NASZE REALIZACJE

Manipulator okienny – jak usprawniliśmy montaż szyb w wagonach kolejowych

Wyzwanie: 140 kg montowane w ciasnej przestrzeni

Potrzeba i cel realizacji

Czołowy producent z branży kolejowej zgłosił się do nas z konkretną potrzebą: zmechanizowania procesu wklejania szyb do wagonów. 

Problem? 

Szyba z klejem waży aż 140 kg, a dostęp do miejsca montażu jest bardzo ograniczony – okna montuje się od wewnątrz, więc zastosowanie żurawia czy dźwigi nie wchodziło w grę.

Klientowi zależało na stworzeniu uniwersalnego manipulatora, który przede wszystkim poprawi ergonomię pracy i zapewni powtarzalność procesu montażu okien w wagonie.

Natomiast sama konstrukcja urządzenia miała pozwalać na szybką produkcję kolejnych manipulatorów. 

Naszym zadaniem było stworzenie rozwiązania, które:

umożliwi precyzyjne ustawienie szyby w pionie i jej wypoziomowanie za pomocą pokrętła,

pozwoli wkleić szybę bez przesunięć i luzów,

będzie obsługiwane tylko przez dwie osoby,

i zmieści się w ciasnej przestrzeni wewnątrz wagonu.

Mieliśmy wykonać 5 takich przyrządów.

Proces realizacji: skupienie się na prototypie i testowanie, testowanie, i jeszcze raz – testowanie

Na początku był prototyp

Klient zgłosił się z ogólnym pomysłem, który wymagał znaczących udoskonaleń. 

Po przeprowadzeniu dokładnych konsultacji z klientem i ustaleniu potrzeb, jakie ma spełniać manipulator, przeszliśmy do projektowania i wdrażania modyfikacji do modelu. 

Aby mieć pewność, że zaproponowane rozwiązania rzeczywiście działają, postanowiliśmy rozpocząć od stworzenia prototypu według wstępnej koncepcji. 

Pozwoliło to na przetestowanie założeń, wychwycenie problemów i ich bieżącą eliminację przed wdrożeniem seryjnym. 

Praktyka zweryfikowała teorię – co zmienialiśmy po drodze

Realizację rozpoczęliśmy od wykonania prototypu. 

W ten sposób odkryliśmy kilka problemów w pierwotnej koncepcji klienta:

siłowniki były zbyt mocne – dobrane na 240 kg zamiast 140, co powodowało nadmierne naprężenia,

podczas unoszenia okna do pionu, konstrukcja przechylała się, co wymagało zastosowania przeciwwag,

pierwotne zawiasy nie wytrzymały obciążenia i złamały się – wymieniliśmy je na cynkowe, regulowane modele,

śruby mocujące (M3) szyn prowadzących były zbyt słabe – zastąpiliśmy je solidniejszymi elementami,

w przekładni brakowało miejsca na sprzęgło – dodaliśmy kliny i zmodyfikowaliśmy wał.

Jednocześnie uprościliśmy obsługę: w ręczne pokrętła wspawaliśmy nakrętki, dzięki czemu szybę można teraz ustawiać za pomocą wkrętarki – bez siłowania się.

5 x uniwersalny manipulator okienny

Opracowaliśmy uniwersalny manipulator okienny, który można zastosować w różnych typach wagonów kolejowych.

W konstrukcji zastosowaliśmy:

konstrukcja bazowa z profili aluminiowych typu I serii 8,

prowadnice, śruby trapezowe do precyzyjnego pozycjonowania okien,

elementy CNC z PAG, które chronią szybę przed uszkodzeniem,

stalowe komponenty lakierowane proszkowo, w tym złączki, uchwyty i adaptery.

Około 30% projektu stanowiły niestandardowe elementy, które zaprojektowaliśmy specjalnie pod ten projekt.

Zastosowaliśmy kolorystykę zgodną z wewnętrznymi normami BHP klienta.

Przykładowo, stalowe przeciwwagi oraz uchwyty transportowe pomalowaliśmy na magentę, natomiast podesty zgodnie ze specyfikacją musiały być żółte. 

Urządzenie umożliwia:

ustawienie szyby w poziomie, aby ułatwić nakładanie kleju,

ustawienie szyby w pionie po nałożeniu kleju,

wypoziomowanie i dociśnięcie jej za pomocą wygodnego systemu z pokrętłem,

wjechanie do wnętrza wagonu dzięki specjalnym wózkom i platformom.

Po dopracowaniu prototypu wykonaliśmy cztery kolejne urządzenia – każdy ze spersonalizowanymi detalami i zgodnie z normami klienta.

Czas realizacji

Ze względu na to, że pracowaliśmy na “żywym organizmie” w postaci prototypu i na bieżąco wprowadzaliśmy zmiany w modelu, trudno jest określić czas przeznaczony na samo projektowanie. 

Testowanie i dopracowywanie finalnej wersji prototypu manipulatora trwało około dwóch tygodni. 

Efekt: Lepsza ergonomia, powtarzalność, mniejsze obciążenie

Korzyści dla klienta

Dzięki zastosowaniu manipulatora:

montaż szyb odbywa się znacznie szybciej i bezpieczniej – z udziałem tylko dwóch osób,

pracownicy są mniej obciążeni fizycznie,

każdy montaż jest powtarzalny, co gwarantuje, że każde okno jest wklejone w ten sam sposób, zgodnie z wymaganiami jakościowymi klienta i oszczędza czas.

Ostateczna wersja urządzenia spełniła wszystkie wymagania klienta. 

Po wdrożeniu urządzenia nie pojawiły się żadne problemy – wszystkie egzemplarze działają zgodnie z założeniami, a pracownicy docenili intuicyjność obsługi. 

Podsumowanie

Realizacja pozwoliła nam wykorzystać sposób pracy, na który (niestety) nieczęsto możemy sobie pozwolić. Jednocześnie projekt ten udowadnia, że prototypownie i doskonalenie w oparciu o niego modelu jest bardzo skuteczną i efektywną metodą projektowania.

Zwłaszcza w przypadku, jak ten, gdzie właściwie wszystkie elementy stalowe (30% całej konstrukcji) zostały zaprojektowane i wykonane specjalnie pod ten konkretny projekt.

Dzięki skupieniu się na dopracowaniu prototypu, byliśmy w stanie przetestować wszystkie założenia zanim rozwiązanie manipulator trafił do klienta i przeszliśmy do produkcji kolejnych urządzeń. 

W ten sposób znacząco zaoszczędziliśmy czas realizacji, całkowicie wyeliminowaliśmy konieczność dostosowywania rozwiązania do realnego sposobu pracy pracowników produkcyjnych, a co za tym idzie maksymalnie ograniczyliśmy wydatki klienta.

Pomimo licznych wyzwań w trakcie pracy nad prototypem, stworzyliśmy funkcjonalne i bezpieczne rozwiązanie, które usprawniło proces montażu ciężkich okien w wagonach pociągów. Sprawdza się ono w różnego rodzaju wagonach i można je produkować seryjnie. 

Manipulator został bardzo pozytywnie przyjęty i oceniony przez pracowników. Jego sposób obsługi jest uproszczony, intuicyjny i mniej obciążające fizycznie. Dodatkowo sposób korzystania z manipulatora jest dokładnie taki sam, niezależnie od typu wagonu, w którym pracownicy montują okno.

Zastosowane w konstrukcji