POKA YOKE w formach wtryskowych

Jedną z najczęstszych przyczyn awarii form są źle zamontowane wkładki, stemple bądź wypychacze, omyłkowo umieszczone w formie w innym, niż przeznaczone dla nich miejscu. Jest to możliwe, ponieważ w niewielkim stopniu części te mogą różnić się od siebie. Często jest tak, że fragment formujący jest co prawda inny, ale już część mocująca stempla jest taka sama i o pomyłkę nietrudno. Z pomocą w przeciwdziałaniu tego typu zdarzeniom przychodzi filozofia POKA YOKE, czyli zapobieganie awariom/błędom.

Zróżnicowanie średnic słupów prowadzących 

Najczęściej spotykanym rozwiązaniem tego typu, dawno wprowadzonym przez wszystkich producentów normaliów do form wtryskowych, jest zróżnicowanie średnic słupów prowadzących: jeden z  nich ma mniejszą średnicę, dzięki czemu zamknięcie formy wtryskowej jest możliwe wyłącznie wtedy, gdy jej połówki są prawidłowo zorientowane.

Przesuniecie jednego ze słupów 

Innym rozwiązaniem, rzadziej spotykanym, ale równie skutecznym i  umożliwiającym użycie słupów tej samej średnicy, jest nieznaczne przesunięcie jednego ze słupów (w granicach kilku mm) względem pozostałych, co również uniemożliwi zamknięcie nieprawidłowo zorientowanej formy wtryskowej. To rozwiązanie jest jednak możliwe tylko, gdy narzędziownia wykonuje płyty formy wtryskowej we własnym zakresie i może wykonać niestandardowy rozstaw słupów.

Cechowanie stempli i wkładek 

Najprostszym sposobem uniknięcia błędów podczas demontażu/montażu formy wtryskowej jest cechowanie wkładek, stempli, wypychaczy itd. Nie jest to co prawda typowe rozwiązanie POKA YOKE, ale nie sposób o nim nie wspomnieć. Przy pomocy cechowania możemy również określić sposób zorientowania wkładek. Przy ponownym montażu łatwo wtedy odnaleźć i prawidłowo umieścić element formy wtryskowej w dedykowanym dla niego miejscu.

Aby cechowanie działało bardziej efektywnie, celowe jest ustalenie w narzędziowni jasnych i stałych reguł, według których jest ono wykonywane. Niestety, gdy każdy ze ślusarzy, pracujących przy formie, cechuje wkładki wg własnego uznania, skuteczność tego rozwiązania jest niska. Na marginesie warto wspomnieć, że często zasadne jest również dodatkowe cechowanie: na przykład rodzaju stali, z jakiej wykonany jest wkład oraz jego twardość (przydatne przy ewentualnych spawaniu), lub cechowanie numerów detali w  formach rodzinnych, wielokrotnych, które, z racji niewielkich rozmiarów, nie są cechowane na powierzchniach formujących bądź cechowanie to jest słabo widoczne. Znacznie usprawnia to codzienną obsługę formy wtryskowej.

POKA YOKE

POKAYOKE jest metodą zapobiegania defektom pochodzącym z błędów i pomyłek, które popełnia człowiek poprzez brak koncentracji lub nieuwagę. Należy pamiętać, że według filozofii Lean kontrola jest marnotrawstwem. Klient płaci za działanie wykonane dobrze za pierwszym razem, więc zamiast kontrolować lepiej zapobiegać. (https://leanactionplan.pl/poka-yoke/)

Jak jednak wspomniano cechowanie jedynie pomaga, nie zabezpiecza przed pomyłkami. Tutaj właśnie wkracza filozofia POKA YOKE. Wszystkich sposobów na uniknięcie błędów nie sposób przedstawić, ponieważ codziennie powstają nowe. Jednak pewne rozwiązania można uznać za standard, który utrwaliły się w konstrukcji form wtryskowych. 

