Роботизирана линия за сглобяване на цилиндрови глави на двигатели — лепене, затягане, пресоване и инспекция в един поток

Съдържание

By Жао Минг, Старши инженер по монтаж на силов агрегат · Екип за инженеринг на монтажни клетки на EVST · · Прегледано от EVST, инженерен отдел за интеграция на роботика

Сглобяването на цилиндровата глава на двигателя е набор от дребни, критични за консистентността стъпки - залепване на уплътнителните повърхности, затягане на болтовете, пресоване на уплътненията на клапаните и заключващите пръстени, както и проверка. Извършвано на ръка, тактът се забива и пропуснатите или грешни части са трудни за изключване. Роботизирана монтажна линия свързва тези стъпки в един автоматизиран поток: главата премества станция на станция, роботизираното лепене полага равномерен шев, многоосен гайковерт задвижва болтовете под затворен контур с въртящ момент плюс ъгъл, уплътненията на клапаните се поставят чрез серво пресоване, наблюдавано със сила и изместване, а визуалното управление блокира грешки - като всеки въртящ момент, сила и стъпка се регистрират за всяка глава за проследимост по IATF 16949.

Ключови заведения

  • Един ред, четири стъпкироботизирано лепене, многоосно затягане, серво пресоване, визуална проверка — главата се движи от станция на станция.
  • Роботизирано лепене Полага равномерен уплътнителен слой по програма — без празнини, без преливане — в сравнение с ръчно положен уплътнителен слой.
  • Многоосно затягане със затворен контур на въртящия момент плюс ъгъл регистриран на болт, на ISO 5393 практика за затягане.
  • Серво пресоване следи кривите на силата и изместването — преминава само когато е седнал, алармира, ако не е.
  • Визия + обвързване на данни за всеки човек среща IATF 16949 проследимост; ръката е защитена, за да ISO 10218.

Тази статия е предназначена за производители на двигатели, силови агрегати и компоненти, производствени мениджъри и технологични инженери, автоматизиращи сглобяването на цилиндрови глави и силови агрегати. Тя обхваща интегрирани роботизирани монтажни линии (лепене, затягане, пресоване, проверка); не обхваща машинна обработка на отливките, горещи тестове или пълно окончателно сглобяване на двигателя.

Защо ръчното сглобяване на цилиндровата глава е неефективно

Цилиндровата глава преминава през много кратки, взискателни операции, преди да напусне поточната линия. Три проблема възникват, когато те се извършват на ръка:

  1. Дрейф на мъниста и въртящия момент. Ръчно полаганият уплътнителен пръстен е различен; ръчните инструменти без затворен контур за управление оставят разсейване на въртящия момент. При уплътняваща или закрепваща връзка това разсейване се превръща в теч или повреда на място.
  2. Няма данни за всяка част. Ръчните станции не оставят запис на въртящ момент, сила или стъпка. Когато двигател надолу по веригата е маркиран, няма какво да се проследи - директен конфликт с IATF 16949.
  3. Пропуски за отстраняване на грешки. Липсващи уплътнения, грешни яки или пропуснати стъпки се забелязват късно, ако изобщо се забелязват.

Решението е да се вземат пътят, параметрите и проверките от човека и да се прехвърлят върху интегрирана линия — без да се губи гъвкавостта за работа с множество варианти на двигатели.

Кога роботизираната линия за цилиндрови глави се отплаща — и кога не

Решаващите фактори са обем на вариант, търсене на проследимост и съвместна критичностИзползвайте тази рамка:

Изберете роботизирана поточна линия, когато… Преосмислете кога…
Обемът на всеки вариант на двигателя оправдава фиксирането Еднократни или прототипни глави
Съединенията са критични за течове или безопасност Некритичен, козметичен монтаж
Изисква се проследимост по IATF 16949 Няма задължение за проследяване
Множество варианти споделят едно семейство Един фиксиран продукт, нисък микс
Двусменна работа или нарастващо търсене Едносменна работа, ниско натоварване

EVST измерва линия с това, което нашите инженери наричат Метод „стъпка-последователност“Първо съпоставете всяка операция (лепене, затягане, пресоване, проверка) със станция и регистриран набор от параметри, след това оразмерете такта и прехвърлете — защото автоматизирана клетка, която затяга перфектно, но не може да го докаже, или пресова уплътнение без да потвърди закрепването, и двете не преминават одита.

