Каліфорнійський виробник ACPT Inc. співпрацював із постачальником обладнання для створення інноваційної напівавтоматичної виробничої лінії, оснащеної автоматичною машиною для намотування нитки. #роботапроходить #Автоматизація
Композитні карданні вали ACPT з вуглецевого волокна використовуються в різних галузях промисловості. Джерело фото, усі зображення: Roth Composite Machinery
Протягом багатьох років виробник композитних матеріалів Advanced Composites Products & Technology Inc. (Хантінгтон-Біч ACPT, Каліфорнія, США) займався розробкою та вдосконаленням конструкції свого композитного вала з вуглецевого волокна та композитного матеріалу з вуглецевого волокна або великої металевої труби, що з’єднує передні та задні частини Система приводу більшості транспортних засобів. Хоча ці багатофункціональні компоненти спочатку використовувалися в автомобільній галузі, вони також широко використовуються в морських, комерційних, вітроенергетичних, оборонних, аерокосмічних і промислових застосуваннях. Протягом багатьох років ACPT спостерігала постійне зростання попиту на карданні вали з вуглецевого волокна. Оскільки попит продовжував зростати, ACPT визнала потребу у виробництві більшої кількості карданних валів із вищою ефективністю виробництва — сотні однакових валів щотижня — що призвело до нових інновацій в автоматизації та, зрештою, до створення нових потужностей.
За даними ACPT, причиною підвищеного попиту на карданні вали є те, що карданні вали з вуглецевого волокна мають унікальну комбінацію функцій порівняно з металевими карданними валами, наприклад, більший крутний момент, вищі можливості обертання, краща надійність, менша вага та, як правило, розкладатися на відносно нешкідливе вуглецеве волокно під сильним ударом і зменшувати шум, вібрацію та шорсткість (NVH).
Крім того, повідомляється, що карданні вали з вуглецевого волокна в автомобілях і вантажівках можуть збільшити потужність задніх коліс транспортних засобів більш ніж на 5%, головним чином завдяки легшій обертовій масі композитних матеріалів, порівняно з традиційними сталевими приводними валами. Порівняно зі сталевим, легкий карданний вал із вуглецевого волокна може поглинати більше ударів і мати більший крутний момент, що може передавати більше потужності двигуна на колеса, не спричиняючи ковзання шин або відділення від дороги.
Протягом багатьох років компанія ACPT виробляє приводні вали з вуглецевого волокна шляхом намотування нитки на заводі в Каліфорнії. Щоб розширитися до необхідного рівня, необхідно збільшити масштаби потужностей, удосконалити виробниче обладнання та спростити контроль процесів і перевірку якості, максимально переклавши відповідальність від людей-техніків до автоматизованих процесів. Для досягнення цих цілей ACPT вирішив побудувати друге виробництво та оснастити його більш високим рівнем автоматизації.
ACPT співпрацює з клієнтами в автомобільній, оборонній, морській та промисловій промисловості, щоб розробити карданні вали відповідно до їхніх потреб.
ACPT заснував це нове виробниче підприємство в Шофілді, штат Вісконсін, США, щоб мінімізувати перерви у виробництві карданних валів протягом 1,5-річного процесу проектування, будівництва, придбання та встановлення нових заводів і виробничого обладнання, з яких 10 місяців присвячено будівництву, поставка та монтаж систем автоматичного намотування нитки.
Кожен етап процесу виробництва композитного приводного вала оцінюється автоматично: намотування нитки, контроль вмісту смоли та змочування, затвердіння в печі (включаючи контроль часу та температури), видалення деталей із оправки та обробка між кожним етапом процесу оправлення. Однак через бюджетні причини та потребу ACPT у менш постійній, мобільній системі, щоб у разі потреби дозволити обмежену кількість дослідно-конструкторських експериментів, компанія відмовилася від використання підвісних або підлогових портальних систем автоматизації як варіант.
Після переговорів із багатьма постачальниками остаточним рішенням стала виробнича система з двох частин: двоосьова автоматична бобіна для нитки типу 1 із кількома візками для намотування від Roth Composite Machinery (Штефенбург, Німеччина) Система намотування; Крім того, це не фіксована автоматизована система, а напівавтоматична система обробки шпинделя, розроблена компанією Globe Machine Manufacturing Co. (Такома, Вашингтон, США).
