Kalifornijski producent ACPT Inc. współpracował z dostawcą maszyn w celu stworzenia innowacyjnej półautomatycznej linii produkcyjnej wyposażonej w automatyczną nawijarkę do włókien.#praca w toku #Automatyzacja
Kompozytowe wały napędowe ACPT z włókna węglowego są używane w wielu gałęziach przemysłu.Źródło zdjęć, wszystkie obrazy: Roth Composite Machinery
Od wielu lat producent materiałów kompozytowych Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, Kalifornia, USA) angażuje się w opracowywanie i doskonalenie projektu swojego kompozytowego wału napędowego z włókna węglowego, kompozytu z włókna węglowego lub dużej metalowej rury łączącej części przednie i tylne Układ napędowy pod większością pojazdów.Chociaż początkowo stosowane w branży motoryzacyjnej, te wielofunkcyjne elementy są również szeroko stosowane w zastosowaniach morskich, komercyjnych, wiatrowych, obronnych, lotniczych i przemysłowych.Z biegiem lat ACPT odnotowuje stały wzrost zapotrzebowania na wały napędowe z kompozytów z włókna węglowego.Ponieważ popyt wciąż rósł, ACPT dostrzegło potrzebę produkcji większej liczby wałów napędowych o wyższej wydajności produkcyjnej — setki takich samych wałów każdego tygodnia — co doprowadziło do nowych innowacji w automatyzacji i ostatecznie do powstania nowych obiektów.
Według ACPT przyczyną zwiększonego zapotrzebowania na wały napędowe jest to, że wały napędowe z włókna węglowego mają unikalną kombinację funkcji w porównaniu do metalowych wałów napędowych, takich jak wyższy moment obrotowy, wyższe możliwości obrotów na minutę, lepsza niezawodność, mniejsza waga i tendencja rozkłada się na stosunkowo nieszkodliwe włókno węglowe pod wpływem silnego uderzenia i zmniejsza hałas, wibracje i chropowatość (NVH).
Ponadto doniesiono, że w porównaniu z tradycyjnymi stalowymi wałami napędowymi wały napędowe z włókna węglowego w samochodach osobowych i ciężarówkach mogą zwiększyć moc tylnych kół pojazdów o ponad 5%, głównie ze względu na lżejszą masę obrotową materiałów kompozytowych.W porównaniu ze stalą, lekki wał napędowy z włókna węglowego może pochłaniać więcej uderzeń i mieć wyższy moment obrotowy, co może przenosić większą moc silnika na koła bez powodowania poślizgu lub oddzielenia opon od drogi.
Od wielu lat ACPT produkuje wały napędowe z kompozytów z włókna węglowego poprzez nawijanie włókien w swoim zakładzie w Kalifornii.Aby rozwinąć się do wymaganego poziomu, konieczne jest zwiększenie skali obiektów, udoskonalenie wyposażenia produkcyjnego oraz uproszczenie kontroli procesu i kontroli jakości poprzez maksymalne przesunięcie odpowiedzialności z ludzkich techników na procesy zautomatyzowane.Aby osiągnąć te cele, ACPT zdecydowało się zbudować drugi zakład produkcyjny i wyposażyć go w wyższy poziom automatyzacji.
ACPT współpracuje z klientami z branży motoryzacyjnej, obronnej, morskiej i przemysłowej, projektując wały napędowe zgodnie z ich potrzebami.
ACPT utworzyła ten nowy zakład produkcyjny w Schofield, Wisconsin, USA, aby zminimalizować przerwy w produkcji wałów napędowych podczas 1,5-letniego procesu projektowania, budowy, zakupu i instalacji nowych fabryk i urządzeń produkcyjnych, z których 10 miesięcy jest przeznaczonych na Budownictwo, dostawa i montaż automatycznych systemów nawijania włókien.
Każdy etap procesu produkcji kompozytowego wałka napędowego jest automatycznie oceniany: nawijanie włókien, kontrola zawartości żywicy i zwilżania, utwardzanie w piecu (w tym kontrola czasu i temperatury), usuwanie części z trzpienia i przetwarzanie pomiędzy każdym etapem Proces trzpieniowy.Jednak ze względu na względy budżetowe i potrzebę posiadania przez ACPT mniej trwałego, mobilnego systemu, aby umożliwić w razie potrzeby ograniczoną liczbę eksperymentów badawczo-rozwojowych, ACPT odmówiła opcjonalnego zastosowania systemów automatyki podwieszanych lub stojących na podłodze.
Po negocjacjach z wieloma dostawcami, ostatecznym rozwiązaniem był dwuczęściowy system produkcyjny: dwuosiowa automatyczna nawijarka filamentu typu 1 z wieloma wózkami nawijającymi firmy Roth Composite Machinery (Stephenburg, Niemcy) System nawijania;Co więcej, nie jest to stały zautomatyzowany system, ale półautomatyczny system obsługi wrzeciona zaprojektowany przez Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Waszyngton, USA).
