Vacuum beam assembly tool: análisis y diseño de un utillaje para el ensamblaje de una viga de vacío para una impresora de gran formato
Tutor / Supervisor
Sole i Enrech, Lluis
Student
Rosell Castells, Juan Andreu
Document type
Bachelor thesis
Date
2022
rights
Restricted access - confidentiality agreement
Publisher
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Abstract
Aquest projecte ha estat realitzat a HP, al departament d'Operacions durant el curs 2021-2022. Forma part de la industrialització d'una Vacuum Beam (biga), un dels components crítics d'una impressora de gran format. La Vacuum Beam es munta mitjançant un utillatge específic, ja que està formada per un conjunt de peces que han d'estar posicionades de manera molt precisa. L'utillatge actual produeix un residu important de bigues que no compleixen les especificacions de disseny. Amb l'objectiu final de millorar el rendiment, hem desenvolupat un nou disseny d'un utillatge de muntatge per a la Vacuum Beam.
En el punt de partida d'aquest projecte s'ha realitzat una anàlisi del conjunt de la Vacuum Beam i dels seus components per poder identificar-ne les parts, les cotes i els punts més crítics, per aprendre on i de quina manera s'han de posicionar els seus components per a un muntatge precís i sense dispersió.
A partir d'aquest coneixement obtingut de l'anàlisi, s'han definit juntament amb HP els objectius específics del disseny. A una primera part del treball hem desenvolupat un disseny conceptual de l'utillatge, estudiant les diferents maneres en què podem posicionar, referenciar i fixar les peces de la biga, amb l'objectiu d'aconseguir un sistema robust amb una dispersió estreta al resultat del muntatge. A partir d'aquest estudi es crea un primer disseny 3D, el qual ha estat un punt d'inflexió i de partida per al desenvolupament i l'evolució dels subsistemes de l'utillatge, que han anat evolucionant fins a un disseny mecànic final complet de l'utillatge. En aquesta memòria es detallen els desenvolupaments i evolucions més importants. Finalment, s'hi inclouen els plànols realitzats i el llistat de components de l'utillatge, les instruccions de muntatge de la biga en el nou utillatge i l'anàlisi de costos.
Este proyecto ha sido realizado en HP, en el departamento de Operaciones durante el curso 2021-2022. Forma parte de la industrialización de una Vacuum Beam (viga), uno de los componentes críticos de una impresora de gran formato. La Vacuum Beam se ensambla mediante un utillaje específico, porque está formada por un conjunto de piezas que deben ir posicionadas de manera muy precisa. El utillaje actual produce un desecho importante de vigas que no cumplen las especificaciones de diseño. Con el objetivo final de mejorar el rendimiento hemos desarrollado un nuevo diseño de un utillaje de montaje para la Vacuum Beam.
En el punto de partida de este proyecto se ha realizado un análisis del conjunto de la Vacuum Beam y de sus componentes para poder identificar sus partes, cotas y puntos más críticos, para aprender dónde y de qué manera se deben posicionar sus componentes para un ensamblaje preciso sin dispersión.
A partir de este conocimiento obtenido del análisis, se han definido juntamente con HP los objetivos específicos del diseño. En una primera parte del trabajo hemos desarrollado un diseño conceptual del utillaje, estudiando las distintas maneras en que podemos posicionar, referenciar y fijar las piezas de la viga, con el objetivo de conseguir un sistema robusto con una dispersión estrecha en el resultado del montaje. A partir de este estudio se crea un primer diseño 3D, el cuál ha sido un punto de inflexión y de partida para el desarrollo y evolución de los subsistemas del utillaje, que han ido evolucionando hasta un diseño mecánico final completo del utillaje. En esta memoria se detallan los desarrollos y evoluciones más importantes. Finalmente, se incluyen los planos realizados y el listado de componentes del utillaje, las instrucciones de ensamblaje de la viga con el nuevo utillaje y el análisis de costes.
This project has been carried out at HP, in the Operations department during the 2021-2022 academic year. It is part of the industrialization of a Vacuum Beam, one of the critical components of a large format printer. The Vacuum Beam is assembled using a specific assembly tool because it is made up of a set of parts that must be positioned very precisely. Current tooling results in significant scrap of beams that do not meet design specifications. With the ultimate goal of improving performance, we have developed a new assembly tool design for the Vacuum Beam.
At the starting point of this work, an analysis of the Vacuum Beam and its components was carried out to identify its most critical points, dimensions, and parts, to learn where and how its components should be positioned for a precise scatter-free assembly.
Based on the insights gained from the analysis, specific design goals were defined with HP. In a first part of the work, we developed a conceptual design of the tool, studying the different ways in which the pieces of the beam can be positioned, referenced, and fixed, with the aim of achieving a robust system with a narrow dispersion in the assembly result. From this study, a first 3D design was then created, which was a turning and starting point for the development and evolution of the tool's subsystems, which were evolved until attaining a complete final mechanical design of the tooling. The most important of these developments and evolutions are detailed in this report. Finally, we include the drawings made and the list of components of the new assembly tool, the assembly instructions of the Vacuum Beam with the new tool, and the costs analysis.
Entitat col·laboradora
HP Printing and Computing
Participating teacher
- Sole i Enrech, Lluis