Kaip cilindrai be strypų keičia automobilių pramonę?

OSP-P serija Originalus modulinis cilindras be strypo

Ar jūsų automobilių gamybos linijos susiduria su vietos trūkumu ir tikslumo iššūkiais? Daugelis automobilių sektoriaus inžinierių pastebi, kad tradiciniai pneumatiniai cilindrai negali užtikrinti kompaktiškų, didelio našumo sprendimų, reikalingų šiuolaikiniams gamybos procesams. Būtent šioje srityje žaidimą keičia cilindrai be lazdelių.

Pneumatiniai cilindrai be strypų keičia automobilių gamybą, nes suvirinimo programoms sukuria erdvę taupančias konstrukcijas, leidžia surinkimo linijose užtikrinti didelio tikslumo pozicionavimą ir atitinka griežtus švarių patalpų aplinkos užterštumo kontrolės reikalavimus, todėl mašinos užima iki 50% mažesnį plotą, o pozicionavimo tikslumas padidėja 30-40%.

Daugiau nei dešimtmetį tiesiogiai bendradarbiauju su pirmaujančiais automobilių pramonės gamintojais ir iš arti mačiau, kaip bepiločių cilindrų technologija išsprendė kai kuriuos opiausius automatizavimo iššūkius. Leiskite pasidalyti pagrindinėmis taikymo sritimis, kuriose šie naujoviški komponentai daro didžiausią poveikį.

Turinys

Kaip cilindrai be strypų pagerina suvirinimo pistoletų integraciją?
Dėl ko bestrypčiai cilindrai yra būtini pozicionuojant surinkimo linijoje?
Dėl ko cilindrai be strypų idealiai tinka automobilių pramonės švarioms patalpoms?
Išvada
Dažniausiai užduodami klausimai apie cilindrus be strypų automobilių pramonėje

Kaip cilindrai be strypų pagerina suvirinimo pistoletų integraciją?

Automobilių suvirinimo linijos yra perpildytos, greitaeigės aplinkos, kuriose svarbus kiekvienas erdvės milimetras. Tradiciniai pneumatiniai sprendimai dažnai sukuria daugiau problemų nei jų išsprendžia.

Cilindrai be strypų pagerina suvirinimo pistoletų integraciją, nes yra kompaktiškas ir galingas sprendimas sunkiems taškinio suvirinimo pistoletams išdėstyti robotinėse darbo kamerose, kuriose trūksta vietos. Jų konstrukcijoje nėra išorinio stūmoklio strypo, todėl, palyginti su įprastais cilindrais, beveik 50% sumažėja reikalingas montavimo ilgis ir galima lanksčiau išdėstyti įrenginius.

Labai tikslus suvirinimas ir tvarkymas kėbulų dirbtuvėse

Įdiegęs dešimtis suvirinimo pistoleto padėties nustatymo sistemų, mačiau, kaip tinkamas cilindras be lazdelių gali gerokai pagerinti našumą ir priežiūrą.

Robotizuotų suvirinimo celių erdvės efektyvumas

Šiuolaikinėse automobilių gamyklose erdvė yra labai svarbi. Štai kaip cilindrai be lazdelių sukuria vertę:

Pėdsako mažinimo analizė

Parametras	Tradicinis cilindras (100 mm skylė, 500 mm eiga)	Cilindras be strypo (100 mm skylė, 500 mm eiga)	Privalumas
Bendras ilgis	~1200 mm (eiga + korpusas + strypas)	~650 mm (eiga + vežimėlis)	46% sumažinimas
Trikdžių zona	Didelis (judantis strypas)	Minimalus (ribotas judėjimas)	Sudaromos sąlygos mažesniam atstumui tarp mašinų
Svoris	Aukštas	Vidutinio sunkumo	Mažesnė robotų rankų apkrova

Apkrovos talpa ir standumas

Suvirinimo pistoletai yra sunkūs ir reikalauja tikslios padėties. Šiam iššūkiui spręsti unikaliai tinka cilindrai be strypų:

Didelės apkrovos palaikymas: Integruotos kreipiamosios sistemos padeda išlaikyti dideles konsolines apkrovas.
Atsparumas momentui: Platus guolių atskyrimas apsaugo nuo sukimosi jėgų judant.
Tvirtos konstrukcijos: Ekstruzinio aliuminio korpusai pasižymi puikiu standumu.

