Ensamblaje en acción: el sistema de manejo de sujetadores ahorra tiempo

Un sistema de manipulación de sujetadores resolvió el problema. El sistema de manejo de sujetadores utiliza un mecanismo de escape y soplado para entregar los sujetadores a un cabezal receptor, eliminando la parte de la operación anterior que consume más tiempo. El sistema de manipulación también eliminó el costoso problema de que los sujetadores cayeran al suelo. El diseño del sistema incluye una tolva de suministro modular, un alimentador de tazón vibratorio y un destornillador eléctrico integrado.

Los sujetadores Rivnut son sujetadores con rosca interna producidos por Bollhoff Rivnut Inc. (Kendallville, IN) que un solo operador puede instalar en segundos desde un lado del trabajo. Cuando están en su lugar, forman placas de tuerca seguras con roscas limpias para atornillar. Los elementos de fijación permanecen firmemente anclados, incluso cuando se montan repetidamente. Están disponibles en más de 5000 tamaños y estilos. El estilo utilizado en los vehículos utilitarios deportivos de General Motor presenta vástagos de paredes delgadas que se comprimen durante la instalación, formando bridas grandes. Estas bridas distribuyen las cargas uniformemente en un área grande. Esto proporciona una excelente resistencia a la extracción. Otros beneficios incluyen un amplio rango de agarre y una torsión y resistencia de rosca excepcionales.

Estos sujetadores se usan comúnmente en la industria automotriz para fijar bastidores de transporte y otros componentes externos a carrocerías de automóviles y camiones. Proporcionan un método duradero y económico para fijar hardware. Se pueden atornillar de forma segura a un cuerpo de chapa sin necesidad de acceder al otro lado.

Para fijar los bastidores de transporte, un operador normalmente lleva una bolsa de sujetadores a lo largo de la línea de montaje en movimiento. El operador saca un sujetador de la bolsa, lo coloca en un orificio hexagonal y toma un destornillador eléctrico. El operador hace esto mientras sostiene un sujetador. Luego, el operador aprieta el sujetador.

En una aplicación típica, los operadores de cada lado del vehículo apenas pueden colocar los sujetadores dentro de los 50 segundos de tiempo de ciclo asignados utilizando métodos manuales tradicionales. Agregar un segundo operador a cada lado de la línea aumentaría sustancialmente los costos. Mientras se realiza esta operación, muchos sujetadores caen al suelo. Posteriormente, estos elementos de fijación se barren y se desechan. Otro problema es que los sujetadores sueltos en el piso son un peligro potencial para la seguridad.

Por estos motivos, se contactó a Classic Design (Troy, MI), un integrador de sistemas, para desarrollar un proceso automatizado para instalar los sujetadores. Classic Design seleccionó a MCI Screw Systems Inc. (Noblesville, IN) para desarrollar el sistema de manejo de sujetadores. Según Dale Markgraf, director de proyecto, "elegimos a MCI por su reputación como solucionadores de problemas. Hasta donde yo sé, este tipo de operación nunca antes se había automatizado, por lo que definitivamente se requeriría una cantidad considerable de pensamiento creativo. "

Los ingenieros de MCI estudiaron el proceso existente utilizando herramientas existentes enviadas por General Motors. Después de estudiar el proceso existente, MCI desarrolló un sistema mediante el cual una tolva modular de suministro a granel alimenta piezas a un mecanismo de tazón vibratorio de polifusión. Con un alimentador de cuenco vibratorio, las piezas se vierten en un cuenco. Luego, las piezas vibran cuesta arriba a lo largo de una pista hacia una salida, donde las piezas rechazadas se caen de la pista y se reciclan. El movimiento se canaliza de modo que cada parte asuma automáticamente una orientación específica.

En este caso, la pieza debe quedar colgando de la brida. Desde el recipiente vibratorio, los sujetadores son rastreados hasta un mecanismo de escape y soplado.

Los sujetadores se soplan a través de un tubo flexible con el extremo con brida hacia un destornillador de mano. Se modificaron las herramientas del cabezal del receptor mecanizado por control numérico por computadora para realizar esta tarea, lo que proporcionó mayores reducciones en los costos de diseño y fabricación.

Con el sujetador sostenido en el cabezal receptor, el operador coloca el sujetador en el orificio hexagonal de la carrocería del camión. Luego, el operador empuja la palanca del conductor. El conductor empuja la cabeza del sujetador más allá de las mordazas del cabezal del receptor. El perno conductor se enrosca en el sujetador, iniciando el proceso de torsión. El sujetador se comprime en el área de la pared delgada. El perno del conductor toca fondo y el conductor retrocede automáticamente. Luego se sopla otro sujetador en el cabezal del receptor y se repite el ciclo.

MCI modificó su proceso eléctrico estándar para adaptarse a esta secuencia inusual y trabajó con General Motors para desarrollar un conjunto de controles montados externamente que cumplieran con las especificaciones.

Cuando el proyecto estaba a punto de finalizar, General Motors, Classic Design y MCI finalizaron el desarrollo del sistema. Decidieron que un motor eléctrico, en lugar de un sistema neumático, reduciría el tiempo del ciclo y requeriría menos mantenimiento. El mantenimiento reducido y el reemplazo de piezas compensaron el costo adicional de los motores eléctricos y los controles de monitoreo.

"El nuevo sistema de manejo de sujetadores redujo el tiempo del ciclo para la instalación de cinco sujetadores a aproximadamente dos tercios del tiempo que antes se requería para instalar cuatro", dice Markgraf. "Los sujetadores ahora se alimentan directamente desde la tolva de suministro a los orificios, eliminando la posibilidad de que las Rivnuts caigan al piso. En lugar de tener que agregar operadores adicionales, General Motors ha simplificado el trabajo para que una sola persona pueda realizarlo. Finalmente, el La alta calidad que proporcionaba el proceso anterior se ha mantenido en el nuevo".

Para obtener más información sobre los sistemas de manejo de sujetadores, llame a MCI Screwdrivers Systems Inc. al 317-776-1970, www.mci-screwdrivers.com.

Para obtener más información sobre la integración de sistemas, llame a Classic Design Inc. al 248-588-2738.

Para obtener más información sobre sujetadores con rosca interna, llame a Bollhoff Rivnut Inc. al 877-347-3903 o visite www.bollhoff-rivnut.com.