Annostelu, joka tunnetaan myös nimellä liimaus, liiman levitys, päällystäminen, sulkeminen tai tippuminen, on prosessi, jossa liimaa, öljyä tai muita nesteitä levitetään, suljetaan tai tiputetaan tuotteille toimintojen, kuten liimauksen, sulkemisen, eristyksen, kiinnittämisen, ja tasoittaa pintoja. Tätä prosessia käytetään laajasti ja se on olennainen osa autojen valmistusprosesseja.
Annostelu voidaan suorittaa manuaalisesti tai automatisoiduilla roboteilla. Autotuotannossa automaattinen robottiannostelu on yleensä suositeltava korkean volyymin ja nopeuden vuoksi sen korkeammista kustannuksista ja merkittävistä teknisistä haasteista huolimatta. Automaattinen annostelu perustuu tyypillisesti pneumaattiseen ohjaukseen liiman työntämiseksi ulos ennalta määrätyissä aikarajoissa, mikä takaa teoriassa tasaisen määrän joka kerta. Ilmanpaineen säätäminen, ajoitus ja sopivien neulasuuttimien valinta voivat säätää kunkin annostelujakson määrää. Varsinaisen tuotannon aikana voi kuitenkin kohdata erilaisia haasteita, jotka muodostavat kriittisiä teknologisia esteitä.
Tutkimus paljastaa useita tekijöitä, joita pidetään ongelmallisina annostelun aikana:
- Annostelun johdonmukaisuus
- Annostelun tarkkuus
- Laitehuolto
- Tuotantovauhtia nostetaan
- Liiman hukkaa
- Operaattorikoulutus
- Uusintatyöt ja korjaukset
- Annostelun johdonmukaisuus
Pienerätuotannossa epäjohdonmukaisuus on yleinen ja haastava ongelma. Noin 44 % vastaajista ilmoitti, että pienten erätuotannon vuoksi manuaalisia toimintoja suositaan usein automatisoitujen robottien sijaan. Kunkin työkappaleen välinen johdonmukaisuus on suurin haaste manuaalisilla menetelmillä, koska henkilöstömuutokset vaikuttavat tasaisuuteen.
Kehittyneiden automatisoitujen laitteiden käyttö kuitenkin lieventää johdonmukaisuusongelmia jonkin verran. Ilmakäyttöisiä pöytäannostelijoita käyttävistä vastaajista 37 % piti johdonmukaisuutta haasteena. Pneumaattisia venttiilijärjestelmiä käyttävien kohdalla 32 % piti yhtenäisyyttä haasteena, kun taas vain 26 % syrjäytysannostelujärjestelmiä käyttävistä vastaajista piti sitä haasteena.
Annostelulaitteiden parantaminen voi ratkaista johdonmukaisuusongelmia, mutta yksinkertaisten ohjeiden noudattaminen, kuten ilmakuplaongelmien ratkaiseminen, voi myös edistyä. Nesteiden ilmakuplien minimoiminen ennen annostelua on erittäin tärkeää tarkan annostelun kannalta.
Annostelun tarkkuus
Annostelutarkkuus on toinen yleinen ongelma. Samaan tapaan kuin johdonmukaisuus, 41 % käsikäyttöisistä vastaajista ja 35 % pneumaattisen annostelun käyttäjistä piti annostelutarkkuutta haasteena.
Käytettäessä pneumaattisia venttiilijärjestelmiä, kuten kalvoventtiilejä ja neulaventtiilijärjestelmiä, tarkkuusongelmat ovat vähemmän ilmeisiä. Jotkut valmistajat käyttävät edistyneitä suihkutusjärjestelmiä, kuten elektronisia pneumaattisia suihkuventtiilejä ja pietsosähköisiä suihkuventtiilejä parantaakseen merkittävästi tarkkuutta.
Pneumaattisten annostelukoneiden kehitys parantaa myös tarkkuutta. Ohjelmistoparannukset antavat monille koneille mahdollisuuden suorittaa monipisteannostelutoimintoja, mikä nopeuttaa tuotantoa.
Myös liimojen ilmakuplat vaikuttavat annostelutarkkuuteen. Ilman poistaminen nesteistä ennen annostelua on avain tarkan annostelun kannalta.
Laitehuolto
Laitteiden huolto on aina ollut haastavaa, sisältäen purkamisen, puhdistuksen, voitelun ja seisokkien huollon. Toisin kuin yllä mainitut kohdat, automaattiset annostelumenetelmät vaikeuttavat laitteiden ylläpitoa.
Vuosina 2017 ja 2018 46 % ja 45 % vastaajista piti syrjäytysannostelujärjestelmien ylläpitoa suurimmana haasteena.
Lisäksi 39 % vastaajista vuonna 2017 ja 33 % vuonna 2018 piti pneumaattisten venttiilijärjestelmien huoltoa haasteena.
Lisäksi 35 % vastaajista vuonna 2018 piti pneumaattisten suihkuventtiilijärjestelmien laitteiden huoltamista erityisen vaikeana.
