MONTAGGIO Ultimo aggiornamento: 3/12/11 Prof. Gino Dini – Università di Pisa Progettazione Fabbricazione Montaggio Collaudo finale Utilizzo Esempio di montaggio: disegno esploso Operazioni nel processo di montaggio • unione componenti: semplice accoppiamento, peg-in-hole • avvitatura • pressatura • rivettatura • saldatura • incollaggio • sigillatura • manipolazione oggetti • movimentazione e alimentazione oggetti • ispezione e controllo Costo montaggio Tipologie di montaggio Volume produzione Montaggio manuale Montaggio manuale Montaggio automatico: automazione rigida Montaggio automatico: automazione rigida Montaggio automatico: automazione rigida Montaggio automatico: automazione flessibile Cella Robotizzata per Montaggio Box Doccia Capacità produttiva di circa 380 box a turno, con 2 operatori Il sistema è predisposto per gestire in automatico i cambi formato (4 larghezze e 2 altezze) Montaggio automatico: automazione flessibile Montaggio ibrido Montaggio manuale: configurazioni impiantistiche 1. Montaggio a posto fisso 2. Montaggio in linea 3. Montaggio “assembly shop” Montaggio manuale: configurazioni impiantistiche 1. Montaggio a posto fisso 2. Montaggio in linea 3. Montaggio “assembly shop” Montaggio manuale: configurazioni impiantistiche 1. Montaggio a posto fisso 2. Montaggio in linea 3. Montaggio “assembly shop” Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 1: posizionare l’involucro inferiore 3 nella attrezzatura di montaggio Te1: 0,18 min Precedenze: - Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 2: inserire i terminali 5 all’interno dell’involucro inferiore Te2: 0,58 min Precedenze: 1 Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 3: inserire il corpo principale 6 all’interno dell’involucro inferiore Te3: 0,33 min Precedenze: 1 Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 4: esecuzione prove di funzionamento e taratura dell’interruttore Te4: 0,93 min Precedenze: 2 e 3 Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 5: montare gli isolatori 4 all’interno dell’involucro inferiore Te5: 0,51 min Precedenze: 4 Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 6: montare le coperture 1 sopra i terminali Te6: 0,34 min Precedenze: 4 Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 7: montare la leva di comando 8 sul corpo principale Te7: 0,18 min Precedenze: 4 Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 8: montare l’involucro superiore 2 sull’involucro inferiore Te8: 0,33 min Precedenze: 5, 6 e 7 Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 9: avvitare le viti 7 sull’involucro superiore Te9: 0,74 min Precedenze: 8 Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 10: esecuzione prove finali di funzionamento Te10: 0,70 min Precedenze: 9 Esempio montaggio prodotto: interruttore tripolare Operazione 11: togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo nell’imballaggio Te11: 0,16 min Precedenze: 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 4 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore 0,93 2e3 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 2 inserire i terminali n.5 all’interno dell’involucro inferiore n.3 0,58 1 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 3 inserire il corpo principale n.6 all’interno dell’involucro n.3 0,33 1 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 1 posizionare l’involucro inferiore n.3 nella attrezzatura di montaggio 0,18 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,18 4 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 4 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore 0,93 2e3 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 2 inserire i terminali n.5 all’interno dell’involucro inferiore n.3 0,58 1 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 3 inserire il corpo principale n.6 all’interno dell’involucro n.3 0,33 1 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 1 posizionare l’involucro inferiore n.3 nella attrezzatura di montaggio 0,18 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,18 4 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 4 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore 0,93 2e3 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 2 inserire i terminali n.5 all’interno dell’involucro inferiore n.3 0,58 1 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 3 inserire il corpo principale n.6 all’interno dell’involucro n.3 0,33 1 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 1 posizionare l’involucro inferiore n.3 nella attrezzatura di montaggio 0,18 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,18 4 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 4 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore 0,93 2e3 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 2 inserire i terminali n.5 all’interno dell’involucro inferiore n.3 0,58 1 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 