Utformning av en explosionssäker metall-detektor för en ledande tillverkare av glasögonlinser
Projektbakgrund
En internationellt ledande tillverkare av glasögonlinser krävde en metall-detekterings- och sorteringssystem för sin produktionsanläggning. Projektet ställde tre utmaningar: explosionssäkerhetskrav, produkternas skörhet samt exakt positionering för sortering. En standardmetall-detektor kunde inte lösa dessa. Systemet levererades och har sedan tagits i drift på kundens produktionslinje.
Utmaningar
Krav på explosionssäkerhet. Klientens verkstad arbetar under strikta krav på explosionssäkerhet, så systemet kunde inte vara en standardmetall-detektor. Linstillverkning innebär användning av flyktiga organiska lösningsmedel vid beläggnings-, rengörings- och kanterbearbetningssteg, och dessa lösningsmedel avger brandfarliga ångor. I en avgränsad verkstad med dålig ventilation eller vid en oavsiktlig läcka kan dessa ångor ackumuleras och bilda en explosiv atmosfär. Systemet måste därför byggas enligt explosionssäkerhetsstandarder, inte enbart vara robust.
Produktens skörhet. Glasögonlinser är lätta att repa, får inte stöta emot varandra och har tendens att stapla sig och blockera om de blandas ihop på ett transportband.
Placeringsnoggrannhet. Sorteringsavsnittet krävde konsekvent positionering. Om en lins rörde sig även bara något litet stycke under transporten skulle tryckarmen avfyra felaktigt. Detta leder därför till minskad känslighet och påverkar upptäckten av metallkontaminering.
Designen behövde därför hantera tre utmaningar samtidigt: elektrisk säkerhet, mekanisk skada och positionsfel.
Lösning
1. Anpassad explosionssäker styrbox
Systemet behövde vara säkert för en komplex och reglerad miljö, så en explosionssäker styrbox byggdes anpassat istället for att anpassas från en standardenhet. Detta var först och främst ett efterlevnadskrav, men det gav också en stabil och pålitlig grund för resten av systemet. Att utforma för explosionssäkra förhållanden från början är betydligt enklare än att eftermontera, eftersom det påverkar kabelroutning, komponentval och höljdesign samtidigt.
2. Profilerad transportband istället för ett plant band
Detta var den avgörande mekaniska förändringen. En konventionell platt transportband möjliggör att linserna nuddar varandra, vilket orsakar repor, och när delar samlas vid en stopppunkt staplas de och blockerar bandet. Istället infördes ett kammat transportband, så att varje avsnitt mellan kammar innehåller en enskild lins. Denna enda förändring löste tre problem på en gång: inga kollisioner mellan linser, ingen stapling vid sorteringsektionen och en förutsägbar position för varje lins som kommer in i detektions- och sorteringsektionen. Den förbättrade också tillförlitligheten i efterföljande detektering, eftersom varje lins anländer till en fast position istället for där den råkade landa.
3. Plastgränsblock vid sorteringsektionen
Även med klor kan ett objektiv glida åt sidan under transport, och vilken som helst feljustering påverkar tryckens tidsinställning och räckvidd. Plastgränsskivor monterades på båda sidor av transportbandet precis innan sorteringen. Plastmaterialet valdes med flit. Det styr objektivet utan att repa det. När transportbandet stannar sitter objektivet exakt framför trycket, och utskjutningsåtgärden är upprepelbar cykel efter cykel.
Viktiga designlärdomar
1. Separera sköra delar fysiskt. För sköra, repkänsliga delar är det ofta bättre att separera dem fysiskt på transportbandet än att försöka sakta ner eller dämpa dem på ett gemensamt band.
2. Fixera positionen uppströms. Sortering beror vanligtvis på vad som sker uppströms från trycket, inte på själva trycket. Fixera först positionen, och detekteringen blir enkel.
3. Designa för explosionssäkra förhållanden från början. Explosionssäkerhetskrav påverkar hela systemet, inte bara kontrollboxen, så det är fördelaktigt att ta hänsyn till dem redan i designfasen istället for att behandla dem som en efterhandsåtgärd.
4. Små detaljer, såsom plastbegränsningsblock, kan bidra mer till tillförlitligheten än komplexa aktiva styrningar, och de är långt billigare att underhålla.
För att diskutera en liknande hanterings- eller sorteringsutmaning i er egen produktionslinje, kontakta vårt ingenjörsteam.
Detta projekt kombinerade explosionssäker styrdesign, en klinkad transportband för skötsam hantering av linser samt begränsningsblock för upprepelig sorteringsspositionering. Resultatet blev en detekterings- och sorteringlinje som uppfyllde kundens krav på elektrisk säkerhet samtidigt som produkten skyddades och sorteringens precision bibehölls.
