000-80000)*0.082 = 128 N A korong átmérő nem volt megfelelő, hogy a modult biztonságosan pozícióban tudjuk tartani, ezért megnöveltük az átmérőjét. Ezért: F= p*A F=(plégköri – pkorong)*A = (100000-80000)*0.1252 = 312.5 N Az új tappancsokkal a modult 312.5 N erővel tudjuk rögzíteni, ami már elegendő a pontos rögzítéshez.

62


8. Az átalakítás során felmerülő költségek, a beruházás költségei: A gép átépítése viszonylag alacsony költségvetés szerint zajlott. A beruházás költségének minimalizálását segítette, hogy a cégnél működő gépműhelyben történtek a szükséges gépalkatrészek legyártatása. Ezeket egy EmL-510B CNC megmunkáló központtal gyártottuk le. A PLC programozást szintén cégen belül oldottuk meg. Az SMC vákuumkorongokat 9000 forint / db áron szereztük be, a munkahengerek 68 ezer forint / db áron érkeztek be. A gépátalakítás megtérülési ideje kevesebb, mint, 3 hónap. Köszönhető ez annak, hogy nagy költségcsökkentést hozott az az ötlet, hogy ne egy teljesen új gépet építsünk, hanem a meglévőt alakítsuk át. A meghosszabbított kihordópálya bordás szíja 30 ezer / db áron került beszerzésre. A teflonbevonatú szalagok cseréje 450 ezer forint költséget jelentett. A kiemelő/forgató géprész kiemelő munkahengere meglévő gépalkatrész volt, csak a forgató munkahengert kellett megvásárolnunk, aminek a költsége 170 ezer forint volt.

63


9. Összefoglalás: Dolgozatomat a dorogi Sanyo Hungary Kft. –nél napelem összeszerelő üzemében készítettem. A munkám során az újfajta BIPV (önállóan tetőre szerelhető) napelem modul gyártásához szükséges géprészek átalakítását mutattam be. Mivel az új termék csak a gyártás második szakaszában kívánt változtatást, ezért 2 célgépet kellett átalakítani. Ezen célgépek a következők voltak: 1. keretprofil szilikonozó gép egység 2. keretező gépegység 3. keretező gép kiadagoló részegysége. A munka a szilikonozó gép átalakításával kezdődött, ezzel a géppel kellett a legtöbbet foglalkozni. A keretprofil változása miatt a megfogó, rögzítő elemeket újakra kellett cserélni, emiatt szenzorokat is cserélni kellett, tehát a munka nem csak CAD, majd CAM munkát igényelt, hanem villamos hozzáértést is. Nem egy teljesen új gép készült , hanem a meglévő gép „keret adagoló” tálcája lett módosítva. Emiatt a PLC –s munkák, is könnyebbé váltak, hiszen nem egy teljesen új gépet kellett a gyártósorba integrálni. Miután lezajlott a teszt üzem és a projekt minden igényt kielégített, gépészmérnöki és minőségbiztosítási szempontból is, következett a keretező géprész átalakítása. Ez a gép egy félautomata gépegység, konvejor pályán érkeznek be a még le nem keretezett panelok, a gépkezelő manuálisan betölti a kereteket, majd innen a folyamat újra automatizáltan folytatódik egészen a kiadagoló kocsiba történő beadagolásig, ami szintén manuálisan történt. Ennél a gépnél a keretrögzítő pofákat kellett módosítani, illetve igény merült fel ,hogy automatizáljuk a kiadagolási ciklust és a munka könnyítése érdekében integráljunk a kiadagoló konvejor pályába egy vizuális állomást, ahol a dolgozók könnyedén le tudják ellenőrizni a terméket minőségügyi szempontokat figyelembe véve. A feladat első része a megfogó pofák átalakítása volt, majd ezt követte az automata konvejor pálya kiépítése a kiadagoló kocsiba. Miután ez a folyamat tökéletesen üzemelt, a vizuális állomás kiépítése következett. Ez a feladat egy szintén félautomata folyamat, a keretezőből kiérkező modul a vizuális állomásra érkezve a dolgozó kettős gombnyomásra felemelteti a modult, majd ellenőri, körbeforgatja a terméket és ha mindent rendben talált, szintén kétkezes indítással 64


visszasüllyeszti a modult a konvejor pályára ami innen automatizáltan kiadagolódik a tároló kocsiba. A teljes munka 8 hetet vett igénybe, az összes alkatrész a gyár belső gépműhelyében készült el. A projekt rendkívül sikeresnek mondható, a gyár ezzel felgyorsította termelését, rövidültek a ciklusidők, a termék minőségügyileg megbízhatóbb lett, illetve az újfajta BIPV típusú modulból naponta 400-500 db is elhagyja a gyártósort a sima típusú panel mellett amiből naponta 2400 db készül.

65


Irodalomjegyzék: [1] - http://www.bipv.hu/hu_technologia.html [2] - http://napelem.net/napelemes_rendszer/monokristalyos_polikristalyos_napelem.phpg [3] - XXL – Mechanika Mérnöki Iroda Kft – 773-as munka [4] - XXL – Mechanika Mérnöki Iroda Kft – 778-as munka

Köszönetnyílvánítás: Köszönettel tartozom Bogár Attilának az XXL Mechanika Mérnöki Iroda munkatársának, Harcsa Ferenc Norbertnek ipari konzulensemnek, Halász Gábornak az SMC Hungary Kft munkatársának akik végig kísérték és segítették munkámat. Illetve külön köszönet illeti Dr. Takács György tanszékvezető Tanár Urat, aki sok pozitív kritikával segítette a munkám csiszolását, tökéletesítését.

66

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE 3515 Miskolc-Egyetemváros DIPLOMATERV

Recommend Documents