Automobiļu detaļu ražošana: efektīvas montāžas gadījuma izpēte, izmantojot trīs asu servo robotu

Automobiļu detaļu ražošana: efektīvas montāžas gadījuma izpēte, izmantojot trīs asu servo robotu

Pirmkārt, ievads: Sāpīgās vietas un risinājumi automobiļu detaļu montāžā

Kā autobūves nozares stūrakmens, autobūves detaļu ražošana izvirza stingras prasības precizitātei, efektivitātei un stabilitātei montāžas procesā. Dzinēja bloka montāžas pielaides jākontrolē ±0,02 mm robežās, un transmisijas zobratu montāžas cikliem jāatbilst ražošanas prasībām, kas pārsniedz 30 vienības minūtē. Manuālā montāža ne tikai saskaras ar efektivitātes ierobežojumiem, ko rada mainīgs prasmju līmenis un atkārtots darbs, bet arī cīnās, lai izpildītu unikālās prasības attiecībā uz elektronisko komponentu antistatisku un bez eļļas montāžu jaunajā enerģijas transportlīdzekļu laikmetā.

Ar galvenajām priekšrocībām, ko sniedz "augstas precizitātes pozicionēšana + ātra reaģēšana + elastīga pielāgošanās spēja", trīs asu servo roboti ir kļuvuši par galveno aprīkojumu šo problēmu risināšanai. Šajā rakstā tiks analizēts, kā tie panāk izrāvienu gan efektivitātes, gan kvalitātes ziņā, izmantojot trīs tipiskus automobiļu detaļu montāžas gadījumus.

Otrās un trešās ass servo robotu piemērotība automobiļu detaļu montāžai

Pirms iedziļināties gadījumu izpētē, ir svarīgi skaidri noteikt galvenās jomas, kurās to tehniskās īpašības atbilst nozares prasībām:

Precīza saskaņošana: Izmantojot japāņu Panasonic servomotoru un lodīšu skrūves piedziņu, robots sasniedz ±0,01 mm atkārtojamību, kas atbilst precīzijas komponentu, piemēram, gultņu un zobratu, presēšanas un montāžas prasībām.

Ātruma priekšrocība: maksimālais ātrums bez slodzes sasniedz 1,2 m/s, ar paātrinājuma laiku ≤0,3 s, kas atbilst nepārtrauktas montāžas ciklam pēc štancēšanas un iesmidzināšanas formēšanas.

Elastīga regulēšana: Montāžas programmas var ātri pārslēgt, izmantojot Mācīt kulonu, atbalstot 3–5 dažādu komponentu modeļu (piemēram, vārstu vadotņu) integrāciju vienā ražošanas līnijā.

Vides saderība: IP65 aizsardzības klase iztur eļļainu vidi dzinēja darbnīcā, un papildu antistatiskā plaukstas locītavas montāža atbilst automobiļu elektronisko komponentu montāžas prasībām.

Treškārt, trīs tipisku montāžas gadījumu izpētes padziļināta analīze

1. gadījums: Dzinēja cilindru bloka gultņu vāciņu automatizēta montāža (Vācijas 1. līmeņa piegādātājs)
1. Projekta pamatinformācija
Klienta sākotnējam montāžas modelim “divām personām + vienkāršs pneimatiskais instruments” bija trīs galvenās problēmas: ① Nevienmērīgs gultņa vāciņa skrūvju pievilkšanas griezes moments (svārstību diapazons ±5 N·m), kā rezultātā motora trokšņa līmenis bija 1,2%; ② Cilindru bloka (katrs svēra 35 kg) manuāla apstrāde bija pakļauta triecieniem un sadursmēm, kā rezultātā brāķu līmenis bija 0,8%; ③ Vienas maiņas ražošanas jauda bija tikai 800 vienības, kas nespēja izpildīt oriģinālā aprīkojuma ražotāja piegādes prasību 1200 vienības maiņā.
2. Trīs asu servo robots Risinājums
Aparatūras konfigurācija: X ass gājiens 1800 mm, Y ass 800 mm, Z ass 600 mm, aprīkota ar griezes momenta kontrolētu elektrisko skrūvgriezi un vakuuma piesūcekņa gala efektoru;
Montāžas procesa optimizācija:
The Robots mūsvizuālā pozicionēšana, lai satvertu cilindra korpusu un transportētu to uz montāžas staciju (pozicionēšanas precizitāte ±0,02 mm);
Z ass piedziņas elektriskais skrūvgriezis pievelk skrūves trīs posmos saskaņā ar iepriekš iestatītu programmu (iepriekšēja pievilkšana 5 N·m → atkārtota pievilkšana 18 N·m → galīgā pievilkšana 25 N·m), nodrošinot griezes momenta datu atgriezenisko saiti reāllaikā;
Pēc montāžas gultņa vāciņa līdzenums tiek pārbaudīts automātiski, un bojātie produkti tiek automātiski noraidīti.

