Автокөлік бөлшектерін өндіру: үш осьті серво роботты пайдаланып тиімді құрастырудың мысалдық зерттеуі

Автокөлік бөлшектерін өндіру: үш осьті серво роботты пайдаланып тиімді құрастырудың мысалдық зерттеуі

Біріншіден, кіріспе: Автокөлік бөлшектерін жинаудағы қиындықтар мен шешімдер

Автокөлік өнеркәсібінің негізі ретінде автомобиль бөлшектерін өндіру құрастыру процесінде дәлдікке, тиімділікке және тұрақтылыққа қатаң талаптар қояды. Қозғалтқыш блогын құрастыру төзімділігі ±0,02 мм шегінде бақылануы керек, ал беріліс қорабын құрастыру циклдері минутына 30 бірліктен асатын өндіріс талаптарына сай болуы керек. Қолмен құрастыру тек ауытқулы шеберлік деңгейлері мен қайталанатын еңбек салдарынан туындаған тиімділік кедергілеріне ғана емес, сонымен қатар жаңа энергетикалық көлік дәуіріндегі электронды компоненттерді антистатикалық және майсыз құрастырудың бірегей талаптарына сай келуде қиындықтарға тап болады.

«Жоғары дәлдіктегі позициялау + жоғары жылдамдықты жауап беру + икемді бейімделу» сияқты негізгі артықшылықтарымен үш осьті серво роботтар осы қиындықты шешуге арналған негізгі жабдыққа айналды. Бұл мақалада олардың үш типтік автомобиль бөлшектерін жинау жағдайы арқылы тиімділік пен сапада қалай жетістіктерге жеткені талданады.

Автокөлік бөлшектерін жинауға екінші және үшінші осьті серво роботтардың жарамдылығы

Кейс-стадилерді тереңірек қарастырмас бұрын, олардың техникалық ерекшеліктері салалық талаптарға сәйкес келетін негізгі салаларды нақты анықтау маңызды:

Дәл сәйкестендіру: Жапондық Panasonic серво қозғалтқышын және шарлы бұранда жетегін пайдалану, робот мойынтіректер мен берілістер сияқты дәл компоненттерге арналған престеу және құрастыру талаптарына сай келетін ±0,01 мм қайталанымдылыққа қол жеткізеді.

Жылдамдық артықшылығы: Ең жоғары жүктемесіз жылдамдық 1,2 м/с жетеді, үдеу уақыты ≤0,3 с, бұл штамптау мен құюдан кейінгі үздіксіз құрастыру цикліне сәйкес келеді.

Икемді реттеу: құрастыру бағдарламаларын пайдаланып тез ауыстыруға болады Оқытатын кулон, бір өндірістік желіде 3-5 түрлі компоненттік модельдерді (мысалы, әртүрлі ығысулары бар қозғалтқыштарға арналған клапан бағыттаушыларын) біріктіруді қолдайды.

Қоршаған ортаға үйлесімділік: IP65 қорғаныс рейтингі қозғалтқыш цехының майлы ортасына төтеп береді, ал қосымша антистатикалық білек жинағы автомобиль электронды компоненттерін жинау талаптарына сай келеді.

Үшіншіден, үш типтік құрастыру жағдайын терең талдау

1-жағдай: Қозғалтқыш цилиндрі блогының мойынтірек қақпақтарын автоматтандырылған түрде жинау (1-деңгейлі неміс жеткізушісі)
1. Жобаның негізі
Клиенттің түпнұсқа «екі адамдық + қарапайым пневматикалық құрал» құрастыру моделінде үш негізгі мәселе болды: ① Мойынтірек қақпағының болттарының біркелкі емес тарту моменті (ауытқу диапазоны ±5 Н·м), бұл қозғалтқыштың шуыл жылдамдығын 1,2% құрады; ② Цилиндр блогын (әрқайсысының салмағы 35 кг) қолмен басқару соққылар мен соқтығысуларға бейім болды, нәтижесінде сынықтар деңгейі 0,8% құрады; ③ Бір ауысымдық өндіріс қуаты небәрі 800 бірлікті құрады, бұл OEM-нің ауысымға 1200 бірлік жеткізу талабын қанағаттандыра алмады.
2. Үш осьті серво робот Шешім
Аппараттық құрал конфигурациясы: X осі бойынша жылжу 1800 мм, Y осі бойынша 800 мм, Z осі бойынша 600 мм, моментпен басқарылатын электр бұрағышымен және вакуумды сорғыш ұшының эффекторымен жабдықталған;
Құрастыру процесін оңтайландыру:
The Бізді роботқа айналдырыңызцилиндр корпусын ұстап, оны құрастыру станциясына тасымалдау үшін көру позициясын орнату (позициялау дәлдігі ±0,02 мм);
Z осі бойынша басқарылатын электр бұрағыш болттарды алдын ала орнатылған бағдарламаға сәйкес үш кезеңде қатайтады (алдын ала қатайту 5Н·м → қайта қатайту 18Н·м → соңғы қатайту 25Н·м), нақты уақыт режиміндегі момент деректері туралы кері байланысты қамтамасыз етеді;
Жинаудан кейін мойынтірек қақпағының тегістігі автоматты түрде тексеріледі және ақаулы өнімдер автоматты түрде қабылданбайды.

