Ο κατασκευαστής ACPT Inc. με έδρα την Καλιφόρνια συνεργάστηκε με τον προμηθευτή μηχανών για τη δημιουργία μιας καινοτόμου ημιαυτόματης γραμμής παραγωγής εξοπλισμένης με αυτόματη μηχανή περιέλιξης νήματος.#workinprogress #Automation
Οι σύνθετοι άξονες μετάδοσης κίνησης από ανθρακονήματα της ACPT χρησιμοποιούνται σε μια σειρά βιομηχανιών.Πηγή φωτογραφίας, όλες οι εικόνες: Roth Composite Machinery
Για πολλά χρόνια, ο κατασκευαστής σύνθετων υλικών Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Καλιφόρνια, ΗΠΑ) έχει δεσμευτεί να αναπτύξει και να τελειοποιήσει τη σχεδίαση του σύνθετου υλικού μετάδοσης κίνησης από ανθρακονήματα - σύνθετου υλικού από ίνες άνθρακα ή μεγάλου μεταλλικού σωλήνα που συνδέει το εμπρός και πίσω μέρη Το σύστημα κίνησης κάτω από τα περισσότερα οχήματα.Αν και αρχικά χρησιμοποιούνται στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, αυτά τα πολυλειτουργικά εξαρτήματα χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως σε θαλάσσιες, εμπορικές, αιολικές, αμυντικές, αεροδιαστημικές και βιομηχανικές εφαρμογές.Με τα χρόνια, η ACPT έχει δει μια σταθερή αύξηση στη ζήτηση για σύνθετους κινητήριους άξονες από ανθρακονήματα.Καθώς η ζήτηση συνέχιζε να αυξάνεται, η ACPT αναγνώρισε την ανάγκη κατασκευής μεγαλύτερου αριθμού αξόνων μετάδοσης κίνησης με υψηλότερη κατασκευαστική απόδοση -εκατοντάδες ίδιοι άξονες κάθε εβδομάδα- που οδήγησε σε νέες καινοτομίες στον αυτοματισμό και, τελικά, στη δημιουργία νέων εγκαταστάσεων.
Σύμφωνα με την ACPT, ο λόγος για την αυξημένη ζήτηση για κινητήριους άξονες είναι ότι οι κινητήριοι άξονες από ανθρακονήματα έχουν έναν μοναδικό συνδυασμό λειτουργιών σε σύγκριση με τους μεταλλικούς άξονες, όπως υψηλότερη ικανότητα ροπής, υψηλότερες δυνατότητες RPM, καλύτερη αξιοπιστία, μικρότερο βάρος και τείνει για αποσύνθεση σε σχετικά αβλαβή ίνα άνθρακα υπό υψηλή κρούση και μείωση του θορύβου, των κραδασμών και της τραχύτητας (NVH).
Επιπλέον, σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς κινητήριους άξονες από χάλυβα, αναφέρεται ότι οι κινητήριοι άξονες από ανθρακονήματα σε αυτοκίνητα και φορτηγά μπορούν να αυξήσουν την ιπποδύναμη των πίσω τροχών των οχημάτων κατά περισσότερο από 5%, κυρίως λόγω της ελαφρύτερης περιστρεφόμενης μάζας των σύνθετων υλικών.Σε σύγκριση με το ατσάλι, ο ελαφρύς άξονας μετάδοσης κίνησης από ανθρακονήματα μπορεί να απορροφήσει περισσότερη κρούση και να έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα ροπής, η οποία μπορεί να μεταδώσει περισσότερη ισχύ κινητήρα στους τροχούς χωρίς να προκαλέσει ολίσθηση ή διαχωρισμό των ελαστικών από το δρόμο.
