在哲学中的某些时候101级,大学生就会了解亚里士多德的信念,即理解某事的最佳方式是将其分解为最小的组件。然而,为了越来越多的制造商和集成商,组装产品的最佳方法是使用带有模块化自动化组件的机器,可快速且易于配合在一起。

几年前,十二生肖商业飞机室内设计(以前的C&D Zodiac)开始使用Bosch Rexroth Corp.的挤压结构框架来精简加利福尼亚植物的座椅生产。该公司的客户包括每个主要的航空公司和商用飞机制造商,包括Abseraer SA和庞巴迪航空航天。每月在工厂生产超过1000个乘客座位。

在此之前精简生产,组装生肖与一批和排队系统,那里的工人从座位走到座位安装部分席位。今天,从座位站到移动站上了与博世力士乐框架和其他模块化组件制造轮车。而它的装配在每个车顶部的夹具保持在合适的座位。转换为连续流线已接近200%提高工厂的生产。

挤出框架是众多模块化组件之一,使制造商和集成商受益。也很受欢迎的是线性滑动,末端效应器,旋转装置,阀门歧管,按压套件,馈线和输送机。这些组件的吸引力很简单:他们允许设计工程师花费更多时间专注于优化装配过程,而不是从头开始建造每个装配机器的​​无数小时。

不仅仅是语义学

供应商说“模块化”这个词对客户来说意味着不同的东西。一些更喜欢标准或非专有的简单定义,这意味着与来自多个供应商的组件相似的设计和互操作性。

其他人认为模块化是指重新配置,这是一个关键的性能效益。Schunk Inc.的自动化组经理Markus Walderich表示,他的公司的模块化组件提供了最终用户的能力,这是几乎无限数量的组合。

“今天的自动化组装设备 - 是一个基本的单轴设备或复杂的Multiaxis系统 - 严重依赖标准化,”Walderich Notes。“事实上,较小的批量尺寸和更短的产品寿命循环成为,需要重新配置的需求越大。”

这些组件有显著的普及在过去十年增加,从90年代初期,即使供应商提供给他们。

“他们并没有真正起飞,直到目前这一代的设计工程师的要求他们,使他们的工作更容易,”在AFAG自动化股份公司全国销售经理Sean McBride的解释。“几十年来,制造商是因为他们都认为是市场上被迫修建机与非模块化组件。现在,供应商正致力于使什么是制造商更好,更容易“。

Bosch Rexroth Corp.的集装技术产品销售经理Chris Lupfer表示,基于模块组件的机器对于制造商至关重要,因为需要更频繁地改变不同产品的装配线配置。他说,今天的公司经常需要每三到五年重新配置一条线,而在过去的情况下,这条线保持了20或25年。

一些供应商提供功能互补的产品线,使制造商能够依赖于所需的组件的单一来源。Festo Corp的营销和产品管理总监Frank Langro表示,这可以在研究和购买组件时节省设计工程师的宝贵时间。

“我越可以购买即可安装的模块化组件和子组件,我必须越少,”EdgeWater自动化机器人和技术开发总监David Goodenough说。Goodengeng自2005年以来一直为集成商设计和构建广泛的自定义自动化设备。“加上,如果这些组件在任何时候都没有按照承诺执行,我持有供应商负责任。”

什么是流行的

在最流行的类型的模块化组件中是用于运输部件的类型。McBride表示,若干行业的制造商使用AFAG的PEL线性运输模块与高速喂料设备和拾取机器人一起使用。模块可以将工件运送到指定位置的秒内的几十次。它们紧凑,易于编程,最大速度
每秒4.8米。

McBride表示,医疗设备制造商使用装配机器上的模块,用于注射器,血液采样装置和导管。汽车制造商在装配大灯,仪表板部件等机器上使用它们。

元器件和组件的材料处理是流行。AFAG的电动执行器可以编程为沿多个轴移动,使多个停靠点。Langro说,费斯托的组件通常用于制药实验室和半导体厂商精确地移动材料。

这些类型的公司以及制作消费电子产品的公司,使用Festo的YXMX紧凑型处理系统进行各种桌面应用。根据LANGRO的说法,系统的组件可用于创建龙门机器人,以进行容器进行螺丝刀,分配,测试,焊接,抓握和开启和关闭。该系统的工作区覆盖X轴上高达700毫米,Y轴360毫米,Z轴上的75或125毫米。CECC-X控制器用于PLC,运动和视觉。

项目美国LLC提供25个不同的线性滑轨组件。各设有一个可定制的线性滑动,铝挤压框架,联接器和所有机械部件(同步带,滚子引导,轴和反转单元)。菲利普·赫尔曼,项目的副总裁表示,该组件是普遍的制造商在高劳动力成本或那些需要精确的自动化流程,特别是美国,加拿大和欧洲地区。