Ръчно срещу роботизирано сглобяване на цилиндровата глава

фактор Ръчно сглобяване Роботизирана линия
Уплътнителна мъниста Ръчно полагани, варират Програмиран път, дори
Въртящ момент на болта Ръчен инструмент, разпръскване Въртящ момент + ъгъл в затворен контур
Притискане Усещане / фиксиран стоп Мониторинг на изместването на силата
Защита от грешки Късно или ръчно Блокове за зрение на гарата
Проследяване None Обвързване на данни за всеки член
Промяна на варианта Преквалификация на оператори Програма за смяна на приспособления

Как се изгражда линията на цилиндровите глави EVST

Пет инженерни детайла определят дали линията поддържа качеството на производството:

Стъпка Какво прави EVST Защо това има значение
Роботизирано лепене Програмиран път на нанасяне на уплътнителната повърхност, контролиран от потока Равномерни шевове, без празнини/преливане, без течове от уплътнението
Многоосно затягане Няколко болта едновременно, затворен контур с въртящ момент + ъгъл, регистрирани Без разсейване; устойчивост на въртящ момент/ъгъл за всеки болт
Серво пресоване Уплътнения на клапани / заключващи пръстени с крива сила-изместване Правилно разположени места или аларми — без частично натискане
Визия + защита от грешки Проверки на присъствие/позициониране на всяка станция Блокира липсващи или грешни части преди предаване
Обвързване на данни Всяка стъпка е подпечатана с личната карта на главата Записи по ISO 5393 + проследимост по IATF 16949

На практика, най-често срещаният недостатък е автоматизирането на затягането, но оставянето на лепенето и пресоването ръчни - линията е проследима само дотолкова, доколкото е проследима най-слабата ѝ ръчна станция. EVST последователно подрежда всичките четири стъпки върху линията на ISO 5393 затягане на практиката и обвързва данните на глава.

Възвръщаемост на инвестициите: последователност, проследимост, производителност

Основният лост за възвръщаемост на инвестициите тук е съгласуваност — въртящият момент със затворен контур и програмираният шев намаляват течовете и скоростта на повторна обработка, които се причиняват от разпръскване на ръка, а при съединения, критични за течове или безопасност, това спестява съединения. Второто е проследимостданните на глава от населението удовлетворяват IATF 16949 без отделен дневник за инспекция и съкращава всяко задържане, ако дадена партида бъде поставена под въпрос. Третото е пропускателна способностСтанциите работят паралелно по линията със стабилен такт, така че производителността на смяна е предвидима.

Действителната възвръщаемост зависи от вариантния микс, обема, текущия процент на брак/течове и модела на смяна; ние го оразмеряваме по ред, вместо да цитираме едно число.

Където се прилага в силовото предаване

  • Глави на цилиндрите на двигателя — залепване, затягане на болтовете на главата, пресоване на уплътненията на клапаните.
  • Блокове и корпуси на двигатели — затягане на капаците на лагерите, нанасяне на гарнитура и уплътнител.
  • Трансмисия и CVT — подсглобка на ролка и съединител, пресоване и затягане.
  • Електрически задвижващи агрегати — сглобяване, уплътняване и закрепване на корпуси за силови агрегати за електрически превозни средства.
  • Турбокомпресор и спомагателни устройства — пресоване на малки части и закрепване с критичен въртящ момент.