Atvejo analizė: Suvirinimo linija "Body-in-White

Didelis Europos automobilių gamintojas susidūrė su kėbulo suvirinimo stoties sunkumais. Jų esama sistema su tradiciniais cilindrais buvo:

Didelės apimties ir sunkiai prieinamas techninei priežiūrai atlikti
linkęs į strypo deformaciją, todėl suvirinimo kokybė yra nevienoda.
Ribotas greitis dėl didelės judančios masės

Sprendimą įgyvendinome naudodami mechaniškai sujungtus cilindrus be lazdelių:

Sumažintas mašinos užimamas plotas iki 35%, todėl pagerėjo techninės priežiūros prieiga
Integruoti didelio atsparumo kreipiamieji guoliai, kad būtų išvengta deformacijos
Pasiektas 20% trumpesnis ciklo laikas dėl mažesnės judančios masės

Dėl to gerokai pagerėjo suvirinimo kokybė ir gamybos našumas. Svarbiausia buvo išnaudoti cilindro be strypų konstrukcijai būdingą erdvės efektyvumą ir standumą.

Dėl ko bestrypčiai cilindrai yra būtini pozicionuojant surinkimo linijoje?

Šiuolaikinis automobilių surinkimas reikalauja tokio tikslumo, kokio dar prieš dešimtmetį nebuvo galima išgirsti. Cilindrai be strypų užtikrina tikslumą ir lankstumą, reikalingą šioms sudėtingoms užduotims atlikti.

Cilindrai be strypų yra labai svarbūs surinkimo linijų pozicionavimui, nes jie pasižymi išskirtiniu tikslumu ilgose eigose, užtikrina tolygų ir kontroliuojamą judėjimą, kuris yra labai svarbus subtiliam komponentų tvarkymui, ir gali būti lengvai integruojami su pažangiomis jutiklių ir valdymo sistemomis, užtikrinančiomis uždarą grįžtamąjį ryšį.

Techninė šiuolaikinės automobilių surinkimo linijos iliustracija. Joje pavaizduotas aukštųjų technologijų cilindras be lazdelių, tiksliai manevruojantis automobilio priekinį žibintą į jo vietą ant automobilio važiuoklės. Vaizdiniai ženklai, tokie kaip silpnas lazerinis tinklelis ir sklandžios judėjimo linijos, pabrėžia "didelį tikslumą" ir "kontroliuojamą judėjimą". Ant cilindro esantys jutikliai yra prijungti prie "uždarosios valdymo sistemos", kad būtų pabrėžta pažangi integracija. — Surinkimo linijos pozicionavimas

Nuo jėgos agregatų sujungimo iki prietaisų skydelio montavimo - tikslumas, kurį užtikrina belazdeliniai cilindrai, yra labai svarbus šiuolaikinių transporto priemonių surinkimo veiksnys.

Tikslumo ir kontrolės galimybės

Bepakopių cilindrų konstrukcija leidžia naudoti keletą pažangių valdymo funkcijų:

Nuolatinis padėties jutimas: Magnetiniai koderiai užtikrina grįžtamąjį ryšį apie padėtį realiuoju laiku.
Kelių padėčių stabdžiai: Lengvai įgyvendinamas be sudėtingų išorinių mechanizmų.
Sklandus greitėjimas / lėtėjimas: Proporciniai vožtuvai leidžia tiksliai valdyti greitį.
Mažos trinties dizainai: Sumažinkite lazdelių slydimą, kad judėjimas nedideliu greičiu būtų nuoseklus.

