ઓટોમોટિવ પાર્ટ્સ મેન્યુફેક્ચરિંગ: થ્રી-એક્સિસ સર્વો રોબોટનો ઉપયોગ કરીને કાર્યક્ષમ એસેમ્બલીનો કેસ સ્ટડી

ઓટોમોટિવ પાર્ટ્સ મેન્યુફેક્ચરિંગ: થ્રી-એક્સિસ સર્વો રોબોટનો ઉપયોગ કરીને કાર્યક્ષમ એસેમ્બલીનો કેસ સ્ટડી

પ્રથમ, પરિચય: ઓટોમોટિવ પાર્ટ્સ એસેમ્બલીમાં પીડા બિંદુઓ અને ઉકેલો

ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગના પાયાના પથ્થર તરીકે, ઓટોમોટિવ ભાગોનું ઉત્પાદન એસેમ્બલી પ્રક્રિયામાં ચોકસાઇ, કાર્યક્ષમતા અને સ્થિરતા પર કડક માંગ કરે છે. એન્જિન બ્લોક એસેમ્બલી સહિષ્ણુતા ±0.02mm ની અંદર નિયંત્રિત હોવી જોઈએ, અને ટ્રાન્સમિશન ગિયર એસેમ્બલી ચક્ર 30 યુનિટ પ્રતિ મિનિટથી વધુ ઉત્પાદન જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે. મેન્યુઅલ એસેમ્બલી માત્ર વધઘટ થતા કૌશલ્ય સ્તર અને પુનરાવર્તિત શ્રમને કારણે કાર્યક્ષમતા અવરોધોનો સામનો કરે છે, પરંતુ નવા ઉર્જા વાહન યુગમાં ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોની એન્ટિ-સ્ટેટિક અને તેલ-મુક્ત એસેમ્બલીની અનન્ય આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા માટે પણ સંઘર્ષ કરે છે.

"ઉચ્ચ-ચોકસાઇ સ્થિતિ + ઉચ્ચ-સ્પીડ પ્રતિભાવ + લવચીક અનુકૂલનક્ષમતા" ના મુખ્ય ફાયદાઓ સાથે, ત્રણ-અક્ષ સર્વો રોબોટ્સ આ પીડા બિંદુઓને સંબોધવા માટે સાધનોનો મુખ્ય ભાગ બની ગયા છે. આ લેખ વિશ્લેષણ કરશે કે તેઓ ત્રણ લાક્ષણિક ઓટોમોટિવ ભાગોના એસેમ્બલી કેસ દ્વારા કાર્યક્ષમતા અને ગુણવત્તા બંનેમાં કેવી રીતે સફળતા પ્રાપ્ત કરે છે.

ઓટોમોટિવ પાર્ટ્સ એસેમ્બલી માટે સેકન્ડ- અને થર્ડ-એક્સિસ સર્વો રોબોટ્સની યોગ્યતા

કેસ સ્ટડીઝમાં ઊંડા ઉતરતા પહેલા, તે મુખ્ય ક્ષેત્રોને સ્પષ્ટપણે ઓળખવા મહત્વપૂર્ણ છે જ્યાં તેમની તકનીકી સુવિધાઓ ઉદ્યોગની જરૂરિયાતો સાથે સુસંગત છે:

ચોકસાઇ મેચિંગ: જાપાનીઝ પેનાસોનિક સર્વો મોટર અને બોલ સ્ક્રુ ડ્રાઇવનો ઉપયોગ કરીને, રોબોટ બેરિંગ્સ અને ગિયર્સ જેવા ચોકસાઇ ઘટકો માટે પ્રેસ-ફિટ અને એસેમ્બલી આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરીને, ±0.01mm ની પુનરાવર્તિતતા પ્રાપ્ત કરે છે.

ઝડપનો ફાયદો: મહત્તમ નો-લોડ ઝડપ 1.2m/s સુધી પહોંચે છે, જેનો પ્રવેગ સમય ≤0.3s છે, જે સ્ટેમ્પિંગ અને ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ પછી સતત એસેમ્બલી ચક્ર સાથે મેળ ખાય છે.

