Kalifornijski proizvajalec ACPT Inc. je sodeloval z dobaviteljem strojev, da bi vzpostavil inovativno polavtomatsko proizvodno linijo, opremljeno z avtomatskim strojem za navijanje filamentov.#workinprogress #Automation
Kompozitne pogonske gredi ACPT iz ogljikovih vlaken se uporabljajo v različnih panogah.Vir fotografije, vse slike: Roth Composite Machinery
Proizvajalec kompozitnih materialov Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Kalifornija, ZDA) se že vrsto let zavzema za razvoj in izpopolnjevanje zasnove svoje kompozitne pogonske gredi iz ogljikovih vlaken in kompozitnega materiala iz ogljikovih vlaken ali velike kovinske cevi, ki povezuje sprednji in zadnji deli Pogonski sistem pod večino vozil.Čeprav so se te večnamenske komponente sprva uporabljale na avtomobilskem področju, se pogosto uporabljajo tudi v pomorskih, komercialnih, vetrnih, obrambnih, letalskih in industrijskih aplikacijah.V preteklih letih je ACPT opazil stalno naraščanje povpraševanja po pogonskih gredi iz kompozita iz ogljikovih vlaken.Ker je povpraševanje še naraščalo, je ACPT prepoznal potrebo po izdelavi večjega števila pogonskih gredi z višjo proizvodno učinkovitostjo – na stotine istih gredi vsak teden –, kar je privedlo do novih inovacij v avtomatizaciji in končno do vzpostavitve novih zmogljivosti.
Po mnenju ACPT je razlog za povečano povpraševanje po pogonskih gredi v tem, da imajo pogonske gredi iz ogljikovih vlaken edinstveno kombinacijo funkcij v primerjavi s kovinskimi pogonskimi gredmi, kot so večja zmogljivost navora, višje zmogljivosti vrtljajev, boljša zanesljivost, manjša teža in da se pod močnim udarcem razgradi v relativno neškodljiva ogljikova vlakna in zmanjša hrup, vibracije in hrapavost (NVH).
Poleg tega v primerjavi s tradicionalnimi jeklenimi pogonskimi gredmi poročajo, da lahko pogonske gredi iz ogljikovih vlaken v avtomobilih in tovornjakih povečajo moč zadnjih koles vozil za več kot 5%, predvsem zaradi lažje vrtljive mase kompozitnih materialov.V primerjavi z jeklom lahko lahka pogonska gred iz ogljikovih vlaken absorbira več udarcev in ima večjo zmogljivost navora, kar lahko prenese več moči motorja na kolesa, ne da bi pnevmatike zdrsnile ali se ločile od ceste.
ACPT že vrsto let v svoji tovarni v Kaliforniji izdeluje pogonske gredi iz kompozita iz ogljikovih vlaken prek navitja filamentov.Za širitev na zahtevano raven je treba povečati obseg objektov, izboljšati proizvodno opremo ter poenostaviti procesno kontrolo in nadzor kakovosti s čim bolj premestitvijo odgovornosti s človeških tehnikov na avtomatizirane procese.Za dosego teh ciljev se je ACPT odločil za izgradnjo drugega proizvodnega objekta in ga opremiti z višjo stopnjo avtomatizacije.
ACPT sodeluje s strankami v avtomobilski, obrambni, pomorski in industrijski industriji pri oblikovanju pogonskih gredi glede na njihove potrebe.
ACPT je ustanovil ta nov proizvodni obrat v Schofieldu, Wisconsin, ZDA, da bi zmanjšal prekinitev proizvodnje pogonske gredi med 1,5-letnim procesom načrtovanja, gradnje, nakupa in namestitve novih tovarn in proizvodne opreme, od tega je 10 mesecev namenjenih gradnji, dobava in montaža avtomatskih sistemov za navijanje filamentov.
Vsak korak proizvodnega procesa sestavljene pogonske gredi se samodejno ovrednoti: navijanje filamentov, vsebnost smole in nadzor vlaženja, strjevanje v peči (vključno s časom in nadzorom temperature), odstranjevanje delov iz trna in obdelava med vsakim korakom postopka trna.Vendar pa je zaradi proračunskih razlogov in potrebe ACPT po manj trajnem, mobilnem sistemu, ki bi po potrebi omogočil omejeno število raziskav in razvoja, zavrnil uporabo nadzemnih ali talnih sistemov za avtomatizacijo portalov kot možnosti.
Po pogajanjih z več dobavitelji je bila končna rešitev dvodelni proizvodni sistem: dvoosni avtomatski kolut filamentov tipa 1 z več navijalnimi vozički podjetja Roth Composite Machinery (Stephenburg, Nemčija) Navijalni sistem;Poleg tega ne gre za fiksni avtomatiziran sistem, temveč za polavtomatski sistem za ravnanje z vretenom, ki ga je zasnoval Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Washington, ZDA).
