以每年500萬輛的速度為電動和混合動力汽車組裝高壓連接器需要復雜的自動化解決方案,特別是當新連接器模型和品種定期重組正常時。在此背景下,每個階段擁有6個史陶比爾機器人、13個圖像處理系統和在線質量控制的開創性系統現在確保了高度靈活的生產。
電動汽車是我們這個時代的流行語,電動汽車市場在全球穩步增長。一段時間以來,這一趨勢也刺激了對Eberhard等專業機器制造商提供的電子元件裝配解決方案的需求。該公司最近被一家跨國汽車供應商要求實施一個復雜的項目。
具體來說,它涉及到高壓連接器裝配線的規劃和實現。系統不僅要進行實際的裝配工作,還要進行各階段的目視檢查,對各連接器進行防漏試驗,最后將成品高壓連接器裝入托盤中。
正如Eberhard項目規劃與應用團隊負責人AbdullahKotan所解釋的:項目的特點包括每年5萬件的目標產量,每個連接器的短周期時間不超過3秒,以及未來的防御系統設計,以適應大量可能的新連接器品種??紤]到這些要求,我們很快就明白唯一可能的解決方案是機器人、圖像處理系統和高度靈活的進給系統。
Eberhard成立于1964年,擁有320名員工,在PCB組裝和連接器生產方面有豐富的經驗。由于定制的自動化和組裝解決方案是公司的核心競爭力之一,管理層堅信,與合適的合作伙伴合作可以使項目成功。設計團隊確實在最近完成的裝配線中獲獎,最終將安裝在墨西哥。
緊湊型自動化杰作。
乍一看,一個問題立刻出現在我的腦海中:設計師如何將13站裝配線擠入如此狹小的空間,配備6個機器人和13個視覺系統?仔細檢查會找到答案:幾乎所有車站的可達性都超過了標準,而不是浪費一厘米的空間。工作站上方懸掛六個六軸機器人的靈感決策對空間利用率做出了特別重要的貢獻。
所有六個機器人都是超快、高精度的史陶比爾TX2-60L六軸模型,延伸范圍為920毫米。盡管安裝在天花板上,但它們仍然可以以±0.03毫米的重復精度發揮其所有性能。
Kotan說:我們之所以選擇這些機器人,不僅是因為它們的動態性,還因為它們的緊湊設計,它們與進料器和相機的接口,特別是它們具有傳奇色彩的可靠性,我們必須向客戶保證總系統95%以上的可用性,所以我們只能使用一流的組件。
六個機器人中有四個配備了攝像頭系統,以便從振動平臺上提取零件。這些超靈活的進料系統是Eberhard設計和建造的裝配線的傳統特征,因為它們確保從一個新品種到另一個新品種幾乎不需要任何機械調整。每當新品種出現時,通常通過圖像處理來訓練系統就足夠了。
統一組裝和測試。
連接器的組裝遵循清晰的模式,每個工作步驟都遵循質量檢查。以站1為例:在這里,第一個TX2-60L配備傳送帶跟蹤,從連續運行的進料帶連接器外殼,放置在工件載體中,通過所有其他站時保持系統。站2進行光學質量檢查,在此期間記錄代碼和顏色。
同樣的原則適用于接下來的兩個網站。第二臺史陶比爾六軸機使用視覺系統的位置數據,從振動平臺上拾取連接器鎖,并安裝在連接器外殼上。在這里,Eberhard還應用了即時QA,圖像處理器專注于缺陷檢測和裝配位置的雙重標準。
同樣的原理適用于連接器外殼通過所有后續站點。在離開裝配線之前,還有三個步驟。在此過程中,史陶比爾超快六軸機器安裝了密封件、框架和完整的連接器內部。在下游,每個站后進行通常的在線質量檢查。
組裝好的高壓連接器將從六個史陶比爾機器人中的最后一個轉移到Eberhard專有的PTS64碼垛系統,然后進行防漏結構測試。Eberhard安裝了一個帶有四個工位和四個測試夾具的旋轉分度臺,以保持這里的循環時間,避免潛在的瓶頸。
10分鐘內完成重組。
在這個初始階段,系統處理的連接器種類不超過三種,但預計這個數字在不久的將來會顯著增加。裝配線高度靈活的設計意味著客戶在這方面應該沒有問題。
雖然該系統目前只生產三種連接器,但每天安排一到兩次轉換。我們的客戶運行的批次很短,所以我們必須在盡可能短的時間內完成轉換。從一批最后一個組件到下一批第一個組件,轉換在10分鐘內完成,凱蒂解釋說。
超出周期時間目標。
在裝配線的預調試過程中,減少了三秒的目標周期。目前,每個高壓連接器的系統循環時間約為2.7秒,這與之前與史陶比爾機器人公司合作的模擬準確對應。模擬結果與現實100%一致的事實凸顯了今天的模擬過程有多接近——前提是使用了正確的工具。
我們相信,當系統最終安裝在墨西哥客戶的生產設施中時,我們將能夠進一步優化系統的次要細節,并將產量提高幾個百分點。如果我們成功地將周期時間縮短12%到14%,那么在年產500萬個連接器的背景下,這確實是一個偉大的結果。