Για πολλά χρόνια, η ACPT παράγει σύνθετους κινητήριους άξονες από ανθρακονήματα μέσω περιέλιξης νήματος στο εργοστάσιό της στην Καλιφόρνια.Προκειμένου να επεκταθεί στο απαιτούμενο επίπεδο, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η κλίμακα των εγκαταστάσεων, να βελτιωθεί ο εξοπλισμός παραγωγής και να απλοποιηθεί ο έλεγχος της διαδικασίας και η ποιοτική επιθεώρηση μετατοπίζοντας όσο το δυνατόν περισσότερο τις ευθύνες από τους ανθρώπινους τεχνικούς σε αυτοματοποιημένες διαδικασίες.Για την επίτευξη αυτών των στόχων, η ACPT αποφάσισε να κατασκευάσει μια δεύτερη μονάδα παραγωγής και να την εξοπλίσει με υψηλότερο επίπεδο αυτοματισμού.
Η ACPT συνεργάζεται με πελάτες στην αυτοκινητοβιομηχανία, την άμυνα, τη ναυτιλία και τη βιομηχανική βιομηχανία για να σχεδιάσει άξονες μετάδοσης κίνησης σύμφωνα με τις ανάγκες τους.
Η ACPT ίδρυσε αυτή τη νέα μονάδα παραγωγής στο Schofield του Ουισκόνσιν των ΗΠΑ για να ελαχιστοποιήσει τη διακοπή της παραγωγής άξονα μετάδοσης κίνησης κατά τη διάρκεια της 1,5χρονης διαδικασίας σχεδιασμού, κατασκευής, αγοράς και εγκατάστασης νέων εργοστασίων και εξοπλισμού παραγωγής, εκ των οποίων οι 10 μήνες είναι αφιερωμένοι στην Κατασκευή. παράδοση και εγκατάσταση συστημάτων αυτόματης περιέλιξης νήματος.
Κάθε βήμα της διαδικασίας παραγωγής σύνθετου άξονα μετάδοσης κίνησης αξιολογείται αυτόματα: περιέλιξη νήματος, έλεγχος περιεκτικότητας σε ρητίνη και διαβροχής, σκλήρυνση σε φούρνο (συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου χρόνου και θερμοκρασίας), αφαίρεση εξαρτημάτων από τον άξονα και επεξεργασία μεταξύ κάθε σταδίου διεργασίας μανδρελίου.Ωστόσο, λόγω δημοσιονομικών λόγων και λόγω της ανάγκης της ACPT για ένα λιγότερο μόνιμο, κινητό σύστημα που θα επιτρέπει περιορισμένο αριθμό πειραμάτων Ε&Α εάν είναι απαραίτητο, αρνήθηκε να χρησιμοποιήσει προαιρετικά συστήματα αυτοματισμού σκελετών οροφής ή επιδαπέδιου.
Μετά από διαπραγματεύσεις με πολλούς προμηθευτές, η τελική λύση ήταν ένα σύστημα παραγωγής δύο μερών: ένα αυτόματο καρούλι νήματος δύο αξόνων τύπου 1 με πολλαπλά καρότσια περιέλιξης από το σύστημα περιέλιξης Roth Composite Machinery (Stephenburg, Γερμανία).Επιπλέον, δεν είναι ένα σταθερό αυτοματοποιημένο σύστημα, αλλά ένα ημιαυτόματο σύστημα χειρισμού ατράκτου που σχεδιάστηκε από την Globe Machine Manufacturing Co. (Τάκομα, Ουάσιγκτον, ΗΠΑ).