લવચીક ગોઠવણ: એસેમ્બલી પ્રોગ્રામ્સને ઝડપથી સ્વિચ કરી શકાય છે પેન્ડન્ટ શીખવો, એક જ ઉત્પાદન લાઇન પર 3-5 વિવિધ ઘટક મોડેલો (દા.ત., વિવિધ વિસ્થાપનના એન્જિન માટે વાલ્વ માર્ગદર્શિકાઓ) ના એકીકરણને સમર્થન આપે છે.

પર્યાવરણીય સુસંગતતા: IP65 સુરક્ષા રેટિંગ એન્જિન શોપના તેલયુક્ત વાતાવરણનો સામનો કરે છે, અને વૈકલ્પિક એન્ટિ-સ્ટેટિક કાંડા એસેમ્બલી ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટક એસેમ્બલી માટેની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે.

ત્રીજું, ત્રણ લાક્ષણિક એસેમ્બલી કેસ સ્ટડીઝનું ઊંડાણપૂર્વક વિશ્લેષણ

કેસ ૧: એન્જિન સિલિન્ડર બ્લોક બેરિંગ કેપ્સનું ઓટોમેટેડ એસેમ્બલી (જર્મન ટાયર 1 સપ્લાયર)
૧. પ્રોજેક્ટ પૃષ્ઠભૂમિ
ક્લાયન્ટના મૂળ "બે-વ્યક્તિ + સરળ ન્યુમેટિક ટૂલ" એસેમ્બલી મોડેલમાં ત્રણ મુખ્ય મુશ્કેલીઓ રજૂ કરવામાં આવી હતી: ① બેરિંગ કેપ બોલ્ટ્સ (વધઘટ શ્રેણી ±5 N·m) નો અસંગત કડક ટોર્ક, જેના પરિણામે એન્જિનનો અવાજ દર 1.2% થયો; ② સિલિન્ડર બ્લોક (દરેક 35 કિલો વજન) નું મેન્યુઅલ હેન્ડલિંગ બમ્પ્સ અને અથડામણ માટે સંવેદનશીલ હતું, જેના પરિણામે સ્ક્રેપ દર 0.8% થયો; ③ સિંગલ-શિફ્ટ ઉત્પાદન ક્ષમતા ફક્ત 800 યુનિટ હતી, જે OEM ની 1,200 યુનિટ/શિફ્ટની ડિલિવરી જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરવામાં અસમર્થ હતી.
2. થ્રી-એક્સિસ સર્વો રોબોટ ઉકેલ
હાર્ડવેર રૂપરેખાંકન: X-અક્ષ ટ્રાવેલ 1800mm, Y-અક્ષ 800mm, Z-અક્ષ 600mm, ટોર્ક-નિયંત્રિત ઇલેક્ટ્રિક સ્ક્રુડ્રાઈવર અને વેક્યુમ સક્શન કપ એન્ડ ઇફેક્ટરથી સજ્જ;
એસેમ્બલી પ્રક્રિયા ઑપ્ટિમાઇઝેશન:
આ રોબોટ અસસિલિન્ડર બોડીને પકડવા અને તેને એસેમ્બલી સ્ટેશન પર પરિવહન કરવા માટે es વિઝન પોઝિશનિંગ (પોઝિશનિંગ ચોકસાઈ ±0.02mm);
Z-અક્ષ સંચાલિત ઇલેક્ટ્રિક સ્ક્રુડ્રાઈવર પ્રી-સેટ પ્રોગ્રામ (પ્રી-ટાઈટનિંગ 5N·m → રિ-ટાઈટનિંગ 18N·m → ફાઈનલ ટાઇટનિંગ 25N·m) અનુસાર ત્રણ તબક્કામાં બોલ્ટને કડક બનાવે છે, જે રીઅલ-ટાઇમ ટોર્ક ડેટા ફીડબેક પ્રદાન કરે છે;
એસેમ્બલી પછી, બેરિંગ કેપ ફ્લેટનેસ આપમેળે તપાસવામાં આવે છે અને ખામીયુક્ત ઉત્પાદનો આપમેળે નકારવામાં આવે છે.