Specifiniai taikomosios programos tikslumo reikalavimai

Paraiška	Reikalaujamas padėties tikslumas	Raktas be strypo cilindro funkcija	Pasirinkimo priežastis
Taškinis suvirinimas¹ Ginklai	±1,0 mm	Tvirtas vadovaujasi rodless	Didelė apkrova
Prietaisų skydelio įrengimas	±0,5 mm	Ilgos eigos valdomos be lazdelių	Stabilumas per atstumą
Maitinimo agregatų poravimas	±0,1 mm	Didelio tikslumo valdomos be lazdelių	Standumas veikiant apkrovai
Stiklo montavimas	±0,3 mm	Magnetu sujungti belaidžiai strypai	Sklandus judesio profilis

Realaus įgyvendinimo strategija

Kai padėjau vienam dideliam Amerikos automobilių gamintojui atnaujinti durų surinkimo stotį, daugiausia dėmesio skyrėme šiems pagrindiniams elementams:

Kritinių padėties taškų nustatymas
- Durų vyrių vietoms reikalingas ±0,15 mm tikslumas
- Pranešėjo judesiams reikėjo sklandaus pagreičio profilių
- Per vieną smūgį reikėjo sustabdyti kelias pozicijas
Tinkamos technologijos parinkimas
- Įgyvendinti valdomi cilindrai be strypų su magnetiniu padėties jutikliu
- Pridėtas proporcingas srauto valdymas greičiui valdyti
- Integruotas grįžtamasis ryšys dėl padėties tikrinimo
Patvirtinimo metodika
- Įrenginyje nustatyti matavimo protokolai
- Įgyvendintos nuolatinės patikros procedūros
- Sukurti prevencinės techninės priežiūros tvarkaraščiai

Dėl to 67% sumažėjo su durimis susijusių kokybės problemų ir 40% padidėjo stoties pralaidumas. Pagrindinis sėkmės veiksnys buvo supratimas, kad pozicionavimas susijęs ne tik su pačiu cilindru, bet ir su visa jį supančia valdymo sistema.

Dėl ko cilindrai be strypų idealiai tinka automobilių pramonės švarioms patalpoms?

Švarių patalpų aplinka² automobilių gamyboje kyla unikalių iššūkių, kuriuos įprastiniai pneumatiniai sprendimai sunkiai įveikia.

Cilindrai be strypų idealiai tinka automobilių švarioms patalpoms, nes jie išskiria minimalų kietųjų dalelių kiekį, yra sandarios konstrukcijos, apsaugančios nuo užteršimo, pasižymi kompaktiškais gabaritais, tinkamais ribotos erdvės švarioms patalpoms, ir užtikrina tikslų valdymą, reikalingą jautrių komponentų tvarkymui.

Techninė specializuoto cilindro be lazdelių, veikiančio šviesioje sterilioje švarioje patalpoje, iliustracija. Parodyta, kaip cilindras labai tiksliai tvarko subtilų komponentą. Iškvietimai nurodo pagrindines cilindro savybes, kurios pažymėtos užrašais "Mažas kietųjų dalelių kiekis", "Visiškai sandari konstrukcija", "Kompaktiškas plotas" ir "Tikslus, kontroliuojamas judėjimas", paaiškinančiais jo tinkamumą švarių patalpų aplinkai. — Švarių patalpų pritaikymas

Didėjant automobilių elektronikos ir akumuliatorių gamybos sudėtingumui, šioje pramonės šakoje smarkiai išaugo švarių patalpų reikalavimai. Remdamasis savo patirtimi įgyvendinant sprendimus šiose aplinkose, galiu pasakyti, kad cilindrai be lazdelių turi akivaizdžių privalumų.

Švarių patalpų klasifikavimo reikalavimai

Automobiliams skirtos švarios patalpos paprastai priskiriamos šioms kategorijoms:

ISO 7-8 klasė³ (Federalinis standartas 209E klasė 10 000-100 000)

Akumuliatoriaus elementų surinkimas
Jutiklių gamyba
Elektroninio valdymo bloko gamyba

ISO 6-7 klasė (Federalinis standartas 209E, 1 000-10 000 klasė)

Fotoaparatas ir LIDAR⁴ komponentų surinkimas
Mikroschemų integracija
Pažangiosios pagalbos vairuotojui sistemos (ADAS)

Užterštumo kontrolės ypatybės cilindruose be strypų

Šiuolaikiniuose belazdžių cilindrų konstrukcijose yra keletas savybių, kurios ypač naudingos švariose patalpose:

Uždari judėjimo mechanizmai
- Sandarinimo juostos apsaugo nuo dalelių susidarymo
- Vidinės tepimo sistemos sumažina techninės priežiūros apimtis
- Nėra išorinių judančių dalių, todėl sumažėja užterštumas
Medžiagų suderinamumas
- Neišsiskiriantys sandarikliai ir komponentai
- Cheminėms medžiagoms atsparūs paviršiai
- Elektrostatinis išlydis (ESD)⁵ reikalavimus atitinkančios parinktys
Specializuotas švarių patalpų pritaikymas
- Išoriniai vakuuminiai prievadai dalelių ištraukimui
- Mažai dalelių generuojantys tepalai
- Specializuoti valymo protokolai

Švarių patalpų įgyvendinimo palyginimas

Funkcija	Standartinis pneumatinis	Švarių patalpų cilindrai be strypų	Nauda
Dalelių generavimas	Nuo vidutinio iki didelio	Labai mažas	Palaiko švarią klasifikaciją
Išorinis tepimas	Reikia periodiškai	Galimos sandarios sistemos	Sumažina užteršimo riziką
Valymo suderinamumas	Ribotas	Padidintas atsparumas cheminėms medžiagoms	Palaikomi sanitarinio valymo protokolai
Erdvės efektyvumas	Prastas	Puikus	Maksimaliai išnaudojamas švarus plotas

Švarių patalpų elektrinės ir pneumatinės belaidžių strypų parinktys

Nors elektrinės bepakopės pavaros dažnai naudojamos švariose patalpose, pneumatiniai bepakopiai cilindrai tam tikrose srityse turi akivaizdžių privalumų:

Mažesnis šilumos išsiskyrimas (labai svarbu temperatūrai jautriems procesams)
Nėra elektromagnetinių trukdžių jautriai elektronikai
Supaprastintas akumuliatorių gamyboje taikomas sprogimui atsparus įgyvendinimas
Paprastai mažesnė kaina už lygiavertes eksploatacines savybes

Neseniai padėjau akumuliatorių gamintojui Austrijoje įdiegti su švariomis patalpomis suderinamą cilindrų be lazdelių sistemą, skirtą elektrodų krovimo procesui. Pasirinkę magnetiniu būdu sujungtus belaidžius cilindrus su specialiais sandarikliais ir vidiniu tepimu, pasiekėme:

Nuosekli ISO 7 klasės atitiktis
30% greitesnis ciklo laikas nei ankstesnis elektrinės pavaros sprendimas
Žymiai sutaupoma tiek pradinių investicijų, tiek energijos sąnaudų.

Svarbiausia buvo suprasti konkrečius švarios patalpos reikalavimus ir pasirinkti tinkamą belazdžių cilindrų variantą su tinkama sandarinimo ir tepimo technologija.

Išvada

Cilindrai be strypų tapo svarbiausiais komponentais šiuolaikinėje automobilių gamyboje, užtikrinančiais erdvės efektyvumą, tikslumą ir patikimumą, reikalingus suvirinimo integracijai, surinkimo linijos pozicionavimui ir švarių patalpų darbams. Pasirinkę tinkamą belazdžių cilindrų sprendimą kiekvienai paskirčiai, gamintojai gali gerokai pagerinti kokybę, efektyvumą ir ekonomiškumą.

DUK

Kokie yra pagrindiniai automobilių gamyboje naudojamų cilindrų be strypų tipai?

Pagrindiniai tipai: magnetiniai cilindrai be strypo (vidinis stūmoklis ir išorinis vežimėlis sujungiami magnetine jungtimi), mechaniniai cilindrai be strypo (naudojami mechaniniai sujungimai, pvz., plyšinės juostos) ir valdomieji cilindrai be strypo (su papildomais kreipiančiaisiais bėgeliais šoninėms apkrovoms valdyti). Kiekvieno tipo cilindrai naudojami skirtingose automobilių pramonės srityse, atsižvelgiant į apkrovos reikalavimus ir tikslumo poreikius.

Kaip bepakopiai cilindrai lyginami su tradiciniais cilindrais, naudojamais automobiliuose?