Същата логика на последователност от стъпки се прилага, защото проблемът - последователност, проследимост и защита от грешки при много кратки операции - е идентичен в целия процес на сглобяване на силовото предаване.

Често задавани въпроси

По какво се различава затягането със затворен контур от динамометричен ключ? Гайковерт със затворен контур следи въртящия момент и ъгъла на завъртане в реално време и спира на целевия прозорец, регистрирайки и двете за всеки болт. Динамометричният ключ задава ограничение, но не записва нищо и не може да засегне напречна резба или меко съединение, както го прави наблюдението на ъгъла на въртящия момент. Практиката е следната ISO 5393.

Какво добавя серво пресоването в сравнение с преса с фиксиран ход? Той следи кривата на силата спрямо изместването, когато уплътнението или втулката влизат, така че потвърждава, че частта действително е поставена с правилния профил на силата — и алармира при кратко натискане, липсваща част или грешен компонент, вместо просто да достигне дъното на хода.

Как това може да се проследи до IATF 16949? Всяка операция — заваряване, въртящ момент, ъгъл, сила/изместване на пресоване, резултат от визуализацията — се щамповат върху идентификационния номер на цилиндровата глава. Този запис за всяка част е проследимостта, която IATF 16949 очаква, достъпна за ограничаване, ако е маркиран двигател надолу по веригата.

Може ли една линия да работи с множество варианти на двигатели? Да. Вариант в същото семейство е промяна на приспособление/програма и избор на набор от параметри; станциите остават. Наистина нова геометрия на главата се нуждае от ново приспособление и обучени програми, веднъж определени в обхвата.

Заменя ли операторите на монтаж? Това ги премества от повтаряща се работа с въртящ момент и пресоване към товарене, смяна на приспособления, работа с визуални флагове и качество. Експертната преценка се отнася само до параметрите и проверката на грешките, а не до всяка глава.

Безопасно ли е? Роботизираните станции работят защитени, за да ISO 10218; клетката предпазва операторите от повтарящо се напрежение и излагане на точки на прищипване, като същевременно поддържа процеса одитираем.

Внасянето му във вашето растение

Сглобяването на цилиндровата глава престава да бъде сложна работа, наблюдавана от ветерани, когато всяка стъпка е програмирана, наблюдавана и регистрирана. Последователно залепване, затягане, пресоване и проверка се извършват в една линия, затваряне на цикъла по въртящ момент и сила на пресоване и свързване на данните за всяка глава. EVST проектира линии за сглобяване на силови агрегати с метода Step-Sequence и интегрира залепването, затягането, пресоването, визуализацията и слоя с данни като една линия. Вижте нашите ръководства за роботизирано заваряване на автомобилни части, обслужваща машина робот намлява избор на позиционер за заваряванеили говорете с EVST за определяне на обхвата на линията за силово предаване.


За автора - Жао Минг е старши инженер по сглобяване на силов агрегат в Екип за инженеринг на монтажни клетки на EVST, с 15 години опит във внедряването на роботизирани линии за лепене, затягане и пресоване за производители на двигатели, трансмисии и електрически задвижвания. Той изследва линиите около проследимостта и критичността на съединенията първо - последователност на стъпките, управление със затворен контур и свързване на данни за всяка част - използвайки описания по-горе метод „стъпка-последователност“. Проверено от EVST robotics integration engineering за техническа точност; цифрите са типични постижими диапазони, а не гаранции, и са оразмерени за всеки проект. Корекции и актуализации: вижте датата на последна актуализация.

Страхотно! Сподели с:

Лого на EVST
Преглед на поверителността

Този уебсайт използва "бисквитки", за да Ви предоставим възможно най-добрата практическа работа на потребителите. Информацията за "бисквитката" се съхранява в браузъра ви и изпълнява функции като разпознаване на вас, когато се върнете на нашия уебсайт и помагайки на нашия екип да разбере кои части от уеб сайта ви са най-интересни и полезни.