行業(yè)內(nèi),燃油車發(fā)動機的缸蓋導(dǎo)管閥座壓裝一般為立式壓裝,且通常采用管道方式將導(dǎo)管和閥座分別輸送至壓裝位。作為壓裝領(lǐng)域積累豐富經(jīng)驗的協(xié)鴻公司,在結(jié)合客戶原有壓機的使用意見與建議下,全新設(shè)計開發(fā)了一整套缸蓋壓裝壓檢、缸體壓檢的全自動設(shè)備。新設(shè)備為臥式壓裝,全機器人搬運;憑借獨特的外形,緊湊的布局,高精度的機構(gòu),在智能化、柔性化、可靠性方面領(lǐng)先行業(yè)及相關(guān)競爭對手。
根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)能1600臺/日/3班,每天因設(shè)備故障停機目標值要≤2次;故對設(shè)備提出故障率≤0.1%的目標值;又因每臺4缸型發(fā)動機有各12個之多數(shù)量的導(dǎo)管閥座零件,這對本次自動化設(shè)備的質(zhì)量和裝配工藝提出了更嚴格的要求。需要每個工序甚至每個機構(gòu)確保萬無一失。
原有壓機等設(shè)備,最主要的問題在于:1.導(dǎo)管和座圈因供料管道狹長,經(jīng)常發(fā)生卡料,堵塞等情形,平均全天2-4次(約5min/次);2.也因供料管道及分配機構(gòu)的原因,在切換機型作業(yè)時,需要將其內(nèi)部零部件全部清空并替換,動作復(fù)雜耗時長,統(tǒng)計平均該時間約20分鐘左右(大約2-3天切換一次)。
新設(shè)備要求:相鄰導(dǎo)管閥座間間距變化時(含后續(xù)擴展機型),要求機型切換無人工干預(yù),設(shè)備自主識別并切換相應(yīng)程序,設(shè)備自動切換時間≤1分鐘。
了解了原裝配設(shè)備的問題點和新設(shè)備目標值;因此,協(xié)鴻設(shè)計團隊需要針對產(chǎn)品各種工藝特性,結(jié)合客戶的使用建議,設(shè)計更加可靠、更加快捷的自動化設(shè)備。
與此同時,協(xié)鴻還充分利用自身的自動化技術(shù),提前測試部分新設(shè)想機構(gòu),包括機器人技術(shù)和視覺系統(tǒng)等。盡管測試結(jié)論與最終實際會有少量偏差,但可提前預(yù)估和測試新技術(shù)機構(gòu)的可靠性及準確性。
從故障發(fā)生的頻率及機型切換的形式上看,設(shè)備的主要問題點在于導(dǎo)管閥座的狹長供料管道及彎曲供料的路徑。因此新設(shè)備只要把長管道供料的方式舍棄,利用其它裝置比如機器人機械手來替換上料實現(xiàn)就能解決問題。借助FANUC 6軸工業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用,結(jié)合各種精密檢測傳感器技術(shù),確保了導(dǎo)管和座圈從儲料分配位抓取至缸蓋壓裝位動作的可靠性及準確性,實現(xiàn)了出色的重復(fù)精度。
導(dǎo)管閥座均采用振動盤初步分選,中途利用位移傳感器檢測正反,利用機構(gòu)反件自動剔除。
同時為了實現(xiàn)快速及準確的切換機型,設(shè)備內(nèi)大量使用伺服電缸來取代傳統(tǒng)的切換氣缸;特別是在導(dǎo)管及閥座的分配口等處。壓機本體設(shè)計成臥式,更有利于機器人夾持缸蓋從中間放入壓裝。壓機各壓頭可以自動切換。
缸體缸蓋的壓檢區(qū)域全部為自動化:機器人自動上下料,工件自動壓檢,COSMO檢漏儀自動出結(jié)果。
此外,為確保設(shè)計的可靠性并縮短后續(xù)的現(xiàn)場調(diào)試時間,協(xié)鴻在設(shè)計階段進行了離線仿真;利用設(shè)備級的模擬仿真,以保證設(shè)備的節(jié)拍、運動軌跡優(yōu)化以及設(shè)備干涉分析的預(yù)判,從而實現(xiàn)了最佳機構(gòu)設(shè)計和運動路線。
設(shè)備導(dǎo)入后,一直穩(wěn)定運行;總故障率維持在目標值內(nèi),多機型兼容,機型切換快捷。協(xié)鴻為客戶提供了一流的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定的質(zhì)量保證。
相比舊設(shè)備,新線每天至少可節(jié)省因故障耽誤/機型切換工事時間:全年(300工作天)累計為(10*300+20*120)=5400min
第一套設(shè)備運行一年左右。第二條(套)生產(chǎn)線設(shè)備于次年啟動,并當年導(dǎo)入當年投產(chǎn)。