以每年500萬輛的速度為電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車組裝高壓連接器需要復(fù)雜的自動(dòng)化解決方案，特別是當(dāng)新連接器模型和品種定期重組正常時(shí)。在此背景下，每個(gè)階段擁有6個(gè)史陶比爾機(jī)器人、13個(gè)圖像處理系統(tǒng)和在線質(zhì)量控制的開創(chuàng)性系統(tǒng)現(xiàn)在確保了高度靈活的生產(chǎn)。
電動(dòng)汽車是我們這個(gè)時(shí)代的流行語，電動(dòng)汽車市場在全球穩(wěn)步增長。一段時(shí)間以來，這一趨勢也刺激了對Eberhard等專業(yè)機(jī)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(yīng)商要求實(shí)施一個(gè)復(fù)雜的項(xiàng)目。
具體來說，它涉及到高壓連接器裝配線的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)不僅要進(jìn)行實(shí)際的裝配工作，還要進(jìn)行各階段的目視檢查，對各連接器進(jìn)行防漏試驗(yàn)，最后將成品高壓連接器裝入托盤中。
正如Eberhard項(xiàng)目規(guī)劃與應(yīng)用團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人AbdullahKotan所解釋的:項(xiàng)目的特點(diǎn)包括每年5萬件的目標(biāo)產(chǎn)量，每個(gè)連接器的短周期時(shí)間不超過3秒，以及未來的防御系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以適應(yīng)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(jī)器人、圖像處理系統(tǒng)和高度靈活的進(jìn)給系統(tǒng)。
Eberhard成立于1964年，擁有320名員工，在PCB組裝和連接器生產(chǎn)方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)。由于定制的自動(dòng)化和組裝解決方案是公司的核心競爭力之一，管理層堅(jiān)信，與合適的合作伙伴合作可以使項(xiàng)目成功。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)確實(shí)在最近完成的裝配線中獲獎(jiǎng)，最終將安裝在墨西哥。
緊湊型自動(dòng)化杰作。
乍一看，一個(gè)問題立刻出現(xiàn)在我的腦海中：設(shè)計(jì)師如何將13站裝配線擠入如此狹小的空間，配備6個(gè)機(jī)器人和13個(gè)視覺系統(tǒng)？仔細(xì)檢查會(huì)找到答案：幾乎所有車站的可達(dá)性都超過了標(biāo)準(zhǔn)，而不是浪費(fèi)一厘米的空間。工作站上方懸掛六個(gè)六軸機(jī)器人的靈感決策對空間利用率做出了特別重要的貢獻(xiàn)。
所有六個(gè)機(jī)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?nèi)匀豢梢砸?plusmn;0.03毫米的重復(fù)精度發(fā)揮其所有性能。
Kotan說：我們之所以選擇這些機(jī)器人，不僅是因?yàn)樗鼈兊膭?dòng)態(tài)性，還因?yàn)樗鼈兊木o湊設(shè)計(jì)，它們與進(jìn)料器和相機(jī)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(tǒng)95%以上的可用性，所以我們只能使用一流的組件。
六個(gè)機(jī)器人中有四個(gè)配備了攝像頭系統(tǒng)，以便從振動(dòng)平臺(tái)上提取零件。這些超靈活的進(jìn)料系統(tǒng)是Eberhard設(shè)計(jì)和建造的裝配線的傳統(tǒng)特征，因?yàn)樗鼈兇_保從一個(gè)新品種到另一個(gè)新品種幾乎不需要任何機(jī)械調(diào)整。每當(dāng)新品種出現(xiàn)時(shí)，通常通過圖像處理來訓(xùn)練系統(tǒng)就足夠了。
統(tǒng)一組裝和測試。
連接器的組裝遵循清晰的模式，每個(gè)工作步驟都遵循質(zhì)量檢查。以站1為例：在這里，第一個(gè)TX2-60L配備傳送帶跟蹤，從連續(xù)運(yùn)行的進(jìn)料帶連接器外殼，放置在工件載體中，通過所有其他站時(shí)保持系統(tǒng)。站2進(jìn)行光學(xué)質(zhì)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(gè)網(wǎng)站。第二臺(tái)史陶比爾六軸機(jī)使用視覺系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)，從振動(dòng)平臺(tái)上拾取連接器鎖，并安裝在連接器外殼上。在這里，Eberhard還應(yīng)用了即時(shí)QA，圖像處理器專注于缺陷檢測和裝配位置的雙重標(biāo)準(zhǔn)。
同樣的原理適用于連接器外殼通過所有后續(xù)站點(diǎn)。在離開裝配線之前，還有三個(gè)步驟。在此過程中，史陶比爾超快六軸機(jī)器安裝了密封件、框架和完整的連接器內(nèi)部。在下游，每個(gè)站后進(jìn)行通常的在線質(zhì)量檢查。
組裝好的高壓連接器將從六個(gè)史陶比爾機(jī)器人中的最后一個(gè)轉(zhuǎn)移到Eberhard專有的PTS64碼垛系統(tǒng)，然后進(jìn)行防漏結(jié)構(gòu)測試。Eberhard安裝了一個(gè)帶有四個(gè)工位和四個(gè)測試夾具的旋轉(zhuǎn)分度臺(tái)，以保持這里的循環(huán)時(shí)間，避免潛在的瓶頸。
10分鐘內(nèi)完成重組。
在這個(gè)初始階段，系統(tǒng)處理的連接器種類不超過三種，但預(yù)計(jì)這個(gè)數(shù)字在不久的將來會(huì)顯著增加。裝配線高度靈活的設(shè)計(jì)意味著客戶在這方面應(yīng)該沒有問題。
雖然該系統(tǒng)目前只生產(chǎn)三種連接器，但每天安排一到兩次轉(zhuǎn)換。我們的客戶運(yùn)行的批次很短，所以我們必須在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成轉(zhuǎn)換。從一批最后一個(gè)組件到下一批第一個(gè)組件，轉(zhuǎn)換在10分鐘內(nèi)完成，凱蒂解釋說。
超出周期時(shí)間目標(biāo)。
在裝配線的預(yù)調(diào)試過程中，減少了三秒的目標(biāo)周期。目前，每個(gè)高壓連接器的系統(tǒng)循環(huán)時(shí)間約為2.7秒，這與之前與史陶比爾機(jī)器人公司合作的模擬準(zhǔn)確對應(yīng)。模擬結(jié)果與現(xiàn)實(shí)100%一致的事實(shí)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(dāng)系統(tǒng)最終安裝在墨西哥客戶的生產(chǎn)設(shè)施中時(shí)，我們將能夠進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的次要細(xì)節(jié)，并將產(chǎn)量提高幾個(gè)百分點(diǎn)。如果我們成功地將周期時(shí)間縮短12%到14%，那么在年產(chǎn)500萬個(gè)連接器的背景下，這確實(shí)是一個(gè)偉大的結(jié)果。
