Santrauka:Pramonės 4.0 ir automatinio surinkimo augimas keičia tvirtinimo detalių reikalavimus. Šiame straipsnyje nagrinėjama esminė mechaninių tvirtinimo detalių ir robotikos sąsaja, daugiausia dėmesio skiriant automatizavimo projektavimui, klaidų{2}}apsaugai, jutikliais-integruotoms išmaniosioms tvirtinimo detalėms ir duomenimis-pagrįsta kokybės kontrole. Ji pateikia į priekį{6}}analizę gamintojams, integruojantiems tvirtinimo procesus į išmaniąsias gamybos linijas.
Automatizuotas imperatyvas: greitis, tikslumas ir duomenys
Ketvirtoji pramonės revoliucija, kuriai būdingos kiber{0}}fizinės sistemos ir sumani gamyba, kelia naujus ir griežtus reikalavimus kukliam tvirtinimo elementui. Surinkdamas rankiniu būdu, darbuotojas gali kompensuoti nedidelius matmenų pokyčius, pajusti skersinį-sriegimą ir taikyti „nuosprendį“. Robotas ar automatizuotas vairavimo įrankis neturi tokios intuicijos; tam reikalingas absoliutus nuoseklumas ir parengtas-gairės. Vienos tvirtinimo klaidos automatinėje linijoje kaina-neprarasta jungtis, kryžminis-sriegiuotas varžtas, sukeliantis strigimą, arba nepakankamai-sukama kritinė jungtis-, gali sustabdyti visą gamybos elementą ir patirti didelių prastovų išlaidų. Todėl automatizavimo tvirtinimo detalės turi būti sukurtos ne tik dėl jų galutinės funkcijos, bet ir dėlpats diegimo procesas. Tam reikalinga partnerystė tarp tvirtinimo detalių gamintojo ir automatikos inžinieriaus nuo pat ankstyviausių projektavimo etapų.
Projektavimas robotams ir automatiniam valdymui
Kelionė prasideda dar ilgai, kol tvirtinimo detalė pasiekia jungtį. Jis turi būti sukurtas taip, kad būtų patikimai valdomas vibruojančiais dubenėliais, rinkimo-ir-dėjimo įrenginiais bei automatiniais tiektuvais.
Geometrinis nuoseklumas:Robotiniams griebtuvams reikalingi labai vienodi galvos matmenys, pečių skersmuo ir be įdubų. Dažnai būtini griežtesni nuokrypiai nei standartinės komercinės klasės.
Paviršiaus apdaila ir tepimas:Kontroliuojama, nuosekli paviršiaus apdaila (pvz., lengvos alyvos arba fosfato danga) užtikrina patikimą padavimą ir neleidžia dalims prilipti arba įstrigti tiektuvuose. Tai taip pat užtikrina stabilų trinties koeficientą, užtikrinantį tikslią sukimo momento -į-įtempimą.
Orientacijos ypatybės:Asimetriškos dalys yra problemiškos. Pirmenybė teikiama konstrukcijoms, kurios natūraliai orientuotos naudojant standartinę šėrimo įrangą (pvz., šešiakampes galvutes). Specialioms dalims tokios funkcijos kaip plokštumos ar žymėjimai gali padėti robotų regėjimo sistemoms.
Tvirtinimo klaidų mokslas-(Poka-Yoke)
Pagrindinis automatizuoto surinkimo principas yra klaidų galimybės projektavimas.
Siūlų dizainas:Švinas{0}}nuožulnose turi būti tikslus ir gausus, kad būtų nukreiptas varžtas į veržlę arba srieginę angą, kad jis nebūtų išlygintas. Robotiniai siūlai dažnai yra labiau toleruojami.
Vairavimo sistemos optimizavimas:Nors šešiabriauniai lizdai yra dažni, specializuotos pavaros sistemos, pvz., Torx® arba Polydrive®, užtikrina didesnį sukibimą, mažesnį kum-išstūmimą (slydimą) ir galimybę patikimiau perduoti didesnį sukimo momentą tvirtinimo detalėms, apsaugodamos ir įrankį, ir tvirtinimo detalės galvutę.