3. Īstenošanas rezultāti
Skrūvju pievilkšanas griezes momenta svārstības tika samazinātas līdz ±0,5 N·m, un motora trokšņa līmenis tika samazināts līdz 0,15%;
Zhi sadursmes radītie bojājumi tika novērsti, un lūžņu daudzums tika samazināts līdz 0,03%;
Vienas maiņas ražošanas jauda palielinājās līdz 1350 vienībām, un darbaspēka izmaksas tika samazinātas par 60%.

2. gadījums: Stūres šarnīra lodveida savienojumu montāža jaunās enerģijas transportlīdzekļu šasijai (jaunas enerģijas transportlīdzekļu ražotāja atbalsta rūpnīca)
1. Projekta pamatinformācija
Kā drošības komponents stūres šarnīra lodveida savienojumam ir nepieciešams integrēts process: "lodveida tapas piespiešana + putekļu pārsega komplekts + griezes momenta pārbaude". Esošajam manuālajam procesam bija šādas problēmas: ① Neprecīza presēšanas spēka kontrole (novirze bojājumiem pārspiediena vai atslābšanas dēļ zemspiediena dēļ); ② Putekļu pārsega komplekts bija pakļauts grumbuļainībai, kā rezultātā tas nebija pietiekami ūdensnecaurlaidīgs; un ③ Testa dati nebija izsekojami, tāpēc tie neatbilda IATF16949 sertifikācijas prasībām. 2. Trīs asu servo Robots Srisinājums
Kodola konfigurācija: Aprīkots ar spiediena sensoru (±1 N precizitāte) un ar spēku kontrolētu montāžas moduli, kas aprīkots ar pielāgotu putekļu pārsega izplešanās armatūru.
Galvenie tehnoloģiskie sasniegumi:
Spiediena un pārvietojuma līknes uzraudzība reāllaikā presēšanas montāžas procesa laikā, nekavējoties izslēdzot iekārtu, ja līkne novirzās no standarta diapazona (piemēram, pēkšņs kritums).
Z ass izmanto elastīgu spēka vadības režīmu, pieliekot putekļu pārsegam nemainīgu 50 N spiedienu, nodrošinot neburzīgu piegulšanu.
Montāžas dati (spiešanas spēks, griezes moments un laiks) tiek automātiski augšupielādēti MES sistēmā, ģenerējot unikālu izsekojamības kodu.
3. Īstenošanas rezultāti
Presēšanas defektu līmenis ir samazināts no 2,3% līdz 0,08%, un putekļu pārsega blīvēšanas testa sekmīgas izpildes līmenis ir sasniedzis 100%.
Ir panākta pilnīga procesa datu izsekojamība, veiksmīgi nokārtojot OEM IATF16949 auditu.
Cilvēku skaits uz vienu darbstaciju ir samazināts no trim līdz vienam, palielinot efektivitāti uz vienu iedzīvotāju par 220 %.

3. gadījums: Automobiļu sensoru korpusu precīza uzstādīšana (automobiļu elektronikas uzņēmums)
1. Projekta pamatinformācija
Sensora korpuss sastāv no plastmasas pamatnes un metāla aizsarga. Montāžai bija nepieciešama 0,05 mm atstarpe un nedrīkst būt saskares skrāpējumu (virsmas apdares prasība: Ra ≤ 0,8 μm). Manuāla montāža rokas eļļas un nevienmērīga spēka dēļ izraisīja defektu līmeni pat 3,5%, un nebija iespējams izpildīt ikdienas ražošanas jaudas prasību 20 000 vienību apmērā.