Verrattuna pneumaattisiin venttiileihin ja suihkuventtiilijärjestelmiin useammin vastaajat pitävät syrjäytysannostelujärjestelmiä ongelmallisempina niiden monimutkaisempien komponenttien vuoksi, jotka vaativat enemmän aikaa purkamiseen ja puhdistamiseen. Positiivisten syrjäytysjärjestelmien etuna on kuitenkin niiden kyky tarjota jatkuvaa, toistettavaa annostelua riippumatta nesteen viskositeetista tai ajan muutoksista.
Annostelutekniikan viimeisimmät edistysaskeleet, mukaan lukien pneumaattiset venttiilit ja pietsosähköiset suihkuventtiilit, vähentävät huoltoaikaa innovatiivisen tuotesuunnittelun ansiosta. Venttiilirakenteisiin integroitujen pikakiinnikkeiden avulla käyttäjät voivat nopeasti poistaa nestettä venttiiliä automaatiojärjestelmään asentaessaan, mikä eliminoi purkamisen tarpeen puhdistusta ja kunnostusta varten, mikä säästää merkittävästi huoltoaikaa. Itse asiassa saumaton vaihto useiden nesteiden välillä voidaan saavuttaa asianmukaisella valmistelulla, mikä minimoi seisokkiajan muutamaan minuuttiin.
Tuotantovauhti kiihtyy
Joillekin komponenttitoimittajille tuotantonopeuden lisääminen on etusijalla, koska korkea kysyntä varmistaa, että tuotteet menevät kaupaksi heti, kun ne on valmistettu. Kaikki seisokit merkitsevät tulojen menetystä. Vuonna 2018 noin 44 % vastaajista ilmoitti tuotantotahdin kiihtymisen olevan heidän ensisijainen haasteensa. Pöytäautomaatiojärjestelmiä käyttävistä vastaajista 43 % ilmaisi kiireellisen tarpeen lisätä tuotantonopeutta.
Tyypillisesti, kun tarvitaan suurempia tuotantomääriä, pöytäautomaatiojärjestelmien avulla robotit voivat annostella nesteitä, korvaamalla yksitellen -tilat ja lisäämällä merkittävästi tuotantonopeuksia.
Vastaajat pitivät tuotantonopeutta automatisoitujen annostelujärjestelmien kipukohtana, mahdollisesti siksi, että valmistajat suunnittelevat tarkoituksella robotin liikenopeudet hitaiksi, jotka eivät ylittäisi turvakynnyksiä, jolloin vältyttiin tarpeelta sulkea niitä turvasuojajärjestelmiin.
Uusimmat pöytäannostelurobotit on suunniteltu erityisesti lyhentämään annostelujaksoja. Nämä uudet robotit käyttävät kuularuuvikäyttöjä hihnakäytön sijaan nopeamman ja tarkemman paikantamisen saavuttamiseksi. Jotkin mallit voivat saavuttaa ±0,003 millimetrin sijainnin toistettavuuden.
Haaskaus ja koulutus
Lopuksi huomattavia huolenaiheita ovat liiman hukka, käyttäjän koulutus, uudelleentyöstö ja romu.
Vaikka liiman hukka saattaa tuntua merkityksettömältä, se kerääntyy ajan myötä, mikä johtaa merkittäviin kustannuksiin. Yleinen tapa vähentää liimahävikkiä on käyttää kertakäyttöisiä annostelukomponentteja, kuten ruiskun säiliöitä ja mäntiä, jotka on suunniteltu estämään liimajäämiä annostelun jälkeen. Jotkut osat on suunniteltu erityisesti minimoimaan jätettä. Lyhyemmät syöttölinjat nestesäiliöiden ja annosteluventtiilien välillä voivat myös auttaa vähentämään jätettä. Erikoistuneiden annosteluventtiilien käyttö voi myös auttaa optimaalisessa liiman jakautumisessa, mikä minimoi hukkaan.
Työntekijöiden koulutus on aina ollut haaste kaikissa laitteissa tai prosessisovelluksissa, eikä annostelu ole poikkeus, etenkään monimutkaisissa suihkutusjärjestelmissä ja pöytäroboteissa. Yksi tapa ratkaista tämä on tehdä yhteistyötä annostelulaitteiden toimittajien kanssa tarjotakseen työntekijöille koulutusta laitteiden toimittamisen, testauksen ja virheenkorjauksen aikana. Testauksen aikana luodaan dokumentoituja parametreja, jotka toimivat ohjeena käyttäjien koulutuksessa. Ohjelmistopäivitykset voivat myös lyhentää merkittävästi kuljettajan koulutusaikaa. Jotkut laitetoimittajat investoivat voimakkaasti intuitiivisten ohjelmistorajapintojen kehittämiseen annostelurobottien asennuksen ja ohjelmoinnin yksinkertaistamiseksi, mikä vähentää käyttäjien koulutuksen tarvetta.
