Utrustning för ett enda ändamål för fordonsindustrin
Forskning: Radovan Petrík (MECASYS), Pavol Gužík (MECASYS Design Labs), Jozef Vnenčák - MECASYS CAM-program
Sammanfattning
MECASYS har konstruerat, utvecklat och framgångsrikt implementerat en fordonsenhet för ett enda ändamål som ger exakt och kontrollerad förvärmning av en fläktpropeller i ett luftkonditioneringssystem.
Den här innovativa lösningen, som bygger på detaljerad analys och avancerad teknik, möjliggör exakt temperaturkontroll i realtid och förbättrar avsevärt kvaliteten på den gjutna fogen mellan elmotoraxeln och propellern.
Projektet ledde till en betydande optimering av produktionscykeln, en betydande ökning av effektiviteten och den övergripande kvaliteten på slutprodukten, vilket bekräftar MECASYS omfattande kapacitet inom automation och precisionsteknik.
Beskrivning av problemet
Kunden, en ledande tillverkare av luftkonditioneringssystem för motorfordon, hade under lång tid haft problem med tillförlitlighet och kvalitet i en kritisk presspassning mellan axeln på en elmotor och fläktpropellern.
Tidigare manuella eller otillräckligt kontrollerade förvärmningsprocedurer ledde till inkonsekventa resultat, vilket resulterade i ökade tillverkningsfel och i slutändan äventyrade slutproduktens tillförlitlighet i de tuffa driftsförhållanden som råder i motorfordon.
Avsaknaden av möjligheten att exakt och dynamiskt styra temperaturen före själva pressningsprocessen var en nyckelfaktor som gjorde att man inte kunde uppnå önskad kvalitet och repeterbarhet i fogen. Dessa felaktigheter ledde till produktionsförseningar och komplikationer vid monteringen av delarna, vilket krävde en komplex och skräddarsydd lösning.
Kunden behövde utrustning som kunde eliminera dolda defekter som uppstår under pressningsprocessen och säkerställa 100% fogkvalitet, och därmed minska driftskostnaderna och öka produktionslinjens totala genomströmning.
Lösning
MECASYS antog utmaningen och genomförde en grundlig analys av problemet, utifrån vilken man konstruerade en omfattande enhet för ett enda ändamål med exakt förvärmningskontroll. Vi använde vår egen know-how, som vi byggt upp under många år, för att utveckla maskiner för ett enda ändamål och tillämpade beprövade metoder som garanterar att kritiska parametrar uppnås i industrisektorer.
1. Förprojektering och optimering av rutiner:
Redan i förprojekteringsfasen, innan den faktiska implementeringen påbörjades, analyserade MECASYS i detalj kundens specifika krav och alla inlämnade dokument.
Samtidigt identifierade vi konsekvent deras dolda förväntningar, vilket är nyckeln till att leverera en lösning som går längre än bara de grundläggande kraven. Baserat på denna omfattande analys skapade vårt team flera scenarier för lösningen och implementeringen av anläggningen. Dessa scenarier utvärderades i detalj med avseende på tekniska risker och deras potentiella inverkan på anläggningens funktionalitet. I denna process drog vi full nytta av MECASYS Labs omfattande erfarenhet från deltagande i globala projekt för att utforma och tillverka kritiska komponenter för olika industrisegment, inklusive läkemedel, flyg och bygg. Detta proaktiva tillvägagångssätt gjorde det möjligt för oss att optimera alla procedurer och processer för att uppnå det uttalade målet om högre effektivitet i den slutliga lösningen.
2. 3D-modellering och simulering:
Utvecklingen av prototypen utfördes i 3D-miljön i programvaran SOLIDWORKS. Vid konstruktionen lade vi stor vikt vid att simulera det termiska beteendet hos komponenter och andra belastningar för att undvika oönskade deformationer och för att säkerställa optimal värmefördelning för enhetlig förvärmning. Detta tillvägagångssätt gjorde det möjligt för oss att optimera styvheten, vikten och geometrin hos de enskilda fixturerna och komponenterna i anläggningen, vilket avsevärt ökade deras stabilitet och tillförlitlighet i drift. Digital modellering och verifiering i en 3D-miljö eliminerade också behovet av fysiska prototyper och gjorde det möjligt att upptäcka och eliminera potentiella brister redan i de tidiga designstadierna, vilket resulterade i en snabb och smidig implementering utan onödiga produktionsstopp.