3. Іске асыру нәтижелері
Болтты қатайту моментінің ауытқуы ±0,5Н·м дейін төмендетілді, ал қозғалтқыштың шу деңгейі 0,15%-ға дейін төмендетілді;
Чжи соқтығысуынан болған залал жойылды, ал сынықтардың деңгейі 0,03%-ға дейін төмендеді;
Бір ауысымдық өндіріс қуаты 1350 бірлікке дейін артты, ал еңбек шығындары 60%-ға төмендеді.

2-жағдай: Жаңа энергия көліктерінің шассиіне арналған рульдік шарнирлі қосылыстарды құрастыру (жаңа энергия көліктерін өндірушінің қосалқы зауыты)
1. Жобаның негізі
Қауіпсіздік компоненті ретінде рульдік шарнирлі қосылыс интеграцияланған процесті қажет етеді: «шарлы түйреуішті басу + шаң қақпағын құрастыру + момент сынағы». Қолмен басқарылатын процесте келесі мәселелер болды: 1) Басу күшін дәл емес басқару (артық қысымға немесе төмен қысымға байланысты босаңсуға бейім); 2) Шаң қақпағының құрастырмасы әжімге бейім болды, бұл нашар су өткізбейтін тығыздауға әкелді; және 3) Сынақ деректерін бақылау мүмкін болмады, бұл IATF16949 сертификаттау талаптарына сәйкес келмеді. 2) Үш осьті сервопривод Робот Sшешім
Негізгі конфигурация: Қысым сенсорымен (±1N дәлдік) және күшпен басқарылатын құрастыру модулімен жабдықталған, шаң қақпағын кеңейтуге арналған реттелетін бекіткішпен жабдықталған.
Негізгі технологиялық жетістіктер:
Баспаға орнату процесі кезінде қысым ығысу қисығын нақты уақыт режимінде бақылау, қисық стандартты диапазоннан ауытқыған жағдайда (мысалы, кенеттен төмендеу) машинаны дереу өшіру.
Z осі икемді күш басқару режимін пайдаланады, шаң қақпағына тұрақты 50 Н қысым жасайды, бұл әжімсіз орналасуды қамтамасыз етеді.
Құрастыру деректері (басу күші, момент және уақыт) MES жүйесіне автоматты түрде жүктеледі, бұл бірегей бақылау кодын жасайды.
3. Іске асыру нәтижелері
Баспаға бекіту кезіндегі ақау деңгейі 2,3%-дан 0,08%-ға дейін төмендеді, ал шаң қақпағын тығыздау сынағынан өту деңгейі 100%-ға жетті.
Деректерді толық бақылауға қол жеткізілді, бұл OEM-нің IATF16949 аудитінен сәтті өтті.
Жұмыс орнына келетін адам саны үштен бірге дейін қысқартылды, бұл жан басына шаққандағы тиімділікті 220%-ға арттырды.

3-жағдай: Автокөлік сенсорларының корпустарын дәл орнату (Автокөлік электроникасы компаниясы)
1. Жобаның негізі
Сенсор корпусы пластикалық негізден және металл қалқаннан тұрады. Жинау үшін 0,05 мм саңылау және жанасу сызаттарының болмауы қажет болды (беттік өңдеу талабы: Ra ≤ 0,8 мкм). Қолмен жинау, қолмен майлау және біркелкі емес күш салдарынан ақау деңгейін 3,5%-ға дейін жеткізді және күнделікті 20 000 бірлік өндірістік қуат талабын қанағаттандыра алмады.