3 inserire il corpo principale n.6 all’interno dell’involucro n.3 0,33 1 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 1 posizionare l’involucro inferiore n.3 nella attrezzatura di montaggio 0,18 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,18 4 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 4 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore 0,93 2e3 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,18 4 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 4 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore 0,93 2e3 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,18 4 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 4 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore 0,93 2e3 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,18 4 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 0,33 5, 6 e 7 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Largest Candidate Rule” No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Metodo “Kilbridge e Wester” No Operazione elementare . 1 posizionare l’involucro inferiore n.3 nella attrezzatura di montaggio 2 inserire i terminali n.5 all’interno dell’involucro inferiore n.3 3 inserire il corpo principale n.6 all’interno dell’involucro n.3 4 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 10 esecuzione delle prove di funzionamento Tek [min] 0,18 Colonna 0,58 II 0,33 II 0,93 III 0,51 IV 0,34 IV 0,18 IV 0,33 V 0,74 VI 0,70 VII 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 VIII I Metodo “ranked positional weight” No Operazione elementare . 1 posizionare l’involucro inferiore n.3 nella attrezzatura di montaggio 2 inserire i terminali n.5 all’interno dell’involucro inferiore n.3 3 inserire il corpo principale n.6 all’interno dell’involucro n.3 4 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore 5 montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 8 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 9 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 10 esecuzione delle prove di funzionamento Tek [min] 0,18 RPW 0,58 4,47 0,33 4,22 0,93 3,89 0,51 2,44 0,34 2,27 0,18 2,11 0,33 1,93 0,74 1,60 0,70 0,86 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 0,16 4,98 Saturazione parziale del tempo di ciclo No. Operazione elementare Mek [min] Varianza [min2] 1 posizionare l’involucro inferiore n.3 nella attrezzatura di montaggio inserire i terminali n.5 all’interno dell’involucro inferiore n.3 inserire il corpo principale n.6 all’interno dell’involucro n.3 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,18 0,04 0,58 0,12 0,33 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Precedenze Costo Lk [Euro/ pezzo] Costo I’k Costo Ik [Euro/ [Euro/ pezzo] pezzo] 0,03 0,04 1,90 1 0,10 0,13 1,74 0,06 1 0,06 0,12 1,73 0,93 0,3 2e3 0,16 0,30 1,61 0,51 0,12 4 0,09 0,22 1,07 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,34 0,06 4 0,06 0,15 1,00 0,18 0,05 4 0,03 0,09 0,94 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 esecuzione delle prove di funzionamento togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,33 0,08 5, 6 e 7 0,06 0,12 0,85 0,74 0,15 8 0,12 0,40 0,73 0,70 0,12 9 0,12 0,30 0,33 0,16 0,04 10 0,03 0,03 0,03 Calcolo della probabilità di terminare un insieme di operazioni nel tempo Tmax Saturazione parziale del tempo di ciclo Stazione Operazioni Tpi Tpi/Tmax z pi Ii (1-pi)Ii 1 1, 2, 3 1,09 0,89 0,28 0,610 1,73 0,67 2 4, 7 1,11 0,91 0,19 0,575 0,94 0,40 3 5, 6, 8 1,18 0,97 0,08 0,532 0,85 0,40 4 9 0,74 0,61 1,24 0,892 0,73 0,08 5 10, 11 0,86 0,70 0,90 0,816 0,03 0,01 Linee di montaggio multiprodotto • Calcolo del numero di stazioni N • Bilanciamento della linea • Lancio di un modello Linee di montaggio multiprodotto No. Operazione elementare Tek [min] 1 posizionare l’involucro inferiore n.3 nella attrezzatura di montaggio 0,18 2 0,58 1 0,33 1 0,93 2e3 5 inserire i terminali n.5 all’interno dell’involucro inferiore n.3 inserire il corpo principale n.6 all’interno dell’involucro n.3 esecuzione delle prove di funzionamento e taratura dell’interruttore montare gli isolatori n.4 all’interno dell’involucro n.3 0,51 4 6 montare le coperture n.1 sopra i terminali n.5 0,34 4 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,18 4 8 0,33 5, 6 e 7 9 montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 avvitare le viti n.7 sull’involucro superiore n.2 0,74 8 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 9 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 3 4 Precedenze Linee di montaggio multiprodotto No. Operazione elementare Tek [min] Precedenze 1 posizionare l’involucro inferiore n.3 nella attrezzatura di montaggio 0,18 2 inserire i terminali n.5 all’interno dell’involucro inferiore n.3 0,48 1 3 inserire il corpo principale n.6 all’interno dell’involucro n.3 0,33 1 7 montare la leva di comando n.8 sul corpo principale n.6 0,18 3 12 Montare