ディスペンスとは、接着、接着剤の塗布、コーティング、シーリング、または滴下とも呼ばれ、接着剤、油、またはその他の液体を製品に塗布、封止、または滴下して、接着、シーリング、絶縁、固定、接着などの機能を提供するプロセスです。そして表面を滑らかにします。 このプロセスは広範囲に適用されており、自動車製造プロセスの不可欠な要素を構成しています。
分注は手動または自動ロボットで実行できます。 自動車生産では、コストが高く技術的に大きな課題があるにもかかわらず、生産量とペースが大きいため、自動ロボットによるディスペンスが一般的に好まれています。 自動塗布は通常、空気圧制御に依存して所定の時間枠内で接着剤を押し出し、理論的には毎回一貫した量を確保します。 空気圧、タイミングを調整し、適切なニードル ノズルを選択することで、各吐出サイクルの量を調整できます。 しかし、実際の生産ではさまざまな課題が発生し、重大な技術的ハードルが生じる可能性があります。
研究により、調剤中に問題があると考えられるいくつかの要因が特定されています。
- 塗布の一貫性
- 分注の精度
- 設備保全
- 生産ペースの向上
- 接着剤の無駄
- オペレータートレーニング
- やり直しと修理
- 塗布の一貫性
小規模バッチ生産では、不一致が一般的かつ困難な問題となります。 回答者の約 44% は、少量生産のため、自動ロボットよりも手動作業が好まれることが多いと回答しました。 手作業による方法では、人事異動が一貫性に影響を与えるため、各ワーク間の一貫性が最大の課題となります。
ただし、高度な自動化装置を使用すると、一貫性の問題がある程度軽減されます。 空気動力の卓上ディスペンサーを使用している回答者のうち、37% が一貫性が課題であると認識しました。 空気圧バルブ システムを使用している回答者では、32% が一貫性が課題だと回答しましたが、容積式ディスペンス システムを使用している回答者では、一貫性が課題だと考えているのは 26% のみでした。
ディスペンス装置を改善することで一貫性の問題に対処できますが、気泡の問題への対処など、単純なガイドラインに従うことによっても進歩する可能性があります。 正確な分注を行うには、分注前に液体内の気泡を最小限に抑えることが重要です。
塗布精度
塗布精度もよくある問題です。 一貫性と同様に、手動操作の回答者の 41% と空気圧ディスペンスのユーザーの 35% が、ディスペンスの精度が課題であると認識しています。
ダイヤフラムバルブやニードルバルブシステムなどの空気圧バルブシステムを使用する場合、精度の問題はそれほど顕著ではありません。 一部のメーカーは、電子空気圧ジェット バルブや圧電ジェット バルブなどの高度な噴射システムを利用して、精度を大幅に向上させています。
エア式ディスペンスマシンの進歩も精度の向上に貢献しています。 ソフトウェアの機能強化により、多くの機械でマルチポイント塗布操作を実行できるようになり、生産速度が向上します。
接着剤中の気泡も塗布精度に影響します。 分注前に液体から空気を除去することが、正確な分注の鍵となります。
設備保全
機器のメンテナンスは、分解、洗浄、潤滑、ダウンタイムメンテナンスなど、常に困難を伴います。 上記の点とは異なり、自動塗布方法では装置のメンテナンスの難易度が高まります。
2017 年と 2018 年には、回答者の 46% と 45% が、容積式ディスペンス システムのメンテナンスが最大の課題であると回答しました。
さらに、2017 年と 2018 年の回答者の 39% と 33% は、空気圧バルブ システムのメンテナンスが課題であると考えていました。
さらに、2018 年の回答者の 35% は、空気圧ジェット バルブ システム機器のメンテナンスが特に難しいと感じています。
空気圧バルブやジェットバルブシステムと比較して、より多くの回答者が、容積式ディスペンスシステムはコンポーネントがより複雑で、分解や清掃に時間がかかるため、より問題があると考えています。 しかし、容積式システムの利点は、流体の粘度や経時変化に関係なく、連続的かつ反復可能なディスペンスを提供できることにあります。
空気圧バルブや圧電ジェット バルブなどのディスペンス技術の最新の進歩により、革新的な製品設計によりメンテナンス時間が短縮されます。 バルブ設計に統合されたクイックリリースクランプにより、オペレーターはバルブをオートメーションシステムに取り付ける際に液体を素早く取り外すことができ、洗浄や修復のために分解する必要がなくなり、メンテナンス時間を大幅に節約できます。 実際、複数の流体間のシームレスな切り替えは、適切な準備を行うことで実現でき、ダウンタイムをわずか数分に最小限に抑えることができます。
生産ペースの加速
一部の部品サプライヤーにとっては、製品が製造されるとすぐに売れるようにする需要が高いため、生産速度の向上が最優先事項となっています。 ダウンタイムは収益の損失に相当します。 2018 年には、回答者の約 44% が生産ペースの加速が主な課題であると回答しました。 ベンチトップ自動化システムを使用している回答者のうち、43% が生産速度を向上させる緊急の必要性を表明しました。
通常、より多くの生産量が必要な場合、ベンチトップ自動化システムを使用すると、ロボットが液体をバッチ分注できるようになり、1 対 1 モードが置き換えられ、生産速度が大幅に向上します。
回答者は、生産速度が自動分注システムの問題点であると考えています。これはおそらく、メーカーがロボットの移動速度を安全閾値を超えないように意図的に遅く設計し、安全保護システムでロボットを囲む必要性を回避しているためと考えられます。
最新のベンチトップ型塗布ロボットは、塗布サイクルを短縮するために特別に設計されています。 これらの新しいロボットは、ベルト ドライブの代わりにボール ネジ ドライブを使用して、より高速で正確な位置決めを実現します。 一部のモデルでは、±0.003 ミリメートルの位置再現性を実現できます。
浪費とトレーニング
最後に、注目すべき懸念事項としては、接着剤の無駄、オペレーターのトレーニング、やり直し、スクラップなどが挙げられます。
接着剤の無駄はわずかに見えるかもしれませんが、時間の経過とともに蓄積され、結果として多大なコストがかかります。 接着剤の無駄を減らす一般的な方法は、分注後に接着剤が残留しないように設計されたシリンジバレルやピストンなどの使い捨ての分注コンポーネントを使用することです。 一部の部品は無駄を最小限に抑えるために特別に設計されています。 液体リザーバーと分注バルブの間の供給ラインを短くすることも、無駄の削減に役立ちます。 特殊なディスペンスバルブを使用すると、接着剤を最適に分配し、無駄を最小限に抑えることができます。
作業者のトレーニングは、あらゆる装置やプロセス用途において常に課題であり、特に複雑なジェッティング システムやベンチトップ ロボットの場合、ディスペンスも例外ではありません。 これを克服する 1 つの方法は、調剤機器のサプライヤーと協力して、機器の供給、テスト、デバッグ中に従業員トレーニングを提供し、テスト中にオペレーターのトレーニングのガイダンスとして機能する文書化されたパラメーターを生成することです。 ソフトウェアのアップグレードにより、オペレータのトレーニング時間も大幅に短縮できます。 一部の機器サプライヤーは、分注ロボットのセットアップとプログラミングを簡素化し、オペレーターのトレーニングの必要性を軽減するために、直観的なソフトウェア インターフェイスの開発に多額の投資を行っています。
