Производство на автомобилски делови: Студија на случај за ефикасно склопување со употреба на троосен серво робот

Производство на автомобилски делови: Студија на случај за ефикасно склопување со употреба на троосен серво робот

Прво, вовед: Проблемни точки и решенија при склопување на автомобилски делови

Како камен-темелник на автомобилската индустрија, производството на автомобилски делови поставува строги барања за прецизност, ефикасност и стабилност во процесот на склопување. Толеранциите на склопувањето на моторниот блок мора да се контролираат во рамките на ±0,02 mm, а циклусите на склопување на менувачот мора да ги исполнат производствените барања што надминуваат 30 единици во минута. Рачното склопување не само што се соочува со тесни грла во ефикасноста предизвикани од флуктуирачки нивоа на вештина и повторувачка работа, туку се бори и да ги задоволи уникатните барања за антистатичко и безмаслено склопување на електронски компоненти во новата ера на енергетски возила.

Со своите основни предности на „високопрецизно позиционирање + брз одзив + флексибилна прилагодливост“, трооските серво роботи станаа клучен дел од опремата за справување со овие болни точки. Оваа статија ќе анализира како тие постигнуваат пробиви и во ефикасноста и во квалитетот преку три типични случаи на склопување автомобилски делови.

Соодветност на сервороботи со втора и трета оска за склопување на автомобилски делови

Пред да се навлеземе во студии на случај, важно е јасно да се идентификуваат клучните области каде што нивните технички карактеристики се усогласуваат со барањата на индустријата:

Прецизно усогласување: Користење на јапонски Panasonic серво мотор и топчест завртка-погон, роботот постигнува повторување од ±0,01 mm, исполнувајќи ги барањата за притискање и склопување за прецизни компоненти како што се лежишта и запчаници.

Предност на брзината: Максималната брзина без оптоварување достигнува 1,2 m/s, со време на забрзување од ≤0,3 s, што одговара на циклусот на континуирано склопување по печат и лиење со вбризгување.

Флексибилно прилагодување: Програмите за склопување можат брзо да се менуваат со помош на Научи приврзок, поддржувајќи ја интеграцијата на 3-5 различни модели на компоненти (на пр., водилки за вентили за мотори со различна зафатнина) на истата производствена линија.

Компатибилност со животната средина: Оценката за заштита IP65 издржува мрсна средина во автомеханичарска работилница, а опционалниот антистатички склоп на зглобот ги исполнува барањата за склопување на автомобилски електронски компоненти.

Трето, длабинска анализа на три типични студии на случаи на склопување

Случај 1: Автоматизирано склопување на капачиња на лежишта на блокот на цилиндрите на моторот (германски добавувач од прво ниво)
1. Позадина на проектот
Оригиналниот модел на склопување на клиентот „две лица + едноставна пневматска алатка“ претставуваше три клучни проблеми: ① Неконзистентен вртежен момент на затегнување на завртките на капачето на лежиштето (опсег на флуктуации ±5 N·m), што резултираше со стапка на бучава од моторот од 1,2%; ② Рачното ракување со блокот на цилиндарот (секој со тежина од 35 кг) беше склоно кон удари и судири, што резултираше со стапка на отпад од 0,8%; ③ Капацитетот за производство во една смена беше само 800 единици, неспособни да го задоволат барањето за испорака на OEM од 1.200 единици/смена.
2. Триосен серво робот Решение
Конфигурација на хардвер: движење на X-оската 1800 mm, Y-оска 800 mm, Z-оска 600 mm, опремено со електричен шрафцигер со контролиран вртежен момент и ефектор на крајот со вакуумска чаша за вшмукување;
Оптимизација на процесот на склопување:
На Роботот насes визуелно позиционирање за да се фати телото на цилиндерот и да се транспортира до станицата за склопување (точност на позиционирање ± 0,02 mm);
Електричниот шрафцигер со погон на Z-оската ги затегнува завртките во три фази според однапред поставена програма (претходно затегнување 5N·m → повторно затегнување 18N·m → конечно затегнување 25N·m), обезбедувајќи повратни информации за податоците за вртежниот момент во реално време;
По склопувањето, плошноста на капачето на лежиштето автоматски се проверува и неисправните производи автоматски се отфрлаат.

3. Резултати од имплементацијата
Флуктуациите на вртежниот момент при затегнување на завртките беа намалени на ±0,5 N·m, а стапката на бучава од моторот беше намалена на 0,15%;
Штетата од судирот на Zhi беше елиминирана, а стапката на отпад беше намалена на 0,03%;
Производствениот капацитет во една смена се зголеми на 1.350 единици, а трошоците за работна сила се намалија за 60%.