l’involucro superiore n.2 sull’involucro inferiore n.3 (montaggio ad innesto) 0,39 2e7 10 esecuzione delle prove di funzionamento 0,70 12 11 togliere l’interruttore dalla attrezzatura e posizionarlo per l’imballaggio 0,16 10 Linee di montaggio multiprodotto Operazione elementare Te1k [min] 1 0,18 2 0,58 1 0,48 1 3 0,33 1 0,33 1 4 0,93 2e3 5 0,51 4 6 0,34 4 7 0,18 4 0,18 3 8 0,33 5, 6 e 7 9 0,74 8 10 0,70 9 0,70 12 11 0,16 10 0,16 10 0,39 2e7 12 Precedenze Te2k [min] Precedenze 0,18 Linee di montaggio multiprodotto Operazione elementare Te1k [min] 1 0,18 2 0,58 1 0,48 1 3 0,33 1 0,33 1 4 0,93 2e3 5 0,51 4 6 0,34 4 7 0,18 4 0,18 3 8 0,33 5, 6 e 7 9 0,74 8 10 0,70 9 0,70 12 11 0,16 10 0,16 10 0,39 2e7 12 Precedenze Te2k [min] Precedenze 0,18 Linee di montaggio multiprodotto Operazione elementare Te1k [min] Precedenze 1 0,18 2 0,58 1 0,48 1 3 0,33 1 0,33 1 4 0,93 2e3 5 0,51 4 6 0,34 4 7 0,18 4 0,18 3 0,70 12 11bis 0,16 10bis 12 0,39 2 e 7bis 8 0,33 5, 6 e 7 9 0,74 8 10 0,70 9 10bis 0,16 Precedenze 0,18 7bis 11 Te2k [min] 10 Linee di montaggio multiprodotto Operazione elementare Rp1 x Te1k [min/ora] Rp2 x Te2k [min/ora] TTek = S Rpi x Teik [min/ora] 1 4,80 3,36 8,16 2 15,47 8,96 24,43 3 8,80 6,16 14,96 4 24,80 0 24,80 5 13,60 0 13,60 6 9,07 0 9,07 7 4,80 0 4,80 7bis 0 3,36 3,36 8 8,80 0 8,80 9 19,74 0 19,74 10 18,67 0 18,67 10bis 0 13,07 13,07 11 4,27 0 4,27 11bis 0 2,99 2,99 12 0 7,28 7,28 Linee di montaggio multiprodotto Largest Candidate Rule Operazione elementare TTek = S Rpi x Teik [min/ora] Precedenze 4 24,80 2,3 2 24,43 1 9 19,74 8 10 18,67 9 3 14,96 1 5 13,60 4 10bis 13,07 12 6 9,07 4 8 8,80 5,6,7 1 8,16 12 7,28 2,7bis 7 4,80 4 11 4,27 10 7bis 3,36 3 11bis 2,99 10bis Lancio prodotto • Strategia di lancio ad intervalli variabili • Strategia di lancio ad intervalli costanti Linee di montaggio manuali VANTAGGI: • Flessibilità • Destrezza SVANTAGGI: • Prodotti non completi in linea • Errori di montaggio Errori di montaggio IMPORTANTE: è naturale aspettarsi che un individuo possa, prima o poi, commettere un errore • Addestramento personale • Sistemi Poka-Yoke • Sistemi di supporto informatici Sistemi Poka-Yoke Termine giapponese che indica un dispositivo o la forma di un oggetto che, ponendo dei limiti al modo in cui una operazione può essere compiuta, forza l'utilizzatore ad una corretta esecuzione della stessa (evitare “yokeru” gli errori di distrazione “poka”). Esempi di sistemi Poka-Yoke Sistemi Poka-Yoke nel Montaggio Design for (Poka-Yoke) Assembly Sistemi di supporto informatici receiver touch screen marker http://www.soft2tec.com/produkte/video/video_en.html Montaggio automatico e robotizzato • Robot di montaggio • Sistema di movimentazione automatico • Alimentazione automatica dei componenti • Inserimento automatico (peg-in-hole) • Avvitatura automatica • Piantaggio automatico • Sensoristica Montaggio robotizzato: caratteristiche robot Montaggio automatico e robotizzato • Robot di montaggio • Sistema di movimentazione automatico • Alimentazione automatica dei componenti • Inserimento automatico (peg-in-hole) • Avvitatura automatica • Piantaggio automatico • Sensoristica Sistema di movimentazione automatica Sistema di movimentazione automatica Montaggio automatico e robotizzato • Robot di montaggio • Sistema di movimentazione automatico • Alimentazione automatica dei componenti • Inserimento automatico (peg-in-hole) • Avvitatura automatica • Piantaggio automatico • Sensoristica Alimentatore a vibrazione Alimentatore a vibrazione Alimentatore a vibrazione Alimentatore a vibrazione Alimentatore a vibrazione Alimentatore a vibrazione Montaggio automatico e robotizzato • Robot di montaggio • Sistema di movimentazione automatico • Alimentazione automatica dei componenti • Inserimento automatico (peg-in-hole) • Avvitatura automatica • Piantaggio automatico • Sensoristica Dispositivo RCC Dispositivo RCC Sensore di forza Sensore di forza Polso del robot Gripper Sensore di forza from force sensor Robot unit control Peg insertion Correction of robot position F>Fmax T>Tmax Yes No Algorithm Montaggio automatico e robotizzato • Robot di montaggio • Sistema di movimentazione automatico • Alimentazione automatica dei componenti • Inserimento automatico (peg-in-hole) • Avvitatura automatica • Piantaggio automatico • Sensoristica Avvitatore automatico Avvitatore automatico Avvitatore automatico torsion shaft outside hollow cylinder coil inside hollow cylinder body Montaggio automatico e robotizzato • Robot di montaggio • Sistema di movimentazione automatico • Alimentazione automatica dei componenti • Inserimento automatico (peg-in-hole) • Avvitatura automatica • Piantaggio automatico • Sensoristica Pressa idraulica Esempio di sensoristica nel montaggio Esempio di sensoristica nel montaggio CCD camera Car body fitting Slit beam Body Body panel positioning sensor Slit beam image Coordinate data Esempio di sensoristica nel montaggio