Η ACPT δήλωσε ότι ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα και απαιτήσεις του συστήματος περιέλιξης νήματος Roth είναι η αποδεδειγμένη ικανότητα αυτοματοποίησης, η οποία έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει σε δύο άξονες να παράγουν εξαρτήματα ταυτόχρονα.Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό δεδομένου ότι ο ιδιόκτητος κινητήριος άξονας της ACPT απαιτεί πολλαπλές αλλαγές υλικού.Για αυτόματη και χειροκίνητη κοπή, κλωστή και επανασύνδεση διαφορετικών ινών κάθε φορά που αλλάζετε το υλικό, η λειτουργία Roth's Roving Cut and Attach (RCA) επιτρέπει στη μηχανή περιέλιξης να αλλάζει αυτόματα υλικά μέσω των πολλαπλών καρότσια κατασκευής.Η τεχνολογία λουτρού ρητίνης Roth και η τεχνολογία τραβήγματος ινών μπορούν επίσης να εξασφαλίσουν ακριβή αναλογία διαβροχής ίνας προς ρητίνη χωρίς υπερκορεσμό, επιτρέποντας στο τύλιγμα να λειτουργεί πιο γρήγορα από τα παραδοσιακά τυλίγματα χωρίς να σπαταλά πολύ ρητίνη.Μετά την ολοκλήρωση της περιέλιξης, η μηχανή περιέλιξης θα αποσυνδέσει αυτόματα τον άξονα και τα εξαρτήματα από το μηχάνημα περιέλιξης.
Το ίδιο το σύστημα περιέλιξης είναι αυτοματοποιημένο, αλλά εξακολουθεί να αφήνει ένα μεγάλο μέρος της επεξεργασίας και της κίνησης του μανδρελιού μεταξύ κάθε σταδίου κατασκευής, που προηγουμένως γινόταν χειροκίνητα.Αυτό περιλαμβάνει την προετοιμασία των γυμνών μανδρελιών και τη σύνδεσή τους με το μηχάνημα περιέλιξης, τη μετακίνηση του μανδρελιού με τα τραύματα στον φούρνο για σκλήρυνση, τη μετακίνηση του άξονα με τα σκληρυμένα μέρη και την αφαίρεση των εξαρτημάτων από τον άξονα.Ως λύση, η Globe Machine Manufacturing Co. ανέπτυξε μια διαδικασία που περιελάμβανε μια σειρά από καρότσια σχεδιασμένα να χωρούν το μανδρέλι που βρίσκεται στο καρότσι.Το σύστημα περιστροφής στο καρότσι χρησιμοποιείται για την τοποθέτηση του μανδρελιού έτσι ώστε να μπορεί να μετακινείται μέσα και έξω από το τύλιγμα και τον εξολκέα και να περιστρέφεται συνεχώς ενώ τα μέρη βρέχονται από τη ρητίνη και ωριμάζουν στο φούρνο.
Αυτά τα καροτσάκια ατράκτου μετακινούνται από τον έναν σταθμό στον άλλο, με τη βοήθεια δύο σετ βραχιόνων μεταφοράς στο έδαφος — το ένα σετ στον πηνίο και το άλλο στο ενσωματωμένο σύστημα εξαγωγής — με τον άξονα Το καρότσι κινείται με συντονισμένο τρόπο και παίρνει τον υπόλοιπο άξονα σε κάθε διαδικασία.Το προσαρμοσμένο τσοκ στο καρότσι σφίγγει αυτόματα και απελευθερώνει τον άξονα, σε συντονισμό με το αυτόματο τσοκ στο μηχάνημα Roth.
Συγκρότημα δεξαμενής ρητίνης ακριβείας δύο αξόνων Roth.Το σύστημα έχει σχεδιαστεί για δύο κύριους άξονες σύνθετων υλικών και μεταφέρεται σε ένα ειδικό αυτοκίνητο περιέλιξης υλικού.
Εκτός από αυτό το σύστημα μεταφοράς ατράκτου, η Globe παρέχει επίσης δύο φούρνους ωρίμανσης.Μετά τη σκλήρυνση και την εξαγωγή του μανδρελιού, τα εξαρτήματα μεταφέρονται σε μια μηχανή κοπής ακριβούς μήκους, ακολουθούμενη από ένα σύστημα αριθμητικού ελέγχου για την επεξεργασία των άκρων του σωλήνα και στη συνέχεια καθαρισμό και εφαρμογή κόλλας χρησιμοποιώντας εξαρτήματα πρέσας.Ο έλεγχος ροπής, η διασφάλιση ποιότητας και η παρακολούθηση προϊόντων ολοκληρώνονται πριν από τη συσκευασία και την αποστολή για πελάτες τελικής χρήσης.