Случај 2: Склопување на зглобови на управувачкиот зглоб за шасија на возила со нова енергија (поддржувачка фабрика на производител на возила со нова енергија)
1. Позадина на проектот
Како безбедносна компонента, топчестиот зглоб на управувачкиот зглоб бара интегриран процес: „притискање на топчестата игла + склоп на капакот за прашина + тестирање на вртежниот момент“. Постоечкиот рачен процес имаше следниве проблеми: ① Неточна контрола на силата на притискање (склона кон оштетување поради преголем притисок или олабавување поради потпритисок); ② Склопот на капакот за прашина беше склонен кон брчкање, што резултираше со лошо водоотпорно запечатување; и ③ Податоците од тестот не беа проследливи, не ги исполнувајќи ги барањата за сертификација IATF16949. 2. Троосен серво мотор Робот Сраствор
Конфигурација на јадрото: Опремен со сензор за притисок (точност ±1N) и модул за склопување контролиран со сила, опремен со прилагодена фиксажа за проширување на капакот за прашина.
Клучни технолошки откритија:
Следење во реално време на кривата на притисок-поместување за време на процесот на притискање, веднаш исклучување на машината ако кривата отстапува од стандардниот опсег (на пр., ненадеен пад).
Z-оската користи флексибилен режим за контрола на силата, применувајќи постојан притисок од 50N на капакот за прашина, обезбедувајќи совршено прилепување без брчки.
Податоците за склопување (сила на притискање, вртежен момент и време) автоматски се прикачуваат во MES системот, генерирајќи уникатен код за следливост.
3. Резултати од имплементацијата
Стапката на дефекти при притискање е намалена од 2,3% на 0,08%, а стапката на поминување на тестот за запечатување на капакот за прашина достигна 100%.
Постигнато е целосно следење на податоците од целиот процес, успешно поминато ја ревизијата IATF16949 на OEM.
Бројот на луѓе по работна станица е намален од три на еден, со што ефикасноста по глава на жител се зголемува за 220%.

Случај 3: Прецизно монтирање на куќишта за автомобилски сензори (компанија за автомобилска електроника)
1. Позадина на проектот
Куќиштето на сензорот се состои од пластична основа и метален штит. За склопувањето беше потребен простор од 0,05 mm и без гребнатини од контакт (барање за завршна обработка на површината: Ra ≤ 0,8μm). Рачното склопување, поради рачно масло и нееднаква сила, резултираше со стапка на дефекти висока до 3,5% и не беше во можност да се задоволи дневниот производствен капацитет од 20.000 единици.

2. Решение за троосен серво робот

Прилагоден дизајн: Употребена е лесна рака од јаглеродни влакна (намалување на тежината за 40%), опремена со силиконска вакуумска чаша и систем за насочување на видот на крајот.

Логика на склопување:

Системот за визуелизација ги идентификува дупките за позиционирање на куќиштето и го води роботот за прецизно фаќање (време на позиционирање ≤ 0,2 секунди).

Се користи стратегија „прво водење, потоа поставување“, при што Z-оската се движи надолу со мала брзина од 0,1 m/s за да се осигури дека штитот е безбедно поставен во основата.

По склопувањето, се користи ласерски профилометар за проверка на празнината и површинските гребнатини. 3. Резултати од имплементацијата
Стапката на поминување на дозволата за парење достигна 99,92%, а стапката на дефекти на површинско гребење е намалена на 0,05%.
Времето на склопување се зголеми на 0,8 секунди/сет, со просечен дневен производствен капацитет од 21.600 сетови.
Со намалување на процесот на одмастување и чистење, цената по сет беше намалена за 0,8 јуани.

Четврто, идентификување на основната вредност на трооските серво роботи

Како што е прикажано во горенаведените случаи, нивната вредност во склопувањето на автомобилски делови оди подалеку од едноставна замена на рачниот труд. Наместо тоа, тие постигнуваат триаголна оптимизација на „ефикасност, квалитет и цена“:

Подобрување на ефикасноста: Преку „брзо движење + интеграција на процеси“, продуктивноста на една станица се зголемува во просек за 80%-150%, исполнувајќи ги барањата за испорака „точно на време“ на производителите на автомобили.

Обезбедување на квалитет: Со замена на „потпирањето на искуство“ со „контрола базирани на податоци“, стапката на дефекти во клучните процеси генерално се намалува на под 0,1%, исполнувајќи ги стандардите за квалитет на автомобилската индустрија на ниво на PPM.

Оптимизација на трошоците: Покрај директното намалување на трошоците за работна сила, скриените заштеди на трошоци се постигнуваат и преку намален отпад и скратено време за пуштање во употреба (намалување на времето за промена од 4 часа на 15 минути). Периодот на поврат на инвестицијата е обично 12-18 месеци.

Петто, Препораки за избор и имплементација

Изберете компоненти врз основа на нивните карактеристики:
Прецизни механички компоненти (како што се лежишта): Претпочитајте конфигурации со повратна информација за вртежен момент/притисок.
Големи, тешки компоненти (како што се цилиндри): Потребни се серво мотори со големо оптоварување (препорачани ≥500W).
Електронски компоненти: Потребни се антистатички модули и крајни ефектори со чист квалитет.
Фокус на интеграција на производствената линија: Се препорачува интеграција со MES и системи за визуелна инспекција за да се постигне затворена јамка „склопување-инспекција-следливост“.
Дозволете флексибилност: Изберете модел со проширливи оски (што поддржува надградби на четири/пет оски) за да се приспособат на идните итерации на производот.

Шести, Заклучок

Среде поместувањето на автомобилската индустрија кон електрификација, интелигенција и намалување на тежината, триосни серво роботи еволуираа од опционална опрема до основни карактеристики. Без разлика дали склопуваат мотори за традиционални возила на гориво или интегрираат електронски компоненти за возила со нова енергија, тие ги преобликуваат границите на ефикасноста на производството на компоненти со прецизност и ефикасност.