2. Trīs asu servo robota risinājums

Pielāgots dizains: tiek izmantota viegla oglekļa šķiedras roka (svara samazinājums par 40 %), kas aprīkota ar silikona vakuuma uzgali un redzes vadības sistēmu galā.

Montāžas loģika:

Redzes sistēma identificē korpusa pozicionēšanas caurumus un vada robotu precīzai satveršanai (pozicionēšanas laiks ≤ 0,2 s).

Tiek izmantota stratēģija "vispirms vadīšana, pēc tam pielāgošana", Z asij virzoties uz leju ar mazu ātrumu 0,1 m/s, lai nodrošinātu, ka vairogs ir droši piestiprināts pamatnei.

Pēc montāžas tiek izmantots lāzera profilometrs, lai pārbaudītu spraugu un virsmas skrāpējumus. 3. Īstenošanas rezultāti
Pārošanās klīrensa caurlaidības ātrums sasniedza 99,92%, un virsmas skrāpējumu defektu līmenis samazinājās līdz 0,05%.
Montāžas cikla laiks palielinājās līdz 0,8 s/komplekts, un vidējā dienas ražošanas jauda bija 21 600 komplekti.
Samazinot attaukošanas un tīrīšanas procesu, komplekta izmaksas tika samazinātas par 0,8 juaņām.

Ceturtkārt, trīs asu servo robotu pamatvērtības noteikšana

Kā liecina iepriekš minētie gadījumi, to vērtība automobiļu detaļu montāžā sniedzas tālāk par vienkāršu roku darba aizstāšanu. Drīzāk tie panāk trīsstūrveida "efektivitātes, kvalitātes un izmaksu" optimizāciju:

Efektivitātes uzlabošana: Pateicoties "ātrgaitas kustībai + procesu integrācijai", vienas stacijas produktivitāte palielinās vidēji par 80–150%, izpildot autoražotāju "Just-in-Time" piegādes prasības.

Kvalitātes nodrošināšana: aizstājot "paļaušanos uz pieredzi" ar "uz datiem balstītu kontroli", galveno procesu defektu līmenis parasti tiek samazināts līdz zem 0,1%, atbilstot autobūves nozares PPM līmeņa kvalitātes standartiem.

Izmaksu optimizācija: Papildus tiešai darbaspēka izmaksu samazināšanai, slēptie izmaksu ietaupījumi tiek panākti arī, samazinot brāķu daudzumu un saīsinot nodošanas ekspluatācijā laiku (samazinot pārejas laiku no 4 stundām līdz 15 minūtēm). Investīciju atmaksāšanās periods parasti ir 12–18 mēneši.

Piektkārt, atlases un ieviešanas ieteikumi

Izvēlieties komponentus, pamatojoties uz to īpašībām:
Precīzijas mehāniskie komponenti (piemēram, gultņi): dodiet priekšroku konfigurācijām ar griezes momenta/spiediena atgriezenisko saiti.
Lieli, smagie komponenti (piemēram, cilindri): Nepieciešami lielas slodzes servomotori (ieteicams ≥500 W).
Elektroniskie komponenti: Nepieciešami antistatiski moduļi un tīras kvalitātes gala efektori.
Koncentrēšanās uz ražošanas līniju integrāciju: ieteicams integrēties ar MES un vizuālās pārbaudes sistēmām, lai panāktu slēgtu "montāžas-pārbaudes-izsekojamības" ciklu.
Nodrošiniet elastību: Izvēlieties modeli ar paplašināmām asīm (atbalstot jauninājumus līdz četrām/piecām asīm), lai pielāgotos turpmākajām produktu iterācijām.

Sestkārt, secinājums

Automobiļu rūpniecības pārejā uz elektrifikāciju, intelektu un vieglsvara konstrukcijām, trīs asu servo roboti ir attīstījušies no papildu aprīkojuma līdz būtiskām funkcijām. Neatkarīgi no tā, vai tiek montēti dzinēji tradicionāliem ar degvielu darbināmiem transportlīdzekļiem vai integrētas elektroniskās sastāvdaļas jaunās enerģijas transportlīdzekļos, tās maina detaļu ražošanas efektivitātes robežas ar precizitāti un efektivitāti.