3. અમલીકરણ પરિણામો
બોલ્ટ ટાઇટનિંગ ટોર્ક વધઘટ ઘટાડીને ±0.5N·m કરવામાં આવી હતી, અને એન્જિનના અવાજનો દર ઘટાડીને 0.15% કરવામાં આવ્યો હતો;
ઝી અથડામણથી થતા નુકસાનને દૂર કરવામાં આવ્યું હતું, અને ભંગાર દર ઘટાડીને 0.03% કરવામાં આવ્યો હતો;
સિંગલ-શિફ્ટ ઉત્પાદન ક્ષમતા વધીને 1,350 યુનિટ થઈ, અને મજૂર ખર્ચમાં 60% ઘટાડો થયો.

કેસ 2: નવી ઉર્જા વાહન ચેસિસ (નવી ઉર્જા વાહન ઉત્પાદકનો સહાયક પ્લાન્ટ) માટે સ્ટીયરીંગ નકલ બોલ જોઈન્ટ્સનું એસેમ્બલી
૧. પ્રોજેક્ટ પૃષ્ઠભૂમિ
સલામતી ઘટક તરીકે, સ્ટીયરિંગ નકલ બોલ જોઈન્ટને એક સંકલિત પ્રક્રિયાની જરૂર છે: "બોલ પિન પ્રેસ-ફિટ + ડસ્ટ કવર એસેમ્બલી + ટોર્ક ટેસ્ટિંગ." હાલની મેન્યુઅલ પ્રક્રિયામાં નીચેની સમસ્યાઓ હતી: ① અચોક્કસ પ્રેસ ફોર્સ કંટ્રોલ (વધુ દબાણને કારણે નુકસાન થવાની સંભાવના અથવા ઓછા દબાણને કારણે ઢીલું પડવું); ② ડસ્ટ કવર એસેમ્બલી કરચલીઓ પડવાની સંભાવના ધરાવતી હતી, જેના પરિણામે વોટરપ્રૂફ સીલિંગ નબળી પડી હતી; અને ③ પરીક્ષણ ડેટા શોધી શકાયો ન હતો, જે IATF16949 પ્રમાણપત્ર આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવામાં નિષ્ફળ ગયો હતો. 2. થ્રી-એક્સિસ સર્વો રોબોટ એસઉકેલ
મુખ્ય રૂપરેખાંકન: પ્રેશર સેન્સર (±1N ચોકસાઈ) અને ફોર્સ-કંટ્રોલ એસેમ્બલી મોડ્યુલથી સજ્જ, કસ્ટમાઇઝ્ડ ડસ્ટ કવર એક્સપાન્શન ફિક્સ્ચરથી સજ્જ.
મુખ્ય તકનીકી સફળતાઓ:
પ્રેસ-ફિટિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન દબાણ-વિસ્થાપન વળાંકનું રીઅલ-ટાઇમ મોનિટરિંગ, જો વળાંક પ્રમાણભૂત શ્રેણીથી ભટકે છે (દા.ત., અચાનક ઘટાડો) તો મશીનને તાત્કાલિક બંધ કરવું.
Z-અક્ષ એક લવચીક બળ નિયંત્રણ મોડનો ઉપયોગ કરે છે, જે ધૂળના આવરણ પર સતત 50N દબાણ લાગુ કરે છે, જે કરચલી-મુક્ત ફિટ સુનિશ્ચિત કરે છે.
એસેમ્બલી ડેટા (પ્રેસિંગ ફોર્સ, ટોર્ક અને સમય) આપમેળે MES સિસ્ટમ પર અપલોડ થાય છે, જે એક અનન્ય ટ્રેસેબિલિટી કોડ જનરેટ કરે છે.
3. અમલીકરણ પરિણામો
પ્રેસ-ફિટ ખામી દર 2.3% થી ઘટાડીને 0.08% કરવામાં આવ્યો છે, અને ડસ્ટ કવર સીલિંગ ટેસ્ટ પાસ દર 100% સુધી પહોંચી ગયો છે.
OEM ના IATF16949 ઓડિટને સફળતાપૂર્વક પાસ કરીને, સંપૂર્ણ-પ્રક્રિયા ડેટા ટ્રેસેબિલિટી પ્રાપ્ત થઈ છે.
પ્રતિ વર્કસ્ટેશન લોકોની સંખ્યા ત્રણથી ઘટાડીને એક કરવામાં આવી છે, જેનાથી માથાદીઠ કાર્યક્ષમતામાં 220%નો વધારો થયો છે.