ACPT je navedel, da je ena glavnih prednosti in zahtev Rothovega sistema navijanja filamentov njegova dokazana zmožnost avtomatizacije, ki je zasnovana tako, da omogoča, da dve vreteni izdelujeta dele hkrati.To je še posebej pomembno glede na to, da ACPT-jeva lastniška pogonska gred zahteva več sprememb materiala.Za samodejno in ročno rezanje, navoj in ponovno povezovanje različnih vlaken vsakič, ko se material spremeni, Rothova funkcija Roving Cut and Attach (RCA) omogoča navijalnemu stroju, da samodejno menja materiale prek svojih več proizvodnih vozičkov.Rothova smolna kopel in tehnologija vlečenja vlaken lahko zagotovita tudi natančno razmerje vlaženja vlaken in smole brez prenasičenosti, kar omogoča, da navijalka deluje hitreje kot tradicionalni navijalci, ne da bi zapravili preveč smole.Ko je navijanje končano, bo stroj za navijanje samodejno odklopil trn in dele iz stroja za navijanje.
Sam sistem navijanja je avtomatiziran, vendar še vedno pušča velik del obdelave in premikanja trna med vsakim proizvodnim korakom, kar je bilo prej opravljeno ročno.To vključuje pripravo golih trnov in njihovo povezavo s strojem za navijanje, premikanje trna z navitimi deli v peč za strjevanje, premikanje trna s strjenimi deli in odstranjevanje delov iz trna.Kot rešitev je Globe Machine Manufacturing Co. razvil postopek, ki vključuje vrsto vozičkov, zasnovanih za namestitev trna, ki se nahaja na vozičku.Sistem vrtenja v vozičku se uporablja za pozicioniranje trna tako, da ga je mogoče premikati v in iz navijalke in ekstraktorja ter se neprekinjeno vrteti, medtem ko se deli zmočijo s smolo in strdijo v pečici.
Ti vozički za trne se premikajo z ene postaje na drugo, ob pomoči dveh sklopov na tleh pritrjenih transportnih ročic – enega na navijalcu in drugega v integriranem sistemu za ekstrakcijo – z vretenom Voziček se premika usklajeno in zajema os počitka vsakemu procesu.Vpenjalna glava po meri na vozičku samodejno vpne in sprosti vreteno v koordinaciji z avtomatsko vpenjalno glavo na stroju Roth.
Roth dvoosni natančni sestav rezervoarja za smolo.Sistem je zasnovan za dve glavni gredi iz kompozitnih materialov in se prevaža v namenski avtomobil za navijanje materialov.
Poleg tega sistema za prenos trnov, Globe ponuja tudi dve peči za strjevanje.Po strjevanju in ekstrakciji trna se deli prenesejo na stroj za natančno razrezovanje po dolžini, čemur sledi numerični nadzorni sistem za obdelavo koncev cevi, nato pa čiščenje in nanos lepila s pomočjo stiskalnic.Testiranje navora, zagotavljanje kakovosti in sledenje izdelku se zaključijo pred pakiranjem in pošiljanjem za končne stranke.
Po mnenju ACPT je pomemben vidik procesa njegova sposobnost sledenja in beleženja podatkov, kot so temperatura objekta, raven vlažnosti, napetost vlaken, hitrost vlaken in temperatura smole za vsako skupino navitij.Te informacije so shranjene za sisteme za inšpekcijske preglede kakovosti izdelkov ali sledenje proizvodnje in operaterjem omogočajo, da po potrebi prilagodijo proizvodne pogoje.
Celoten postopek, ki ga je razvil Globe, je opisan kot "polavtomatiziran", ker mora človeški operater še vedno pritisniti gumb, da sproži zaporedje postopka in ročno premika voziček v in iz pečice.Po mnenju ACPT Globe predvideva višjo stopnjo avtomatizacije sistema v prihodnosti.
Sistem Roth vključuje dve vreteni in tri neodvisne navijalne avtomobile.Vsak voziček za navijanje je zasnovan za avtomatski transport različnih kompozitnih materialov.Kompozitni material se nanese na obe vreteni hkrati.
Po prvem letu proizvodnje v novi tovarni je ACPT poročal, da je oprema uspešno dokazala, da lahko doseže svoje proizvodne cilje, hkrati pa prihrani delo in material ter zagotavlja dosledno visoko kakovostne izdelke.Podjetje upa, da bo z Globe in Rothom ponovno sodelovalo pri prihodnjih projektih avtomatizacije.
For more information, please contact ACPT President Ryan Clampitt (rclamptt@acpt.com), Roth Composite Machinery National Sales Manager Joseph Jansen (joej@roth-usa.com) or Advanced Composite Equipment Director Jim Martin at Globe Machine Manufacturing Co. (JimM@globemachine.com).
Po več kot 30 letih razvoja bo in-situ integracija izpolnila svojo obljubo, da bo odpravila pritrdilne elemente in avtoklave ter ustvarila integrirano večnamensko telo.
Visoka prostornina enote in majhna teža ohišja akumulatorja električnih avtobusov so spodbudili razvoj namenskih sistemov za epoksidne smole TRB Lightweight Structures in avtomatiziranih proizvodnih linij kompozitov.
Pionir neavtoklavne obdelave v letalskih aplikacijah je odgovoril s kvalificiranim, a navdušenim odgovorom: Da!
Čas objave: 7. avgust 2021