3. Komponenttillverkning:
De viktigaste delarna av utrustningen tillverkades på våra egna toppmoderna HERMLE 5-axliga CNC-center, svarvar och EDM-sänksvarvar, som är en integrerad del av MECASYS produktportfölj. Användningen av dessa avancerade tekniker, inklusive EDM och CNC-cylindrisk slipning med en precision på 0,003 mm, har säkerställt maximal noggrannhet och tillförlitlighet för varje komponent. Hela tillverkningsprocessen utfördes i en kontrollerad miljö med kontinuerlig kvalitetskontroll, vilket garanterade att även de strängaste dimensionstoleranserna uppfylldes och att utrustningen fungerade felfritt.
4. Styrsystem och automation:
I hjärtat av anläggningen finns det implementerade PLC-systemet TIA Portal V17, som använder den egenutvecklade styrprogramvaran MECASYS för exakt och dynamisk temperaturreglering i realtid. Hela automationen har utformats och integrerats på ett omfattande sätt, inklusive de elektriska ledningarna som bearbetats i programvaran EPLAN Electric P8, vilket säkerställer tillförlitlig och säker drift. Driften av anläggningen är intuitiv och användarvänlig tack vare de beröringskänsliga HMI-panelerna, samtidigt som maximal vikt har lagts vid operatörens säkerhet. Det modulära tillvägagångssättet för automation säkerställer flexibilitet och anpassningsförmåga för framtida behov eller processförändringar.
5. Metrologi och validering:
För att säkerställa högsta kvalitet och repeterbarhet på resultaten, vilket är standard för MECASYS, har precisionsmetrologi använts vid komponenttillverkning och slutmontering av utrustningen. Alla kritiska komponenter har genomgått grundlig inspektion med koordinatmätmaskiner (CMM) i HEXAGON METROLOGY Global S-serien. Denna teknik möjliggör automatiserade femaxliga och kontinuerliga ytmätningar av profiler, vilket eliminerar mänskliga fel och säkerställer detaljerad inspektion av även komplexa geometrier. Denna systematiska metod för verifiering har säkerställt tillförlitligheten i hela produktionsprocessen med garanterad repeterbarhet av resultaten långt in i framtiden.
6. Fullständig integration:
Lösningen integrerades framgångsrikt och sömlöst i kundens befintliga produktionslinje. MECASYS tillhandahöll inte bara leveransen, utan även den kompletta installationen och den professionella konfigurationen av automationsstationen, vilket minimerade stilleståndstiden och säkerställde en smidig uppstart av massproduktionen.
Resultat och fördelar
Genom att implementera MECASYS föreslagna lösning med utrustning för ett enda ändamål uppnådde kunden betydande och mätbara förbättringar i sin produktionsprocess:
1. Cykeltidsförkortning: Produktionscykeltiden har förkortats med 66%, från ursprungliga 90 sekunder till extremt effektiva 30 sekunder. Detta har avsevärt ökat genomströmningen i produktionslinjen.
2. Ökad kvalitet på pressfogen: kvaliteten på pressfogen ökade med 100 %, vilket var en aldrig tidigare skådad förbättring och eliminerade tidigare problem med inkonsekvens.
3. Eliminering av defekter: dolda defekter som uppstod under pressningsprocessen eliminerades helt och hållet, vilket ökade slutprodukternas tillförlitlighet.
4. Årliga kostnadsbesparingar: Kunden uppnådde en imponerande årlig kostnadsbesparing på 142.000 euro, vilket bekräftar en snabb avkastning på investeringen.
5. Ökad effektivitet och tillförlitlighet.
6. Optimering av produktionscykeln.
7. Minskning av defekter och reklam ationer: Exakta mätningar och validerade processer eliminerade dimensionsavvikelser och minskade defekter i produktionen, vilket avsevärt minskade antalet reklamationer och ytterligare reparationer.
Slutsats
Detta projekt visade tydligt MECASYS förmåga att leverera innovativ utrustning för ett enda ändamål och komplexa automationslösningar som kombinerar den senaste tekniken med egenutvecklade produkter och fokus på kundspecifika behov. Med 19 års erfarenhet och hundratals genomförda projekt för kunder över hela världen visar MECASYS att företaget kan lösa även de mest krävande tekniska utmaningarna.
Resultatet är långsiktig hållbarhet, högre kvalitet och ökad konkurrenskraft i kundens produktionsprocess. Vårt tillvägagångssätt, som bygger på detaljerad analys, egen utveckling av processcenarier, precisionstillverkning och kontrollerad CMM-verifiering, gjorde det möjligt för kunden att få utrustning som avsevärt minskade monteringsriskerna, eliminerade ytterligare inspektionskostnader i förväg och säkerställde tillförlitlig drift av sina högpresterande linjer.
MECASYS är redo att konstruera, tillverka och implementera specialutrustning och fixturer exakt enligt dina individuella behov - pålitligt, flexibelt och med fokus på maximal effektivitet i din produktion.