Σύμφωνα με την ACPT, μια σημαντική πτυχή της διαδικασίας είναι η ικανότητά της να παρακολουθεί και να καταγράφει δεδομένα όπως η θερμοκρασία εγκατάστασης, το επίπεδο υγρασίας, η τάση της ίνας, η ταχύτητα της ίνας και η θερμοκρασία ρητίνης για κάθε ομάδα περιελίξεων.Αυτές οι πληροφορίες αποθηκεύονται για συστήματα επιθεώρησης ποιότητας προϊόντων ή παρακολούθηση παραγωγής και επιτρέπουν στους χειριστές να προσαρμόζουν τις συνθήκες παραγωγής όταν είναι απαραίτητο.
Ολόκληρη η διαδικασία που αναπτύχθηκε από την Globe περιγράφεται ως «ημι-αυτοματοποιημένη», επειδή ένας ανθρώπινος χειριστής πρέπει να πατήσει ένα κουμπί για να ξεκινήσει η σειρά της διαδικασίας και να μετακινήσει χειροκίνητα το καρότσι μέσα και έξω από τον φούρνο.Σύμφωνα με την ACPT, η Globe οραματίζεται υψηλότερο βαθμό αυτοματοποίησης για το σύστημα στο μέλλον.
Το σύστημα Roth περιλαμβάνει δύο άξονες και τρία ανεξάρτητα αυτοκίνητα με περιέλιξη.Κάθε καροτσάκι με περιέλιξη έχει σχεδιαστεί για αυτόματη μεταφορά διαφορετικών σύνθετων υλικών.Το σύνθετο υλικό εφαρμόζεται και στις δύο άξονες ταυτόχρονα.
Μετά το πρώτο έτος παραγωγής στο νέο εργοστάσιο, η ACPT ανέφερε ότι ο εξοπλισμός έχει αποδείξει με επιτυχία ότι μπορεί να επιτύχει τους στόχους παραγωγής του, εξοικονομώντας εργατικό δυναμικό και υλικά και παρέχοντας προϊόντα σταθερά υψηλής ποιότητας.Η εταιρεία ελπίζει να συνεργαστεί ξανά με τους Globe και Roth σε μελλοντικά έργα αυτοματισμού.
For more information, please contact ACPT President Ryan Clampitt (rclamptt@acpt.com), Roth Composite Machinery National Sales Manager Joseph Jansen (joej@roth-usa.com) or Advanced Composite Equipment Director Jim Martin at Globe Machine Manufacturing Co. (JimM@globemachine.com).
Μετά από περισσότερα από 30 χρόνια ανάπτυξης, η in-situ ολοκλήρωση πρόκειται να εκπληρώσει την υπόσχεσή της να εξαλείψει τους συνδετήρες και τα αυτόκλειστα και να πραγματοποιήσει ένα ολοκληρωμένο πολυλειτουργικό σώμα.
Οι απαιτήσεις υψηλού όγκου μονάδας και χαμηλού βάρους των περιβλημάτων μπαταριών ηλεκτρικών λεωφορείων έχουν προωθήσει την ανάπτυξη των αποκλειστικών συστημάτων εποξειδικής ρητίνης της TRB Lightweight Structures και των αυτοματοποιημένων γραμμών παραγωγής σύνθετων υλικών.
Ο πρωτοπόρος της μη αυτόκλειστης επεξεργασίας σε εφαρμογές αεροδιαστημικής απάντησε σε μια κατάλληλη αλλά ενθουσιώδη απάντηση: Ναι!
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-07-2021