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机器人如何高效实现电动汽车高压连接器的组装?

 

以每年500万辆的速度为电动和混合动力汽车组装高压连接器需要复杂的自动化解决方案,特别是当新连接器模型和品种定期重组正常时。在此背景下,每个阶段拥有6个史陶比尔机器人、13个图像处理系统和在线质量控制的开创性系统现在确保了高度灵活的生产。

电动汽车是我们这个时代的流行语,电动汽车市场在全球稳步增长。一段时间以来,这一趋势也刺激了对Eberhard等专业机器制造商提供的电子元件装配解决方案的需求。该公司最近被一家跨国汽车供应商要求实施一个复杂的项目。

具体来说,它涉及到高压连接器装配线的规划和实现。系统不仅要进行实际的装配工作,还要进行各阶段的目视检查,对各连接器进行防漏试验,最后将成品高压连接器装入托盘中。

正如Eberhard项目规划与应用团队负责人AbdullahKotan所解释的:项目的特点包括每年5万件的目标产量,每个连接器的短周期时间不超过3秒,以及未来的防御系统设计,以适应大量可能的新连接器品种。考虑到这些要求,我们很快就明白唯一可能的解决方案是机器人、图像处理系统和高度灵活的进给系统。

Eberhard成立于1964年,拥有320名员工,在PCB组装和连接器生产方面有丰富的经验。由于定制的自动化和组装解决方案是公司的核心竞争力之一,管理层坚信,与合适的合作伙伴合作可以使项目成功。设计团队确实在最近完成的装配线中获奖,最终将安装在墨西哥。

紧凑型自动化杰作。

乍一看,一个问题立刻出现在我的脑海中:设计师如何将13站装配线挤入如此狭小的空间,配备6个机器人和13个视觉系统?仔细检查会找到答案:几乎所有车站的可达性都超过了标准,而不是浪费一厘米的空间。工作站上方悬挂六个六轴机器人的灵感决策对空间利用率做出了特别重要的贡献。

所有六个机器人都是超快、高精度的史陶比尔TX2-60L六轴模型,延伸范围为920毫米。尽管安装在天花板上,但它们仍然可以以±0.03毫米的重复精度发挥其所有性能。

Kotan说:我们之所以选择这些机器人,不仅是因为它们的动态性,还因为它们的紧凑设计,它们与进料器和相机的接口,特别是它们具有传奇色彩的可靠性,我们必须向客户保证总系统95%以上的可用性,所以我们只能使用一流的组件。

六个机器人中有四个配备了摄像头系统,以便从振动平台上提取零件。这些超灵活的进料系统是Eberhard设计和建造的装配线的传统特征,因为它们确保从一个新品种到另一个新品种几乎不需要任何机械调整。每当新品种出现时,通常通过图像处理来训练系统就足够了。

统一组装和测试。

连接器的组装遵循清晰的模式,每个工作步骤都遵循质量检查。以站1为例:在这里,第一个TX2-60L配备传送带跟踪,从连续运行的进料带连接器外壳,放置在工件载体中,通过所有其他站时保持系统。站2进行光学质量检查,在此期间记录代码和颜色。

同样的原则适用于接下来的两个网站。第二台史陶比尔六轴机使用视觉系统的位置数据,从振动平台上拾取连接器锁,并安装在连接器外壳上。在这里,Eberhard还应用了即时QA,图像处理器专注于缺陷检测和装配位置的双重标准。

同样的原理适用于连接器外壳通过所有后续站点。在离开装配线之前,还有三个步骤。在此过程中,史陶比尔超快六轴机器安装了密封件、框架和完整的连接器内部。在下游,每个站后进行通常的在线质量检查。

组装好的高压连接器将从六个史陶比尔机器人中的最后一个转移到Eberhard专有的PTS64码垛系统,然后进行防漏结构测试。Eberhard安装了一个带有四个工位和四个测试夹具的旋转分度台,以保持这里的循环时间,避免潜在的瓶颈。

10分钟内完成重组。

在这个初始阶段,系统处理的连接器种类不超过三种,但预计这个数字在不久的将来会显著增加。装配线高度灵活的设计意味着客户在这方面应该没有问题。

虽然该系统目前只生产三种连接器,但每天安排一到两次转换。我们的客户运行的批次很短,所以我们必须在尽可能短的时间内完成转换。从一批最后一个组件到下一批第一个组件,转换在10分钟内完成,凯蒂解释说。

超出周期时间目标。

在装配线的预调试过程中,减少了三秒的目标周期。目前,每个高压连接器的系统循环时间约为2.7秒,这与之前与史陶比尔机器人公司合作的模拟准确对应。模拟结果与现实100%一致的事实凸显了今天的模拟过程有多接近——前提是使用了正确的工具。

我们相信,当系统最终安装在墨西哥客户的生产设施中时,我们将能够进一步优化系统的次要细节,并将产量提高几个百分点。如果我们成功地将周期时间缩短12%到14%,那么在年产500万个连接器的背景下,这确实是一个伟大的结果。

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