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自动化助力每年800万刹车灯开关的批量生产
作者:Ralf Högel    来源:KUNSTSTOFFE INTERNATIONAL杂志
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大负载机器人, 直角坐标机器人, 机械手, ...
年产八百万个刹车灯开关的技术遵循自己的一套优先原则。与产量最大化和工艺可靠性等因素相比,灵活性也变得没那么重要了。一家具有开拓精神的工厂正在研究这一工艺。工厂配备一台高效精密的注塑机,其核心部件是两个精密的机械手。周期时间是这项技术的关键。

如今,汽车制造商通常只选择一名部件生产供应商,这对供应商来说既是一种荣誉,也是一种责任。Body Control Systems(BCS)公司是全球汽车供应商TRW的子公司之一,它负责每年为大众汽车集团生产800万个刹车灯开关。作为一家在全球12个国家拥有4000多名员工的跨国公司,BCS为全球所有主要的汽车原始设备制造商提供产品,并因此具备了丰富的专业知识和必要的组织结构。

单个部件的可用性达98%以上

如今,刹车灯开关的批量生产对BCS来说已属平常,但整个工艺的复杂程度正如该厂的设计初衷一样显而易见。这一任务落到了经验丰富的自动化控制技术制造商M.A.i GmbH公司身上。该公司近年来通过复杂而又艰巨的自动化项目站稳了脚跟。常务董事阿瑟•施瓦布回忆道:“我们必须确保总体可用性达95%以上,这意味着注塑成型装置、机械手、冲压单元等关键部件的单个可用性必须达到98%以上。因此,我们必须采用可靠的高性能设备。整体周期时间很短也是我们面临的一个难题。”

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但是,在客户BCS、工厂施工方M.A.i、设备供应商住友(SHI)德马格和史陶比尔机器人的联合开发下,所有要求都得到了满足。该系统自2011年6月开始一直在BCS位于德国拉多夫采尔的生产工厂进行运转。

Systec 130液压注塑机(制造商:住友(SHI)德马格)是整个单元的核心。刹车灯开关的四个触针通过8腔模具模制成型。动模板的标准直线导轨确保了高精度的合模运动,并显著减少了模具的磨损程度。这是800万个部件批量生产的关注重点之一,因为当你考虑到整个生产工艺时,在5.7秒的开模时间里完成所有的装卸操作是一项真正的挑战。

周期从两条冲压线输送两种不同尺寸的触针开始。史陶比尔Scara TS60先后从冲压线相应的输送台上捡取四短四长的触针,并将它们传送到缓冲存储区。“SCARA机械手在这项工作中发挥出了其最大能力,更何况该加工工艺对精度的要求还特别高。”施瓦布说道,在完成优化工作之后,超快速、高精确的SCARA已能轻松完成这一任务。”八趟来回共能捡取32个触针,完全能够满足缓冲存储区的需求。

缓冲存储区位于大型史陶比尔六轴机械手的工作范围之内。RX160从存储区捡取32个触针并开始新的周期,整个周期已经过全面优化,因为注塑机必须在5.7秒的时间内完成装卸操作。

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六轴机械手为8个型腔输送32个触针

为了严格遵守这一周期时间规范,史陶比尔RX160必须满足一系列复杂的要求。BCS成型专家约亨•莱伊概括道:“机械手必须在不降低准确性的前提下保持高速操作。我们在装载模具时必须将公差控制在百分之几毫米之内。为了满足这些要求,甚至连抓取技术也做出了巨大的贡献。”

你只需看一下铰链托架机械手即可明白莱伊的意思。六轴机械手配备由M.A.i生产的联合插拔抓取系统,这完全是一个复杂的奇迹。多个传感器监控着各个抓手,确保模具百分百可靠的装卸。其独特功能之一是利用快插活塞为模具输送32个触针,从而在每个周期内完成8个部件的生产。借助特殊的指数化和浮动安装,机械手以模具为中心,将高精度的插入工艺转化为可靠而快速的操作。RX160的另一大优势是:设计紧凑和内部布线。凭借细长的手臂,它能够安全地伸入注塑机而无需借助纠缠不清的外部电缆。

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几乎零故障的生产

取出工件之后,六轴机械手将成品部件以八个一组为单位排放在工件托架上。随后,线性系统捡起刹车灯开关并将其传送到后续的工作台进行质量检查,包括连续性测试和触针长度测量。经过测试的刹车灯开关将被装上货车并离开工厂。工厂分成三班全天运作。

“每个班次都有上万个刹车灯开关离开生产车间。一万个部件里仅有两到三个有缺陷的部件,因此我们几乎已实现了零故障生产。”约亨•莱伊总结道。“此外,该工厂满足了我们所有的要求,实现了部件可靠、快速和经济的生产。为了完成每年800万个开关的批量生产,这是我们所能选择的最佳方式。”(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (2014-10-30)
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