为美国最受欢迎的汽车制造商之一组装控制臂,对采埃孚位于密歇根州拉皮(Lapeer)的工厂来说,在许多层面上都是一项挑战。装配过程包括精密加工铸铝控制臂,多次固定控制臂,并在控制臂中安装多组件球接头、液压支架和衬套。

在此之后,对组装好的组件进行位置和功能测试。循环时间只有10秒,这意味着采埃孚必须在高生产率下进行精密装配。

为了应对这一挑战,这家全球汽车供应商正在使用ESE LLC开发的先进机器人组装和测试系统。该系统于2011年底安装,正好满足了工厂增加产量的需求。

”好几年了,ESE提供ZF植物与人工系统组装的球关节控制武器和执行一个扭矩测试来验证套管的功能,”埃里克·史密斯说,ESE LLC的总统。”新系统增加了机器人自动化集成四个独立操作的控制杆成一个单一的过程。该系统有13个机器人和4个表盘,每一个都被布置成一个环,过程工作站位于周边。”

其中4个机器人被安装在一根柱子上,工人们称之为圣诞树,因为这些机器人像树枝一样悬挂在树干上,向下伸手去取回控制臂。控制臂为铸铝,加工成球接头的口袋和弹性衬套的安装位置。这些功能都经过精密加工,可以按照OEM的要求组装球接头和衬套。在生产过程中,位于表盘内外的其他9个支撑机器人将手臂组件(包括密封圈、衬套和球接头靴)移动到表盘上或从表盘上移动。

球接头总成

安装在立柱上的机器人从传送带上取下控制臂,并将其放置在表盘1上的固定装置上,表盘1每隔几秒旋转30度,开始组装。工作台加热控制臂,以便于插入滚珠螺柱。表盘1具有视觉检测系统,以确保正确的球接头组装。

支持机器人在口袋里放置一个球形螺柱和塑料衬垫,精确涂抹两种类型的润滑脂,然后折叠口袋的唇边,使各部分保持在一起。然后由机电装配压力机(EMAP)驱动的滚动机床安装球接头。在此之后,一个序列号,日期代码和其他质量保证信息被钉在控制臂上。

EMAP由Promess公司制造,本质上是一台由伺服电机驱动的数控压力机。压力机可以精确地对机器的滚动头施加高达40千牛顿的线性力,同时精确地控制其与固定的控制臂的位置。

EMAP配备了一组传感器,用于测量位置、力和任何其他必要的工艺参数。然后它将这些数据反馈给控制系统。

安装了球接头后,一个支撑机器人将控制臂移动到一个四车道积累输送机上。这样做是为了在下一个工作站的表盘2对球接头总成进行功能测试之前留出冷却时间。表盘2还配备了视觉检测系统。

在这里,Promess TorquePRO的电动扭矩总成和测试单元连接并旋转螺柱,以确保其满足功能要求。TorquePRO由一个伺服电机、一个编码器和一个力矩传感器组成,全部由PRO-MC运动控制器控制。它可以测量任意旋转方向的扭矩,提供角位置反馈,还可以应用测试过程中需要的其他运动。

Promess EMAP和TorquePRO上的运动控制程序很容易编程。当ESE使用Promess设备时,ESE工程师在其他项目上接受了Promess的培训和支持。然而,这一次,ESE工程师能够完全独立编写组装和测试系统的程序。

运动控制器通过ProfiBus与系统主控制器和工厂网络通信,便于数据采集。该系统还存储了装配过程中产生的数据,用于统计分析。

液压支架和衬套安装

接下来,机器人移动带有球关节组件的控制臂到安装有液压支架的表盘3。液压支架是控制臂的底盘连接点之一。

液压支架在安装过程中会弯曲,使其难以安装到车辆上正常工作所需的精确位置。ESE通过使用80千牛顿的EMAP和数字传感探头来反馈液压支架的准确位置来应对这一挑战。

在安装过程中,液压支架被压到一个初始位置,然后压力被移除,这样就可以测量位置。使用这些数据作为参考,EMAP被轻微地描边并停止,这样就可以再次测量位置。重复按压、停止和测量周期,直到液压支架精确地位于控制臂上的指定位置。

EMAP的精度和响应性使得这一过程很容易完成。来自数字传感探头的反馈还可以提供有关液压支架特性的数据,并允许ESE在进入装配过程时标记出超出规格的部件。

在表盘4的控制臂上安装有一个衬套。用80千牛顿的EMAP和一个数字探头压紧衬套来定位。由于衬套采用传统的设计,它不会像液压支架那样在安装过程中向后蠕动。然而,当套管在控制臂上的指定位置时,使用数字探头来监测套管的位置并停止其安装。

最后,在控制臂上加上一个字母数字代码,机器人将完成的零件送到出口传送带上。

“满足采埃孚在高生产率下精确组装的双重挑战对我们来说是一个艰巨的任务,但该公司可以通过其经验和技术来填补,”史密斯说。

欲了解更多有关EMAP的信息,请致电810-229-9334或访问proesswww.promessinc.com.如需更多关于装配和测试系统的信息,请致电ESE 810-538-1000或访问www.esellc.net