2. Үш осьті серво робот шешімі

Тапсырыс бойынша жасалған дизайн: жеңіл көміртекті талшықтан жасалған қол (салмақты 40%-ға азайту) пайдаланылады, силикон вакуумдық тостағанмен және соңында көруді басқару жүйесімен жабдықталған.

Ассемблер логикасы:

Көру жүйесі корпустың орналастыру тесіктерін анықтайды және роботты дәл ұстауға бағыттайды (орналастыру уақыты ≤ 0,2 с).

Қалқанның негізге мықтап бекітілгенін қамтамасыз ету үшін Z осі 0,1 м/с төмен жылдамдықпен төмен қарай қозғалатын «алдымен бағыттау, содан кейін орнату» стратегиясы қолданылады.

Жинаудан кейін саңылауды және беткі сызаттарды тексеру үшін лазерлік профилометр қолданылады. 3. Іске асыру нәтижелері
Жұптасу саңылауының өту деңгейі 99,92%-ға жетті, ал беткі сызат ақауларының деңгейі 0,05%-ға дейін төмендеді.
Құрастыру циклінің уақыты жиынтыққа 0,8 с дейін артты, орташа тәуліктік өндіріс қуаты 21 600 жиынтықты құрады.
Майсыздандыру және тазалау процесін азайту арқылы бір жиынтықтың құны 0,8 юаньға төмендеді.

Төртіншіден, үш осьті серво роботтардың негізгі құндылығын анықтау

Жоғарыда келтірілген жағдайлар көрсеткендей, олардың автомобиль бөлшектерін жинаудағы құндылығы қол еңбегін ауыстырудан әлдеқайда жоғары. Керісінше, олар «тиімділік, сапа және құн» үшбұрышты оңтайландыруға қол жеткізеді:

Тиімділікті арттыру: «Жоғары жылдамдықты қозғалыс + процесті интеграциялау» арқылы бір станцияның өнімділігі орта есеппен 80%-150%-ға артады, бұл автоөндірушілердің «дәл уақытында» жеткізу талаптарын қанағаттандырады.

Сапаны қамтамасыз ету: «Тәжірибеге сүйенуді» «деректерге негізделген бақылаумен» ауыстыру арқылы негізгі процестердегі ақаулық деңгейі әдетте 0,1%-дан төменге дейін төмендейді, бұл автомобиль өнеркәсібінің PPM деңгейіндегі сапа стандарттарына сәйкес келеді.

Шығындарды оңтайландыру: Еңбек шығындарын тікелей азайтумен қатар, жасырын шығындарды үнемдеуге қалдықтарды азайту және іске қосу уақытын қысқарту (ауыстыру уақытын 4 сағаттан 15 минутқа дейін қысқарту) арқылы қол жеткізіледі. Инвестицияның өтелу мерзімі әдетте 12-18 айды құрайды.

Бесіншіден, іріктеу және енгізу бойынша ұсыныстар

Компоненттердің сипаттамаларына негізделген таңдау:
Дәл механикалық компоненттер (мысалы, мойынтіректер): айналу моменті/қысым кері байланысы бар конфигурацияларды артық көреді.
Үлкен, ауыр жүктемеге төзімді компоненттер (цилиндрлер сияқты): жоғары жүктемелі серво қозғалтқыштарды қажет етеді (ұсынылады ≥500 Вт).
Электрондық компоненттер: антистатикалық модульдер мен таза сапалы соңғы эффекторларды қажет етеді.
Өндіріс желісін интеграциялауға назар аудару: «Жинау-тексеру-бақылау» тұйық цикліне қол жеткізу үшін MES және визуалды тексеру жүйелерімен интеграциялау ұсынылады.
Икемділікке мүмкіндік беріңіз: Болашақ өнім итерацияларына бейімделу үшін кеңейтілетін осьтері бар (төрт/бес оське жаңартуларды қолдайтын) модельді таңдаңыз.

Алтыншыдан, қорытынды

Автокөлік өнеркәсібінің электрлендіруге, интеллектке және жеңіл салмаққа көшуі аясында, үш осьті серво роботтар қосымша жабдықтан маңызды мүмкіндіктерге дейін дамыды. Дәстүрлі отынмен жұмыс істейтін көліктерге арналған қозғалтқыштарды жинау немесе жаңа энергия көліктеріне арналған электрондық компоненттерді біріктіру болсын, олар компоненттер өндірісінің тиімділік шекараларын дәлдікпен және тиімділікпен қайта құруда.