Dina behov, vår expertis
Om du letar efter en partner som kan omvandla dina tekniska utmaningar till innovativa, tillförlitliga och effektiva lösningar, vänd dig till MECASYS. Vi erbjuder utveckling, tillverkning och integration av specialiserade fixturer och automationsutrustning som ökar tillförlitligheten, kvaliteten och produktiviteten i dina tillverknings- eller testprocesser.
Med MECASYS får du en partner som förstår detaljerna i din produktion i detalj och kan omvandla dem till framgångsrika projekt - flexibelt, professionellt och i enlighet med högsta standard. Vi utformar och levererar skräddarsydda lösningar som stöder din tillväxt och konkurrenskraft.
Kontakta oss så kan vi tillsammans omvandla dina utmaningar till konkreta resultat.
Ingen del av denna publikation får reproduceras i någon form eller på något sätt, vare sig elektroniskt, mekaniskt, genom fotokopiering, inspelning, skanning eller på annat sätt, lagrad i ett hämtningssystem, förutom med skriftligt tillstånd från rättighetsinnehavaren. Begäran om tillstånd ska ställas till MECASYS s.r.o., Oravská Polhora 1117, 029 47 Oravská Polhora, Slovakien.
Alla rättigheter förbehålls, inklusive rätten att reproducera hela eller delar av publikationen i vilken form som helst. Vissa delar av denna publikation kan användas under licens från tredje part och kan vara föremål för andra begränsningar av användningen.
Referenser
AAH Plast
AAH Plastics kontaktade oss med ett behov av att utveckla, konstruera och implementera en monteringsenhet direkt i en formsprutningsmaskin för att automatisera monteringen av metallbussningar i en plastdetalj.
Eurostyle Systems France
Eurostyle Systems kontaktade oss med ett behov av att utveckla och konstruera en kontrollfixtur för att säkerställa produktionsprocessen baserat på kundens krav och specifikationer.
Air International Termisk
Air International Thermal kontaktade oss med ett krav på att utveckla, konstruera och implementera en anordning för att förvärma fläktpropellern i ett luftkonditioneringssystem för motorfordon vid den punkt där elmotorns axel trycks in.
Jasplastik
Jasplastik kontaktade oss med kravet att skapa en enhet för sammanfogning av två PVC-delar med hjälp av ultraljud.
Magna Slovteca
Magna Slovteca kontaktade oss med ett behov av att konstruera och tillverka vibrationsjiggar för sin egen interna utveckling och stabilitetstestning av backspeglar.
ITW Automotive
ITW Automotive kontaktade oss med ett behov av att utveckla och konstruera en enhet för att mäta och utvärdera rörelsekrafterna hos monterade komponenter. Denna automatisering kommer att påskynda produktionsprocessen och säkerställa att processen kan upprepas.
Novares
Novares kontaktade oss med ett behov av att utveckla och konstruera en komplett uppsättning inspektionsjiggar för att säkerställa produktionsprocessen baserat på kundens krav och specifikationer.
SAS Automotive
SAS Automotive kontaktade oss med ett behov av att utveckla, konstruera och implementera en skärmaskin i en befintlig linje för automatiserad skärning av instrumentbrädesfästen i plast för ett VW-, AUDI- och Porsche-projekt.
Termoplast
Thermoplastik kontaktade oss med ett behov av att konstruera och tillverka rivjiggar för deras egen interna utveckling och testning av plastformar.
UPT
UPT kontaktade oss med ett krav på att skapa en elcentral för ett passiveringslinjeprojekt. Växelns roll kommer att vara att leverera värmeelementen och deras reglering med avseende på temperatur och vätskenivå.
Eurostyle Systems - Slovakia
Eurostyle Systems kontaktade oss med ett behov av att utveckla och designa en mätfixtur som skulle effektivisera och automatisera produktionen.
Inalfa Roof Systems
Inalfa Roof Systems Slovakia kontaktade oss för att utveckla och konstruera en enhet som skulle använda ett skanningssystem för att styra användningen av rätt kemiska formuleringar för specifika delar och deras tillhörande arbetsflöden.
Nanogate
Nanogate kontaktade oss med ett behov av att utveckla och designa en mätfixtur som skulle hjälpa dem att producera de nödvändiga komponenterna mer effektivt.
RAMA BOHEMIA
RAMA BOHEMIA kontaktade oss med ett behov av att utveckla och konstruera en enhet för ett enda ändamål vars uppgift skulle vara att limma dubbelsidig självhäftande tejp på en PVC-del. Med den här utrustningen kunde de uppnå repeterbar noggrannhet och högre kvalitet på tejpens vidhäftning.