Najczęściej zabezpieczamy przed niewłaściwym montażem wypychacze lub stemple okrągłe. Takie działanie ma na celu nie tylko uniknięcie umieszczenia elementu w nieodpowiednim miejscu, ale również zabezpiecza kształtowe, formujące części stempli przed obróceniem się w trakcie wtrysku. POKA YOKE w tym przypadku realizowane jest na przykład poprzez zmianę kształtu, średnicy lub wysokości kołnierza. Najlepszym rozwiązaniem jest dodanie kołka pozycjonującego. Najlepiej, gdy pozycja tego kołka jest różna dla każdego gniazda. Uniemożliwia to praktycznie pomyłkę przy montażu. 

Innym rozwiązaniem POKA YOKE, często stosowanym w formach wtryskowych jest takie uformowanie zewnętrznych kształtów wkładów, aby niewłaściwy montaż był niemożliwy. Tutaj konstruktorzy mogą najbardziej wykazać się pomysłowością, bowiem rozwiązania tego typu muszą uwzględniać specyfikę konkretnej formy wtryskowej.

Na rys. 7 (na dole tekstu) przedstawione zostało zastosowanie promienia w jednym z naroży wkładu, jako rozwiązanie POKA YOKE. Pozostałe 3 naroża nie posiadają promienia, przez co osadzenie wkładu w kieszeni w sposób inny, niż prawidłowy, jest niemożliwe. Można, dla łatwiejszego wykonania w narzędziowni, zróżnicować promienie. Wtedy jeden wykonujemy znacząco większy, co daje ten sam efekt. 

Kolejnym rozwiązaniem sposobem POKA YOKE na zabezpieczenie, poprzez zastosowanie zmiennego kształtu elementów pasowanych, jest mocowanie cięgien napędu płyty ruchomej, w formie 3-płytowej. Dzięki zróżnicowaniu kształtu powierzchni mocujących, niemożliwe jest niewłaściwe zorientowanie cięgien podczas montażu, co chroni przed kosztowną awarią podczas pracy formy wtryskowej. 

Następny przykład to zastosowanie w formach wtryskowch POKA YOKE i kołków na powierzchni bocznej liftera. Różnice w kształcie tych lifterów są niewielkie i łatwe do przeoczenia. Nieprawidłowe zamocowanie, doprowadziło do nadlewek na detalu. Kołki uniemożliwiły wadliwy montaż i powtórzenie się sytuacji w przyszłości. 

Ciekawym przykładem rozwiązań POKA YOKE w formach wtryskowych jest mocowanie pakietów jednakowych wkładek formujących w detalu typu zaślepka. Występ wykonany w  jednym segmencie, pasuje do kieszeni wykonywanej w segmencie kolejnym. Kolejne segmenty mają występ przesunięty względem poprzedniego o kilka milimetrów. 

Podobnie, aby zabezpieczyć suwaki przed umieszczeniem w niewłaściwym miejscu, co jest możliwe w formach wtryskowych, w których jest kilka jednakowych suwaków, można zastosować kołki, przesunięte w  kolejnych częściach, tak aby uniemożliwić nieprawidłowy montaż. 

Ten sam efekt uzyskać można poprzez zróżnicowanie wysokości kołnierzy części prowadzącej suwaka. Jeśli w  suwakach jest zastosowana środkowa listwa prowadząca, można jej pozycji użyć jako rozwiązania POKA YOKE: w kolejnych suwakach może być ona lekko przemieszczona, co również zabezpieczy przez wadliwym zamontowaniem.

Jeszcze jednym rodzajem wymuszenia prawidłowego montażu stempli bądź wkładek, jest ukształtowanie części mocującej, tak aby dany stempel można było włożyć tylko do przeznaczonej dla niego kieszeni lub wybrania w płycie obsady. 

Podsumowanie 

Przykłady rozwiązań POKA YOKE w formach wtryskowych można by mnożyć w  nieskończoność, gdyż wciąż tworzone są nowe. Najważniejszą rzeczą jest zrozumienie, przyswojenie i  wdrożenie na stałe filozofii poszukiwania takich rozwiązań, które popełnienie błędów czynią niemożliwym. Wdrożenie tych zasad i konsekwentne ich stosowanie, przyniesie z pewnością znaczące oszczędności. Zawsze bowiem lepiej zapobiegać problemom niż ponosić koszty napraw i przestojów.

RYSUNKI >>

Ireneusz Bukszyński 

Nifco Poland