Калифорнийский производитель ACPT Inc. работал с поставщиком оборудования над созданием инновационной полуавтоматической производственной линии, оснащенной автоматической намоточной машиной. #workinprogress #Автоматизация
Карданные валы ACPT из композитного углеродного волокна используются в ряде отраслей промышленности. Источник фото, все изображения: Roth Composite Machinery.
В течение многих лет производитель композитных материалов Advanced Composites Products & Technology Inc. (Хантингтон-Бич, Калифорния, США) занимался разработкой и совершенствованием конструкции своего приводного вала из композитного материала из углеродного волокна или из композитного материала из углеродного волокна или большой металлической трубы, соединяющей передняя и задняя части. Система привода большинства автомобилей. Хотя эти многофункциональные компоненты изначально использовались в автомобильной отрасли, они также широко используются в морской, коммерческой, ветроэнергетической, оборонной, аэрокосмической и промышленной сферах. На протяжении многих лет ACPT наблюдает устойчивый рост спроса на карданные валы из композитных материалов из углеродного волокна. Поскольку спрос продолжал расти, ACPT осознала необходимость производства большего количества приводных валов с более высокой эффективностью производства — сотни одних и тех же валов каждую неделю — что привело к новым инновациям в автоматизации и, в конечном итоге, к созданию новых производств.
По данным ACPT, причина повышенного спроса на приводные валы заключается в том, что приводные валы из углеродного волокна обладают уникальным сочетанием функций по сравнению с металлическими приводными валами, такими как более высокий крутящий момент, более высокие обороты в минуту, лучшая надежность, меньший вес и т. д. разлагаться на относительно безвредное углеродное волокно при сильных ударах и снижать шум, вибрацию и шероховатость (NVH).
Кроме того, сообщается, что по сравнению с традиционными стальными приводными валами карбоновые карданные валы в легковых и грузовых автомобилях могут увеличить мощность задних колес транспортных средств более чем на 5%, в основном за счет более легкой вращающейся массы из композитных материалов. По сравнению со сталью, легкий приводной вал из углеродного волокна может поглощать больше ударов и иметь более высокий крутящий момент, что может передавать большую мощность двигателя на колеса, не вызывая пробуксовки или отрыва шин от дороги.
В течение многих лет ACPT производит карданные валы из композитных материалов из углеродного волокна посредством накальной намотки на своем заводе в Калифорнии. Для расширения до необходимого уровня необходимо увеличить масштабы мощностей, усовершенствовать производственное оборудование, упростить технологический контроль и контроль качества, максимально переложив обязанности с технических специалистов на автоматизированные процессы. Для достижения этих целей компания ACPT решила построить второй производственный комплекс и оснастить его более высоким уровнем автоматизации.
ACPT работает с клиентами из автомобильной, оборонной, морской и промышленной отраслей, разрабатывая карданные валы в соответствии с их потребностями.
ACPT создала это новое производственное предприятие в Шофилде, штат Висконсин, США, чтобы свести к минимуму перерывы в производстве приводных валов в течение 1,5-летнего процесса проектирования, строительства, покупки и установки новых заводов и производственного оборудования, из которых 10 месяцев посвящены строительству. поставка и монтаж систем автоматической намотки.
Автоматически оценивается каждый этап процесса производства композитного приводного вала: намотка нити, контроль содержания смолы и смачивания, отверждение в печи (включая контроль времени и температуры), снятие деталей с оправки и обработка между каждым этапом процесса оправки. Однако из-за бюджетных соображений и потребности ACPT в менее постоянной мобильной системе, позволяющей при необходимости проводить ограниченное количество научно-исследовательских экспериментов, компания отказалась использовать подвесные или напольные портальные системы автоматизации в качестве опции.
После переговоров с несколькими поставщиками окончательным решением стала производственная система, состоящая из двух частей: двухосная автоматическая катушка для нити типа 1 с несколькими намоточными тележками от Roth Composite Machinery (Штефенбург, Германия); Причем это не стационарная автоматизированная система, а полуавтоматическая система перемещения шпинделей, разработанная компанией Globe Machine Manufacturing Co. (Такома, Вашингтон, США).
