自動化控制技術(shù)制造商M.A.i GmbH公司通過對自動化系統(tǒng)的集成，將注塑成型裝置、機(jī)械手、沖壓單元等關(guān)鍵部件的單個可用性提高到98%以上，確保了汽車剎車燈開關(guān)的生產(chǎn)幾乎達(dá)到零故障水平。
如今，汽車制造商通常只選擇一名部件生產(chǎn)供應(yīng)商，這對供應(yīng)商來說既是一種榮譽(yù)，也是一種責(zé)任。Body Control Systems(BCS)公司是全球汽車供應(yīng)商TRW的子公司之一，它負(fù)責(zé)每年為大眾汽車集團(tuán)生產(chǎn)800萬個剎車燈開關(guān)。作為一家在全球12個國家擁有4000多名員工的跨國公司，BCS為全球所有主要的汽車原始設(shè)備制造商提供產(chǎn)品，并因此具備了豐富的專業(yè)知識和必要的組織結(jié)構(gòu)。
單個部件的可用性達(dá)98%以上
如今，剎車燈開關(guān)的批量生產(chǎn)對BCS來說已屬平常，但整個工藝的復(fù)雜程度正如該廠的設(shè)計(jì)初衷一樣顯而易見。這一任務(wù)落到了經(jīng)驗(yàn)豐富的自動化控制技術(shù)制造商M.A.i GmbH公司身上。該公司近年來通過復(fù)雜而又艱巨的自動化項(xiàng)目站穩(wěn)了腳跟。常務(wù)董事阿瑟?施瓦布回憶道：“我們必須確保總體可用性達(dá)95%以上，這意味著注塑成型裝置、機(jī)械手、沖壓單元等關(guān)鍵部件的單個可用性必須達(dá)到98%以上。因此，我們必須采用可靠的高性能設(shè)備。整體周期時間很短也是我們面臨的一個難題。”
但是，在客戶BCS、工廠施工方M.A.i、設(shè)備供應(yīng)商住友(SHI)德馬格和史陶比爾機(jī)器人的聯(lián)合開發(fā)下，所有要求都得到了滿足。該系統(tǒng)自2011年6月開始一直在BCS位于德國拉多夫采爾的生產(chǎn)工廠進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
Systec 130液壓注塑機(jī)(制造商：住友(SHI)德馬格)是整個單元的核心。剎車燈開關(guān)的四個觸針通過8腔模具模制成型。動模板的標(biāo)準(zhǔn)直線導(dǎo)軌確保了高精度的合模運(yùn)動，并顯著減少了模具的磨損程度。這是800萬個部件批量生產(chǎn)的關(guān)注重點(diǎn)之一，因?yàn)楫?dāng)你考慮到整個生產(chǎn)工藝時，在5.7秒的開模時間里完成所有的裝卸操作是一項(xiàng)真正的挑戰(zhàn)。
周期從兩條沖壓線輸送兩種不同尺寸的觸針開始。史陶比爾Scara TS60先后從沖壓線相應(yīng)的輸送臺上撿取四短四長的觸針，并將它們傳送到緩沖存儲區(qū)。“SCARA機(jī)械手在這項(xiàng)工作中發(fā)揮出了其最大能力，更何況該加工工藝對精度的要求還特別高。”施瓦布說道，在完成優(yōu)化工作之后，超快速、高精確的SCARA已能輕松完成這一任務(wù)。”八趟來回共能撿取32個觸針，完全能夠滿足緩沖存儲區(qū)的需求。
緩沖存儲區(qū)位于大型史陶比爾六軸機(jī)械手的工作范圍之內(nèi)。RX160從存儲區(qū)撿取32個觸針并開始新的周期，整個周期已經(jīng)過全面優(yōu)化，因?yàn)樽⑺軝C(jī)必須在5.7秒的時間內(nèi)完成裝卸操作。
六軸機(jī)械手為8個型腔輸送32個觸針
為了嚴(yán)格遵守這一周期時間規(guī)范，史陶比爾RX160必須滿足一系列復(fù)雜的要求。BCS成型專家約亨?萊伊概括道：“機(jī)械手必須在不降低準(zhǔn)確性的前提下保持高速操作。我們在裝載模具時必須將公差控制在百分之幾毫米之內(nèi)。為了滿足這些要求，甚至連抓取技術(shù)也做出了巨大的貢獻(xiàn)。”
你只需看一下鉸鏈托架機(jī)械手即可明白萊伊的意思。六軸機(jī)械手配備由M.A.i生產(chǎn)的聯(lián)合插拔抓取系統(tǒng)，這完全是一個復(fù)雜的奇跡。多個傳感器監(jiān)控著各個抓手，確保模具百分百可靠的裝卸。其獨(dú)特功能之一是利用快插活塞為模具輸送32個觸針，從而在每個周期內(nèi)完成8個部件的生產(chǎn)。借助特殊的指數(shù)化和浮動安裝，機(jī)械手以模具為中心，將高精度的插入工藝轉(zhuǎn)化為可靠而快速的操作。RX160的另一大優(yōu)勢是：設(shè)計(jì)緊湊和內(nèi)部布線。憑借細(xì)長的手臂，它能夠安全地伸入注塑機(jī)而無需借助糾纏不清的外部電纜。
幾乎零故障的生產(chǎn)
取出工件之后，六軸機(jī)械手將成品部件以八個一組為單位排放在工件托架上。隨后，線性系統(tǒng)撿起剎車燈開關(guān)并將其傳送到后續(xù)的工作臺進(jìn)行質(zhì)量檢查，包括連續(xù)性測試和觸針長度測量。經(jīng)過測試的剎車燈開關(guān)將被裝上貨車并離開工廠。工廠分成三班全天運(yùn)作。
“每個班次都有上萬個剎車燈開關(guān)離開生產(chǎn)車間。一萬個部件里僅有兩到三個有缺陷的部件，因此我們幾乎已實(shí)現(xiàn)了零故障生產(chǎn)。”約亨?萊伊總結(jié)道。“此外，該工廠滿足了我們所有的要求，實(shí)現(xiàn)了部件可靠、快速和經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)。為了完成每年800萬個開關(guān)的批量生產(chǎn)，這是我們所能選擇的最佳方式。”