ACPT stwierdziła, że jedną z głównych zalet i wymagań systemu nawijania włókien firmy Roth jest jego sprawdzona zdolność automatyzacji, która ma na celu umożliwienie dwóm wrzecionom jednoczesnej produkcji części.Jest to szczególnie ważne, biorąc pod uwagę, że opatentowany wał napędowy ACPT wymaga wielu zmian materiału.Aby automatycznie i ręcznie ciąć, nawlekać i ponownie łączyć różne włókna za każdym razem, gdy materiał jest zmieniany, funkcja Roving Cut and Attach (RCA) firmy Roth umożliwia nawijarce automatyczną zmianę materiałów za pomocą wielu wózków produkcyjnych.Technologia kąpieli żywicy Roth i technologia ciągnienia włókien mogą również zapewnić precyzyjny stosunek zwilżania włókna do żywicy bez przesycania, dzięki czemu nawijarka działa szybciej niż tradycyjne nawijarki bez marnowania zbyt dużej ilości żywicy.Po zakończeniu nawijania nawijarka automatycznie odłączy trzpień i części od nawijarki.
Sam system nawijania jest zautomatyzowany, ale nadal pozostawia dużą część obróbki i przemieszczania trzpienia pomiędzy każdym etapem produkcji, co wcześniej było wykonywane ręcznie.Obejmuje to przygotowanie nagich trzpieni i połączenie ich z nawijarką, przemieszczenie trzpienia z zwiniętymi częściami do pieca w celu utwardzenia, przemieszczenie trzpienia z utwardzonymi częściami i usunięcie części z trzpienia.Jako rozwiązanie firma Globe Machine Manufacturing Co. opracowała proces obejmujący szereg wózków zaprojektowanych tak, aby pomieścić trzpień umieszczony na wózku.System obrotowy w wózku służy do ustawienia trzpienia tak, aby można go było wsuwać i wysuwać z nawijarki i ekstraktora oraz obracać w sposób ciągły, podczas gdy części są zwilżane żywicą i utwardzane w piecu.
Wózki z trzpieniami są przemieszczane z jednej stacji do drugiej, za pomocą dwóch zestawów ramion przenośnika zamontowanych na ziemi — jednego zestawu na zwijarce, a drugiego zestawu w zintegrowanym systemie odciągowym — z trzpieniem Wózek porusza się w skoordynowany sposób i zabiera oś odpoczynku do każdego procesu.Niestandardowy uchwyt na wózku automatycznie zaciska i zwalnia wrzeciono, w koordynacji z automatycznym uchwytem na maszynie Roth.
Dwuosiowy precyzyjny zespół zbiornika żywicy Roth.System przeznaczony jest dla dwóch głównych wałów z materiałów kompozytowych i transportowany do dedykowanego wozu do przewijania materiałów.
Oprócz tego systemu przenoszenia trzpieni, Globe oferuje również dwa piece do utwardzania.Po utwardzeniu i wyjęciu trzpienia detale przenoszone są na precyzyjną maszynę do cięcia długości, po czym następuje system sterowania numerycznego do obróbki końcówek rur, a następnie czyszczenie i nakładanie kleju za pomocą złączek zaciskowych.Testowanie momentu obrotowego, zapewnienie jakości i śledzenie produktu są wykonywane przed zapakowaniem i wysyłką do klientów końcowych.
Według ACPT ważnym aspektem procesu jest jego zdolność do śledzenia i rejestrowania danych, takich jak temperatura obiektu, poziom wilgotności, napięcie włókien, prędkość włókien i temperatura żywicy dla każdej grupy uzwojeń.Informacje te są przechowywane dla systemów kontroli jakości produktów lub śledzenia produkcji i umożliwiają operatorom dostosowanie warunków produkcji w razie potrzeby.
Cały proces opracowany przez Globe jest opisywany jako „półautomatyczny”, ponieważ człowiek nadal musi nacisnąć przycisk, aby zainicjować sekwencję procesu i ręcznie wsunąć wózek do iz pieca.Według ACPT Globe przewiduje wyższy stopień automatyzacji systemu w przyszłości.
System Roth obejmuje dwa wrzeciona i trzy niezależne wózki nawijające.Każdy wózek wyciągowy jest przeznaczony do automatycznego transportu różnych materiałów kompozytowych.Materiał kompozytowy nakładany jest na oba wrzeciona jednocześnie.
Po pierwszym roku produkcji w nowym zakładzie ACPT poinformowało, że sprzęt z powodzeniem wykazał, że może osiągnąć swoje cele produkcyjne przy jednoczesnej oszczędności pracy i materiałów oraz zapewnianiu produktów o niezmiennie wysokiej jakości.Firma ma nadzieję na współpracę z Globe and Roth w przyszłych projektach automatyki.
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 ponad 30 latach rozwoju, integracja na miejscu ma spełnić obietnicę wyeliminowania elementów złącznych i autoklawów oraz zbudowania zintegrowanego wielofunkcyjnego korpusu.
Duża objętość jednostkowa i wymagania dotyczące niskiej masy obudowy akumulatorów autobusów elektrycznych sprzyjały rozwojowi dedykowanych systemów żywic epoksydowych TRB Lightweight Structures i zautomatyzowanych linii produkcyjnych kompozytów.
Pionier przetwarzania bez autoklawów w zastosowaniach lotniczych odpowiedział wykwalifikowaną, ale entuzjastyczną odpowiedzią: Tak!
Czas publikacji: 07.08-2021