કેસ ૩: ઓટોમોટિવ સેન્સર હાઉસિંગનું પ્રિસિઝન ફિટિંગ (એક ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ કંપની)
૧. પ્રોજેક્ટ પૃષ્ઠભૂમિ
સેન્સર હાઉસિંગમાં પ્લાસ્ટિક બેઝ અને મેટલ કવચનો સમાવેશ થાય છે. એસેમ્બલી માટે 0.05mm ક્લિયરન્સ અને કોઈ સંપર્ક સ્ક્રેચની જરૂર નહોતી (સપાટી પૂર્ણાહુતિની આવશ્યકતા: Ra ≤ 0.8μm). મેન્યુઅલ એસેમ્બલી, હાથના તેલ અને અસમાન બળને કારણે, ખામી દર 3.5% જેટલો ઊંચો થયો, અને 20,000 યુનિટની દૈનિક ઉત્પાદન ક્ષમતાની જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરવામાં અસમર્થ હતો.

2. થ્રી-એક્સિસ સર્વો રોબોટ સોલ્યુશન

કસ્ટમાઇઝ્ડ ડિઝાઇન: હળવા કાર્બન ફાઇબર આર્મ (40% વજન ઘટાડવું) નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે સિલિકોન વેક્યુમ કપ અને અંતે વિઝન ગાઇડન્સ સિસ્ટમથી સજ્જ છે.

એસેમ્બલી લોજિક:

વિઝન સિસ્ટમ હાઉસિંગના પોઝિશનિંગ છિદ્રોને ઓળખે છે અને રોબોટને ચોક્કસ પકડ માટે માર્ગદર્શન આપે છે (પોઝિશનિંગ સમય ≤ 0.2 સે).

"પહેલા માર્ગદર્શન, પછી ફિટિંગ" વ્યૂહરચનાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં Z અક્ષ 0.1m/s ની ઓછી ઝડપે નીચે તરફ ખસે છે જેથી ખાતરી થાય કે ઢાલ બેઝમાં સુરક્ષિત રીતે ફીટ થયેલ છે.

એસેમ્બલી પછી, ગેપ અને સપાટીના સ્ક્રેચનું નિરીક્ષણ કરવા માટે લેસર પ્રોફાઇલોમીટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. 3. અમલીકરણ પરિણામો
સમાગમ ક્લિયરન્સ પાસ દર 99.92% સુધી પહોંચ્યો, અને સપાટી પર સ્ક્રેચ ખામી દર ઘટાડીને 0.05% કરવામાં આવ્યો.
એસેમ્બલી ચક્રનો સમય વધીને 0.8 સેકન્ડ/સેટ થયો, સરેરાશ દૈનિક ઉત્પાદન ક્ષમતા 21,600 સેટ થઈ.
ડીગ્રીસિંગ અને સફાઈ પ્રક્રિયા ઘટાડીને, પ્રતિ સેટ ખર્ચમાં 0.8 યુઆનનો ઘટાડો થયો.

