Lineaire actuatoren voor productieflexibiliteit

Traditionele assemblagelijnen in de auto-industrie zijn snel, maar niet erg flexibel. Ze zijn ontworpen voor de productie van grote aantallen auto’s met relatief hoge snelheden, maar ze zijn lastig aan te passen. Het sneller of langzamer bewegen van de lijn dan de nominale snelheid kan bijvoorbeeld grote problemen opleveren, terwijl de introductie van een nieuw automodel maanden van lijnaanpassingen kan vergen. Wanneer de vraag naar een auto toeneemt, moeten de klanten soms lang wachten tot de assemblage een inhaalslag maakt en wanneer de vraag afneemt, moeten fabrieken vaak ver onder de capaciteit door blijven draaien.

Flexibele productie

Dit is problematisch, aangezien de auto-industrie zich in zekere zin in een stroomversnelling bevindt en steeds meer behoefte heeft aan flexibele productie. Automodellen worden ongeveer om de twee tot drie jaar vernieuwd. Er is een grote verscheidenheid aan modellen nodig om een bredere markt te bereiken en de verkoop in stand te houden. In dit scenario moeten autofabrikanten snel kunnen reageren op schommelingen in de vraag naar elk model of verschuivingen in de vraag naar personenauto’s, sports utility vehicles (SUV’s), vrachtwagens en elektrische voertuigen (EV’s). Elke fabriek moet dus in staat zijn om meer modellen te produceren en kunnen omschakelen tussen de productie van elk model en type auto op één enkele productielijn.

 De car transfer units van Ewellix kunnen snel en efficiënt worden geconfigureerd om verschillende automodellen op een enkele assemblagelijn te verplaatsen.

Car transfer units

Het gebruik van één assemblagelijn voor de bouw van verschillende carrosseriestijlen vereist een zorgvuldige coördinatie. Deze begint met de ontwerpers van de voertuigen en strekt zich uit tot de constructie van de machines die worden gebruikt om ze te assembleren en te lassen. Om deze redenen heeft Ewellix zijn flexibele car transfer units- (CTU’s) ontwikkeld. De CTU’s kunnen snel en efficiënt worden geconfigureerd om verschillende automodellen op een enkele assemblagelijn te verplaatsen. In vergelijking met het gebruik van conventionele assemblageapparatuur en machines vermindert het gebruik van deze CTU’s de hoeveelheid herprogrammering en inbedrijfstelling die nodig is voor de overgang tussen de productie van verschillende modellen. Dit vertaalt zich in minder kapitaalinvesteringen. Vergeleken met het ontwerp, de montage, installatie en inbedrijfstelling van een nieuw bevestigingssysteem voor elk nieuw model dat op een assemblagelijn wordt geproduceerd, claimt het bedrijf de kosten met ongeveer 84 procent te kunnen verlagen. De CTU’s kunnen naar eigen zeggen in minder dan twee weken online worden gebracht. Dit zou 85 procent sneller zijn dan met conventionele systemen.

De vernieuwde CEMC-serie puntlas-actuatoren is kleiner en lichter dan voorheen. De levensduur is verdubbeld tot 20 miljoen laspunten met een keer nasmeren. 

Positionering

Elke CTU heeft een stalen behuizing die bescherming biedt tegen spatten, een intern gemonteerde kabeltransporteur en geïntegreerde motoren, controllers, kabels, mechanische remmen en schokdempers. Door het gebruik van precisie-kogelomloopspillen van eigen fabrikaat kunnen de CTU’s nauwkeurig en herhaalbaar worden gepositioneerd. De precieze uitlijning en veilige bevestiging van de opzetstukken wordt bereikt met behulp van schroefdraad en pengaten in de slee en bodemplaat. De CTU’s zijn er in verschillende maten en er zijn meerassige opties beschikbaar.

Puntlassen

In flexibele en modulaire assemblagelijnen worden de verschillende frametypes met diverse maten gebruikt. In combinatie met de vele verschillende soorten materialen die worden gebruikt, is ook het lassen een belangrijke uitdaging. Tien jaar geleden moest een laspistool al na tien miljoen puntlassen worden vervangen, maar vandaag de dag is dat bijna verdubbeld. De nasmering van de actuator moest al na twee miljoen lassen worden uitgevoerd, maar nu moet dit wachten tot er tien miljoen puntlassen zijn gemaakt. Door het gewicht en de afmetingen van het laspistool te minimaliseren kan inmiddels aan beide eisen worden voldaan. Dit maakt het gebruik van kleinere robots mogelijk en hun werkbereik rond het chassis verbetert. Dit maakt het wel nodig om af te stappen van de traditionele pneumatische en elektromechanische laspistool-actuatortechnologie.

Inverse rollenomloop

Om die reden is in samenwerking met enkele belangrijke OEM’s, een nieuwe generatie puntlas-actuatoren ontwikkeld. Als uitvinders en fabrikant van rollenomloopspillen heeft Ewellix het ontwerp van deze kerncomponenten voortdurend verbeterd om het draagvermogen en de levensduur tot het uiterste te verhogen. Hierdoor wordt een hogere vermogensconversie bereikt. Door gebruik te maken van inverse rollenomlooptechnologie is het mogelijk om een speciaal ontworpen holle-asmotor te gebruiken voor het creëren van een compacte axiaal-actuator.

Traditionele assemblagelijnen in de auto-industrie zijn ontworpen voor de productie van grote aantallen auto’s met relatief hoge snelheid maar niet erg flexibel. 

Vernieuwde actuatoren

Vergeleken met de voormalige Ewellix CEMC-serie is de nieuwe serie kleiner. Dit betekent dat dat ze gemakkelijk kan worden geïntegreerd in bestaande laspistoolontwerpen. Verder is de nieuwe CEMC-serie licht van gewicht. Met een gewicht van slechts 12,5 kg is hij 10 procent lichter dan zijn voorganger, wat de robotdynamiek tijdens laswerkzaamheden verbetert. Dit wordt gecombineerd combinatie met een hoog belastingcapaciteit van 25 kN en lineaire snelheden tot 600 mm/s.

De levensduur is verdubbeld ten opzichte van de vorige serie (tot 20 miljoen laspunten) en vergt één na-smeerinterval; op één pistool kunnen zonder nasmering tot wel 10 miljoen puntlassen worden uitgevoerd. Dit minimaliseert de onderhoudskosten en de bijbehorende stilstandtijd, terwijl de prestaties -belasting en herhaalnauwkeurigheid van de positie – consistent blijven tijdens de hele levensduur van de actuator.

Dankzij de modulariteit van het ontwerp is het mogelijk om de actuator uit te rusten met verschillende positieterugkoppelingssystemen en bevestigingen. Klanten kunnen kiezen uit 336 verschillende combinaties en kunnen ook de bevestigingsmaten, type smeermiddel en dergelijke specificeren, wat leidt tot een hoge mate van flexibiliteit in de productie.

Bron: Aandrijven en Besturen