Калифорнийский производитель ACPT Inc. работал с поставщиком оборудования над созданием инновационной полуавтоматической производственной линии, оснащенной автоматической машиной для намотки нити.#workinprogress #Автоматизация
Приводные валы ACPT из композитного углеродного волокна используются в различных отраслях промышленности.Источник фото, все изображения: Roth Composite Machinery
В течение многих лет производитель композитных материалов Advanced Composites Products & Technology Inc. (Хантингтон-Бич ACPT, Калифорния, США) занимается разработкой и совершенствованием конструкции приводного вала из композитного углеродного волокна, композитного материала из углеродного волокна или большой металлической трубы, соединяющей передняя и задняя части Система привода под большинство автомобилей.Хотя изначально эти многофункциональные компоненты использовались в автомобильной сфере, они также широко используются в морской, коммерческой, ветровой, оборонной, аэрокосмической и промышленной сферах.На протяжении многих лет ACPT наблюдала устойчивый рост спроса на приводные валы из композитного углеродного волокна.Поскольку спрос продолжал расти, ACPT осознала необходимость производства большего количества приводных валов с более высокой производственной эффективностью — сотни таких же валов каждую неделю — что привело к новым инновациям в области автоматизации и, в конечном итоге, к созданию новых мощностей.
Согласно 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, лучшая надежность, меньший вес и т. д. разлагаться на относительно безвредное углеродное волокно при сильном ударе и снижать шум, вибрацию и шероховатость (NVH).
Кроме того, сообщается, что карданные валы из углеродного волокна в легковых и грузовых автомобилях по сравнению с традиционными карданными валами из углеродного волокна могут увеличить мощность задних колес транспортных средств более чем на 5%, в основном за счет более легкой вращающейся массы 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 проскальзывания шин или отрыва их от дороги.
В течение многих лет ACPT производит композитные приводные валы из углеродного волокна путем намотки нити на своем заводе в Калифорнии.Чтобы выйти на требуемый уровень, необходимо увеличить масштаб объектов, улучшить производственное оборудование и упростить управление процессами 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 в автомобильной, оборонной, морской и промышленной отраслях, разрабатывая карданные валы в соответствии с их потребностями.
Компания ACPT открыла это новое производственное предприятие в Скофилде, штат Висконсин, США, чтобы свести к минимуму перерывы в производстве приводных валов в течение 1,5-летнего процесса проектирования, строительства, закупки и установки новых заводов и производственного оборудования, из которых 10 месяцев посвящены строительству, поставка и монтаж систем автоматической намотки нити.
Каждый этап процесса производства композитного приводного вала оценивается автоматически: намотка нити, содержание смолы и контроль смачивания, отверждение в печи (включая контроль времени и температуры), снятие деталей с оправки и обработка между каждым этапом процесса оправки.Однако из-за бюджетных причин и потребности ACPT в менее постоянной мобильной системе, позволяющей при необходимости проводить ограниченное количество экспериментов в области НИОКР, она отказалась от использования подвесных или напольных портальных систем автоматизации в качестве опции.
После переговоров с несколькими поставщиками окончательным решением стала производственная система, состоящая из двух частей: двухосная автоматическая катушка типа 1 с несколькими намоточными тележками от Roth Composite Machinery (Штефенбург, Германия); система намотки;Причем это не стационарная автоматизированная система, а полуавтоматическая система управления шпинделем, разработанная компанией Globe Machine Manufacturing Co. (Такома, Вашингтон, США).
Компания ACPT заявила, что одним из основных преимуществ и требований к системе намотки нити Roth является ее проверенная автоматизация, которая предназначена для того, чтобы два шпинделя могли производить детали одновременно.Это особенно важно, учитывая, что собственный приводной вал ACPT требует многократной замены материала.Для автоматической и ручной обрезки, продевания и повторного соединения различных волокон при каждой смене материала функция Roth Roving Cut and Attach (RCA) позволяет намоточной машине автоматически менять материалы с помощью многочисленных производственных тележек.Ванна со смолой и технология волочения волокна Roth также могут обеспечить точное соотношение смачивания волокна и смолы без перенасыщения, что позволяет намоточной машине работать быстрее, чем традиционные намоточные машины, 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 остается большая часть обработки и перемещения оправки между каждым производственным этапом, что ранее выполнялось вручную.Это включает в себя подготовку оголенных оправок и их подключение к намоточной машине, 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 ряд тележек, предназначенных для размещения оправки, расположенной на тележке.Система вращения в тележке используется для позиционирования оправки таким образом, чтобы ее можно было вводить и вынимать из намоточного устройства и экстрактора, а также непрерывно вращать, пока детали смачиваются смолой и отверждаются в печи.
Эти тележки с оправками перемещаются от одной станции к другой с помощью двух комплектов наземных конвейерных манипуляторов — один установлен на моталке, а другой — в интегрированной системе извлечения — с оправкой. Тележка движется скоординировано и принимает остальные оси для каждого процесса.Специальный патрон на тележке автоматически зажимает и освобождает шпиндель в координации с автоматическим патроном на станке Roth.
Двухосевая прецизионная сборка бака для смолы Roth.Система рассчитана на два основных вала из композиционных материалов и транспортируется на специальной машине для намотки материала.
В дополнение к этой системе переноса оправки Globe также предлагает две печи для отверждения.После отверждения и извлечения оправки детали передаются на станок для точной резки по длине, после чего обрабатывается система числового программного управления для обработки концов труб, а затем производится очистка и нанесение клея с помощью пресс-фитингов.Проверка крутящего момента, обеспечение качества и отслеживание продукта выполняются перед упаковкой и отправкой конечному потребителю.
Согласно ACPT, важным аспектом процесса является его способность отслеживать и записывать такие данные, как температура помещения, уровень влажности, натяжение волокна, скорость волокна и температура смолы для каждой группы намотки.Эта информация хранится для систем контроля качества продукции или отслеживания производства и позволяет операторам при необходимости корректировать условия производства.
Весь процесс, разработанный Globe, описывается как «полуавтоматический», потому что оператору по-прежнему требуется нажимать кнопку, чтобы инициировать последовательность процесса, и вручную перемещать тележку в печь и из нее.Согласно ACPT, Globe предполагает более высокую степень автоматизации системы в будущем.
Система Roth 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 труд и материалы и обеспечивая неизменно высокое качество продукции.Компания надеется снова сотрудничать с Globe and 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 разработки интеграция на месте вот-вот выполнит свое обещание отказаться от крепежа и автоклавов и создать интегрированный многофункциональный корпус.
Требования к большому объему и малому весу корпусов аккумуляторных батарей электробусов способствовали разработке компанией TRB Lightweight Structures специализированных систем эпоксидной смолы и автоматизированных линий по производству композитных материалов.
Пионер неавтоклавной обработки в аэрокосмической промышленности дал квалифицированный, но полный энтузиазма ответ: Да!
Время публикации: 07 августа 2021 г.