ACPT заявила, что одним из основных преимуществ и требований системы намотки Roth является ее проверенная способность автоматизации, которая позволяет двум шпинделям производить детали одновременно. Это особенно важно, учитывая, что запатентованный приводной вал ACPT требует многократной замены материала. Чтобы автоматически и вручную разрезать, заправлять и повторно соединять различные волокна каждый раз при смене материала, функция Roving Cut and Attach (RCA) компании Roth позволяет намоточной машине автоматически менять материалы с помощью многочисленных производственных тележек. Технология Roth в ванне со смолой и вытяжке волокна также может обеспечить точное соотношение смачивания волокна и смолы без перенасыщения, позволяя намоточному устройству работать быстрее, чем традиционные намоточные устройства, не тратя слишком много смолы. После завершения намотки намоточная машина автоматически отсоединит оправку и детали от намоточной машины.
Сама система намотки автоматизирована, но по-прежнему оставляет за собой большую часть обработки и перемещения оправки между каждым этапом изготовления, которая раньше выполнялась вручную. Сюда входит подготовка голых оправок и соединение их с намоточной машиной, перемещение оправки с намотанными деталями в печь для отверждения, перемещение оправки с отвержденными деталями и снятие деталей с оправки. В качестве решения компания Globe Machine Manufacturing Co. разработала процесс, включающий серию тележек, предназначенных для размещения оправки, расположенной на тележке. Система вращения тележки используется для позиционирования оправки таким образом, чтобы ее можно было перемещать в намотчик и экстрактор и вынимать из нее, а также непрерывно вращать, пока детали смачиваются смолой и отверждаются в печи.
Эти тележки с оправками перемещаются с одной станции на другую при помощи двух комплектов наземных конвейерных рычагов — один установлен на моталке, а другой — в интегрированной системе извлечения — вместе с оправкой. Тележка движется скоординированно и принимает ось покоя для каждого процесса. Специальный патрон на тележке автоматически зажимает и освобождает шпиндель в координации с автоматическим патроном на станке Roth.
Двухкоординатный прецизионный резервуар для смолы Roth. Система рассчитана на два главных вала из композитных материалов и транспортируется на специальную машину для намотки материала.
В дополнение к этой системе переноса оправок компания Globe также предлагает две печи для отверждения. После отверждения и извлечения оправки детали передаются на станок точной резки по длине, после чего с помощью системы числового управления происходит обработка концов труб, а затем очистка и нанесение клея с помощью пресс-фитингов. Тестирование крутящего момента, обеспечение качества и отслеживание продукции выполняются перед упаковкой и отправкой конечным потребителям.
По данным ACPT, важным аспектом процесса является его способность отслеживать и записывать такие данные, как температура объекта, уровень влажности, натяжение волокна, скорость волокна и температура смолы для каждой группы обмоток. Эта информация сохраняется для систем контроля качества продукции или отслеживания производства и позволяет операторам при необходимости корректировать условия производства.
Весь процесс, разработанный Globe, описывается как «полуавтоматический», поскольку оператору-человеку по-прежнему необходимо нажимать кнопку, чтобы запустить последовательность процессов и вручную перемещать тележку в печь и из нее. По данным ACPT, Globe предполагает более высокую степень автоматизации системы в будущем.
Система Рота включает в себя два шпинделя и три независимых намоточных машины. Каждая намоточная тележка предназначена для автоматической транспортировки различных композиционных материалов. Композитный материал наносится на оба шпинделя одновременно.
После первого года производства на новом заводе ACPT сообщила, что оборудование успешно продемонстрировало, что оно может достигать своих производственных целей, экономя при этом рабочую силу и материалы и обеспечивая неизменно высокое качество продукции. Компания надеется снова сотрудничать с Globe и Roth в будущих проектах автоматизации.
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).
После более чем 30 лет разработок интеграция на месте вот-вот выполнит свое обещание отказаться от крепежных элементов и автоклавов и создать интегрированный многофункциональный корпус.
Требования к большому объему и малому весу корпусов аккумуляторов для электробусов способствовали разработке специальных систем эпоксидной смолы TRB Lightweight Structures и автоматизированных линий по производству композитов.
Пионер неавтоклавной обработки в аэрокосмической отрасли ответил квалифицированным, но восторженным ответом: Да!
Время публикации: 07 августа 2021 г.