一种线性滑动或旋转致动器通常是在模块化自动化系统中的原动机。它被气动或用电驱动,也可以提供辅助运动或旋转端部执行器与手腕运动。

气动滑块提供两个,三个或更多个位置,而电动滑动提供几乎是无限的定位,这取决于用于功率单元中的电机的类型和控制包。将载玻片进来任两种构型:鞍或运输,或悬臂或推进器。与前一种类型,一个轴承系统上的两个端板之间的承载构件移动。后一种设有一个工具板,其支持一个悬臂负载。

Schunk的ELP线性载玻片是一种电动直接驱动单元,与气动模型较少的运动部件。例如,幻灯片不需要减震器,并且是无需维护模块。幻灯片的集成控制器根据负载自动调整速度和加速度,这在所有应用中优化了性能。幻灯片设计可快速设置和运行,通过数字I / O控制幻灯片。预装滚筒导轨无效,可确保在不同行业的最艰难的应用中确保高性能。

致动器必须经配置以产​​生所需的旋转的精确量,其可以是通过一个键轴,轮毂或扁平安装表面输出。他们还必须是适当的大小来处理在旋转行程结束时产生的负载和动能。有些提供高达更大的灵活性五个位置和功能的减震器,以增加其动能的能力。

夹具是模块化自动化中最常见的最常见的效应器。它是充气或电动的动力,可以小到足以处理微小的电气部件或足够大以提升发动机块。无论尺寸,夹具(和伴随的工具)都必须是正确的类型和尺寸,以确保在与运动相关的动态载荷的情况下适当地抓握部分。

夹持器的夹爪可以枢转或以一角度或以平行运动的方式移动。制造商,如平行夹持器,因为它们提供的工作量一致定位,特别是当所处理的部分具有变化的尺寸。角夹具的吸引力是较低的成本,并提供相当宽的钳口相对于从颚枢转点的距离的开口的能力。

制造商还需要决定是否希望夹具具有同步或不同步的钳口。同步钳口确保部分始终放置在相同位置。不同步钳口独立移动,并在抓握过程中补偿零件的位置。

所有人都喜欢(行业)

当模块化组件首先进入市场时,大型汽车OEM和1秒是第一个用户。今天,随着组件比以往更具成本效益,每个行业的各种规模的制造商都受益于他们。

一家大型药品制造商使用AFAG的AFLEX振动送料器,一侧戴上料斗。该公司在另一侧安装了一个拾取机和料斗上方的视觉系统,以帮助机器准确饰出零件。以前,预先展示了三个步骤,需要更长时间才能执行。

可提供两种版本的AFAG的HLF线性送料器。M型号采用磁铁驱动器,并以120赫兹运行,使其更适合标准尺寸的汽车部件。P型号配备有压电驱动器,为小零件产生精细振动。半导体制造商在分类细丝和其他微零件时更喜欢后一型。消费电子公司使用它来排序打印机和计算机的小零件。

一些供应商提供标准和一次性自定义组件或子组件。例如,Festo最近为医疗器械制造商建立了一个特殊的模块化阀门。测量2×0.5英寸,阀门具有压电技术,使其能够准确控制氧输送装置中消耗多少氧气。该便携式单元由电池供电,并且由于Festo的阀门,为患者提供了改进的流动性。现在每年以数万种成千上万的串行生产。

“在新兴产业中,通常需要应用程序不包括在我们的标准线中的模块化组件,”Walderich Notes。“经常,我们的定制组件将来成为标准。具有更多自动化成熟度的行业,如汽车,在成本标准化方面,在粮食和农业等新兴产业中经历与新兴产业相同的循环次数。“

Herrmann表示,医疗,电子产品和汽车制造商 - 以及那些执行包装状的Precision的KRF线性滑动子组件的厂家。它具有集成在引导件中的高强度钢轨,以及带状轧辊,可在节省空间的解决方案中提供高负荷承载能力。紧凑型线性单元是带驱动的滑块,能够处理高达250公斤的负载。中风长度可达6,000毫米,具有高位置精度(0.1毫米),速度高达10米,每秒10米。

作为生命科学,航空航天和汽车的制造商,航空航天和汽车使用博世雷克斯乐队的易于设计,构建和实施笛卡尔机器人。据博世雷克拉斯自动化工程监督员据Richard Vaughn说,该平台使公司能够建立从桌面到托盘处理单元的机器人。

标准功能包括耐用的挤出框架,伺服驱动器和开放式核心工程软件界面。此接口允许增强对控制核心的访问,并允许将智能设备集成到自动化系统中。它还允许创建独立,实时控制功能,以及使用众多编程语言,从简单(Excel)到复杂(C ++)。

“如果建造的工作站或装配线是非常复杂的,我将联系供应商寻求帮助,”结束于德国。“尽管如此,我们的客户规格很清楚,我们可以自信地从供应商那里购买组件并安装它们。”