Kokie yra pagrindiniai automobilių gamyboje naudojamų cilindrų be strypų tipai?
Pagrindiniai tipai: magnetiniai cilindrai be strypo (vidinis stūmoklis ir išorinis vežimėlis sujungiami magnetine jungtimi), mechaniniai cilindrai be strypo (naudojami mechaniniai sujungimai, pvz., plyšinės juostos) ir valdomieji cilindrai be strypo (su papildomais kreipiančiaisiais bėgeliais šoninėms apkrovoms valdyti). Kiekvieno tipo cilindrai naudojami skirtingose automobilių pramonės srityse, atsižvelgiant į apkrovos reikalavimus ir tikslumo poreikius.

Kokios techninės priežiūros reikia bepiločių cilindrų, naudojamų suvirinimo aplinkoje?

Suvirinimo aplinkoje naudojamiems cilindrams be strypų reikia reguliariai tikrinti, ar sandarinimo juostos nepažeistos purslais, periodiškai valyti išorinius paviršius, tikrinti magnetinės movos veikimą ir retkarčiais sutepti pagal gamintojo specifikacijas. Tinkamai prižiūrimiems įrenginiams paprastai reikia atlikti kapitalinį aptarnavimą tik kas 10-15 milijonų ciklų.

Ar gali cilindrai be lazdelių atlaikyti dideles automobilių surinkimo apkrovas?

Taip, šiuolaikiniai cilindrai be lazdelių gali atlaikyti dideles apkrovas, o didelės apkrovos modeliai horizontaliai gali išlaikyti iki 200 kg svorį. Esant ekstremalioms apkrovoms, valdomi bepakopiai cilindrai su papildoma guolių atrama gali valdyti dar didesnes jėgas, išlaikydami padėties nustatymo tikslumą ±0,1 mm ribose.

Kokia yra tipinė investicijų grąža, kai pereinama prie cilindrų be lazdelių?

Dauguma automobilių gamintojų, perėję prie cilindrų be lazdelių, per 8-18 mėnesių sulaukia investicijų grąžos. Grąžą lemia sumažėjusios techninės priežiūros išlaidos (30-40% mažesnės), pagerėjusi kokybė (paprastai 25-50% mažiau defektų), sutaupyta vietos (40-60% mažesnis plotas) ir padidėjęs našumas (15-30% didesnis) dėl optimizuotų judesių profilių ir patikimumo.

Pateikiamas išsamus atsparumo taškinio suvirinimo - automobilių gamyboje paplitusio proceso, naudojamo lakštinio metalo dalims sujungti naudojant slėgį ir elektros srovę - paaiškinimas. ↩
Paaiškina švarios patalpos - kontroliuojamos aplinkos, kurioje mažai teršalų, pavyzdžiui, dulkių, mikrobų ir cheminių medžiagų garų, - sąvoką, kuri yra būtina jautriai gamybai. ↩
Išsami informacija apie ISO 14644-1 standartą, pagal kurį švarių patalpų ir kontroliuojamos aplinkos oro švarumas klasifikuojamas pagal ore esančių dalelių koncentraciją. ↩
Aprašomi LiDAR (Light Detection and Ranging - šviesos aptikimo ir nuotolio nustatymo) - nuotolinio stebėjimo metodo, kuris naudoja impulsinę lazerio šviesą kintamiems atstumams iki Žemės matuoti ir yra pagrindinis autonominių transporto priemonių komponentas - principai. ↩
Pateikiamas elektrostatinio išlydžio (ESD) - staigaus elektros srovės srauto tarp dviejų įelektrintų objektų, kuris gali smarkiai pažeisti jautrius elektroninius komponentus - paaiškinimas. ↩

Sveiki, esu Chuckas, vyresnysis ekspertas, turintis 15 metų patirtį pneumatikos pramonėje. Bendrovėje "Bepto Pneumatic" daugiausia dėmesio skiriu aukštos kokybės, mūsų klientams pritaikytų pneumatinių sprendimų teikimui. Mano kompetencija apima pramonės automatizavimą, pneumatinių sistemų projektavimą ir integravimą, taip pat pagrindinių komponentų taikymą ir optimizavimą. Jei turite klausimų arba norėtumėte aptarti savo projekto poreikius, nedvejodami kreipkitės į mane el. paštu chuck@bepto.com.