ચોથું, થ્રી-એક્સિસ સર્વો રોબોટ્સના મુખ્ય મૂલ્યને ઓળખવું

ઉપરોક્ત કિસ્સાઓ દ્વારા દર્શાવ્યા મુજબ, ઓટોમોટિવ ભાગોના એસેમ્બલીમાં તેમનું મૂલ્ય ફક્ત મેન્યુઅલ શ્રમને બદલવાથી આગળ વધે છે. તેના બદલે, તેઓ "કાર્યક્ષમતા, ગુણવત્તા અને ખર્ચ" નું ત્રિકોણાકાર ઑપ્ટિમાઇઝેશન પ્રાપ્ત કરે છે:

કાર્યક્ષમતામાં સુધારો: "હાઈ-સ્પીડ મોશન + પ્રોસેસ ઇન્ટિગ્રેશન" દ્વારા, સિંગલ-સ્ટેશન ઉત્પાદકતા સરેરાશ 80%-150% વધે છે, જે ઓટોમેકર્સની "જસ્ટ-ઈન-ટાઇમ" ડિલિવરી જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.

ગુણવત્તા ખાતરી: "અનુભવ પર નિર્ભરતા" ને "ડેટા-આધારિત નિયંત્રણ" સાથે બદલીને, મુખ્ય પ્રક્રિયાઓમાં ખામી દર સામાન્ય રીતે 0.1% થી નીચે ઘટાડવામાં આવે છે, જે ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગના PPM-સ્તરના ગુણવત્તા ધોરણોને પૂર્ણ કરે છે.

ખર્ચ ઑપ્ટિમાઇઝેશન: શ્રમ ખર્ચમાં સીધા ઘટાડો કરવા ઉપરાંત, છુપાયેલા ખર્ચમાં બચત પણ ઘટાડીને સ્ક્રેપ અને કમિશનિંગ સમય ઘટાડીને (ચેન્જઓવર સમય 4 કલાકથી ઘટાડીને 15 મિનિટ) પ્રાપ્ત થાય છે. રોકાણ માટે વળતરનો સમયગાળો સામાન્ય રીતે 12-18 મહિનાનો હોય છે.

પાંચમું, પસંદગી અને અમલીકરણ ભલામણો

ઘટક લાક્ષણિકતાઓના આધારે ઘટકો પસંદ કરો:
ચોકસાઇવાળા યાંત્રિક ઘટકો (જેમ કે બેરિંગ્સ): ટોર્ક/દબાણ પ્રતિસાદ સાથે ગોઠવણીઓ પસંદ કરો.
મોટા, ભારે-ડ્યુટી ઘટકો (જેમ કે સિલિન્ડર): ઉચ્ચ-લોડ સર્વો મોટર્સની જરૂર પડે છે (ભલામણ કરેલ ≥500W).
ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો: એન્ટિ-સ્ટેટિક મોડ્યુલ્સ અને ક્લીન-ગ્રેડ એન્ડ ઇફેક્ટર્સની જરૂર છે.
ઉત્પાદન લાઇન એકીકરણ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરો: બંધ "એસેમ્બલી-નિરીક્ષણ-ટ્રેસેબિલિટી" લૂપ પ્રાપ્ત કરવા માટે MES અને વિઝ્યુઅલ નિરીક્ષણ સિસ્ટમ્સ સાથે એકીકરણ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.
લવચીકતાને મંજૂરી આપો: ભવિષ્યના ઉત્પાદન પુનરાવર્તનોને સમાવવા માટે વિસ્તૃત અક્ષો (ચાર/પાંચ અક્ષોમાં અપગ્રેડને ટેકો આપતા) સાથે મોડેલ પસંદ કરો.

છઠ્ઠું, નિષ્કર્ષ

ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગના વિદ્યુતીકરણ, બુદ્ધિમત્તા અને હળવાશ તરફના પરિવર્તન વચ્ચે, ત્રણ-અક્ષ સર્વો રોબોટ્સ વૈકલ્પિક સાધનોથી આવશ્યક સુવિધાઓ સુધી વિકસિત થયા છે. પરંપરાગત ઇંધણ સંચાલિત વાહનો માટે એન્જિન એસેમ્બલ કરવાનું હોય કે નવા ઉર્જા વાહનો માટે ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોનું સંકલન કરવાનું હોય, તેઓ ચોકસાઇ અને કાર્યક્ષમતા સાથે ઘટક ઉત્પાદનની કાર્યક્ષમતા સીમાઓને ફરીથી આકાર આપી રહ્યા છે.