ACPT заявив, що однією з головних переваг і вимог до системи намотування ниток Roth є її доведена здатність до автоматизації, яка розроблена, щоб дозволити двом шпинделям виготовляти деталі одночасно. Це особливо важливо, враховуючи, що власний карданний вал ACPT вимагає багаторазових змін матеріалів. Щоб автоматично та вручну різати, заправляти та повторно з’єднувати різні волокна щоразу, коли змінюється матеріал, функція Roving Cut and Attach (RCA) дозволяє машині для намотування автоматично змінювати матеріали через кілька виробничих візків. Ванна зі смолою Roth і технологія витяжки волокон також можуть забезпечити точне співвідношення змочування волокна до смоли без перенасичення, дозволяючи мотальній машині працювати швидше, ніж традиційні мотальні машини, не витрачаючи надто багато смоли. Після завершення намотування машина для намотування автоматично від’єднає оправку та деталі від машини для намотування.
Сама система намотування автоматизована, але все ще залишає значну частину обробки та переміщення оправки між кожним етапом виробництва, що раніше виконувалося вручну. Це включає в себе підготовку оголених оправок і з’єднання їх з намотувальною машиною, переміщення оправки з намотаними частинами в піч для затвердіння, переміщення оправки з затверділими частинами та видалення деталей з оправки. Як рішення компанія Globe Machine Manufacturing Co. розробила процес із застосуванням ряду візків, призначених для розміщення оправки, розташованої на візку. Система обертання у візку використовується для позиціонування оправки таким чином, щоб її можна було переміщати всередину та з намотувача та екстрактора та безперервно обертати, поки деталі змочуються смолою та твердіють у печі.
Ці візки з оправленням переміщуються від однієї станції до іншої за допомогою двох наборів конвеєрних важіль, встановлених на землі — один встановлений на моталці, а інший — у інтегрованій системі екстракції — за допомогою оправки Візок рухається узгоджено та приймає решта осі для кожного процесу. Спеціальний патрон на візку автоматично затискає та відпускає шпиндель у координації з автоматичним патроном на верстаті Roth.
Двоосьовий прецизійний резервуар для смоли Roth. Система розрахована на два головних вала з композитних матеріалів і транспортується до спеціальної машини для намотування матеріалу.
На додаток до цієї системи передачі оправки, Globe також пропонує дві печі для затвердіння. Після затвердіння та витягання оправки деталі передаються на машину для точного різання по довжині, з подальшою системою цифрового керування для обробки кінців труб, а потім очищення та нанесення клею за допомогою прес-фітингів. Випробування крутного моменту, забезпечення якості та відстеження продукту завершуються перед пакуванням і відправкою кінцевим споживачам.
Відповідно до ACPT, важливим аспектом процесу є його здатність відстежувати та записувати такі дані, як температура приміщення, рівень вологості, натяг волокна, швидкість волокна та температура смоли для кожної групи намотування. Ця інформація зберігається для систем перевірки якості продукції або відстеження виробництва та дозволяє операторам коригувати умови виробництва, коли це необхідно.
Увесь процес, розроблений Globe, описується як «напівавтоматичний», оскільки людині-оператору все ще потрібно натиснути кнопку, щоб запустити послідовність процесу та вручну перемістити візок у духовку та витягти її з неї. Згідно з ACPT, Globe передбачає вищий ступінь автоматизації системи в майбутньому.
Система Roth включає два шпинделя і три незалежні намотувальні машини. Кожен намотувальний візок призначений для автоматичного транспортування різних композитних матеріалів. Композитний матеріал наноситься на обидва шпинделі одночасно.
Після першого року виробництва на новому заводі ACPT повідомила, що обладнання успішно продемонструвало, що воно може досягати своїх виробничих цілей, заощаджуючи робочу силу та матеріали та забезпечуючи незмінно високу якість продукції. Компанія сподівається знову співпрацювати з Globe and Roth у майбутніх проектах автоматизації.
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).
Після більш ніж 30 років розробки інтеграція на місці ось-ось виконає свою обіцянку щодо усунення кріплень і автоклавів і створення інтегрованого багатофункціонального корпусу.
Вимоги до великого об’єму та низької ваги корпусів акумуляторів електробусів сприяли розробці спеціалізованих систем епоксидної смоли TRB Lightweight Structures та автоматизованих ліній виробництва композитів.
Піонер неавтоклавної обробки в аерокосмічних додатках відповів кваліфіковано, але з ентузіазмом: Так!
Час публікації: 07 серпня 2021 р