Jutiklio-Parengtos funkcijos:Kai kurios tvirtinimo detalės yra suprojektuotos su mažomis įdubomis ar kitomis savybėmis, kurios leidžia mašininio matymo sistemoms patvirtinti buvimą ir, kai kuriais atvejais, patikrinti, ar tinkamai pritvirtinta prieš įrankį.
Išmanieji tvirtinimo elementai ir{0}}duomenimis pagrįsta jungtis
Galutinė pramonės 4.0 tvirtinimo išraiška yra jutiklio integravimas tiesiai į tvirtinimo elementą, sukuriant„protingas sąnarys“.
Tiesioginio įtempimo indikatoriaus (DTI) poveržlės:Šios poveržlės turi iškyšas, kurios nuspėjamai išsilygina priveržus varžtą. Paprastas go/nego{1}}materis arba mašininio matymo kamera gali patikrinti, ar pasiekta tinkama gnybtų apkrova, užtikrinant 100 % proceso patikrinimą.
Jutiklis-Įterptosios tvirtinimo detalės:Naujos technologijos į tvirtinimo detalę arba poveržlę įdeda mikro-jutiklius (pvz., įtempimo matuoklius, RFID lustus, pjezoelektrinius elementus). Tai gali:
Nuolat stebėkite išankstinį įkėlimą realiuoju laiku-priežiūros metu, kad būtų galima numatyti techninę priežiūrą.
Perduokite duomenis apie vibraciją, temperatūrą arba korozijos būseną.
Išsaugokite unikalų skaitmeninį pirštų atspaudą su diegimo duomenimis (sukimo momentu, kampu, data, operatoriumi).
Procesas-Integruotas stebėjimas:Pats tvirtinimo įrankis tampa duomenų mazgu. Modernuselektriniai servo{0}}impulsiniai įrankiaiarbakeitikliai su keitikliaisĮrašykite ir registruokite pagrindinius kiekvieno tvirtinimo elemento parametrus: galutinį sukimo momentą, kampą, takumo tašką ir energijos sąnaudas. Tai sukuria visišką skaitmeninį kiekvienos kritinės jungties pėdsaką, leidžiantį statistinį proceso valdymą (SPC) ir nedelsiant aptikti proceso poslinkį.
Tvirtinimo detalių gamintojo vaidmuo skaitmeninėje gijoje
Kad galėtų tarnauti išmaniajai gamyklai, tokie gamintojai kaip Hangzhou Balianfang turi tobulėti. Jie tampa tiekėjaissuprojektuoti tvirtinimo sprendimai, ne tik birių prekių. Tai apima:
Išplėstinė metrologija:Naudojant 3D optinį nuskaitymą ir automatinį regėjimo patikrinimą, siekiant užtikrinti mikroskopinių matmenų nuoseklumą, reikalingą maitinimui.
Bendra{0}}inžinerija:Tiesioginis darbas su klientų automatizavimo komandomis kuriant pasirinktines tvirtinimo detales, optimizuotas jų konkrečiai robotų ląstelėms.
Duomenų teikimas:Tvirtinimo detalių tiekimas susietais skaitmeniniais dvyniais{0}}duomenų paketais, kuriuose yra medžiagų sertifikatai, partijų numeriai ir optimalūs vairavimo parametrai, kuriuos galima įkelti tiesiai į surinkimo linijos valdymo sistemą.
Komplektavimas ir seka:Pristatome iš anksto-surūšiuotas tvirtinimo detales tiksliais kiekiais ir teisinga padėtimi ant ritinių, juostelių ar tinkintų žurnalų, kurie prijungiami tiesiai prie automatinio įrankio.
Išvada: tvirtinimo detalės kaip autonomijos įgalintojai
Išmaniojoje gamykloje tvirtinimo elementas pereina iš pasyvaus komponento į aktyvų duomenų tašką ir esminį sklandaus automatizavimo įgalintą. Jo specifikacija dabar apima ne tik statinį stiprumą ir atsparumą korozijai, bet iršėrimo, vairavimo, patikrinamumo ir atsekamumo. Taikydamos automatizavimo projektavimo (DFA) principus ir bendradarbiaudamos su pažangiais-manančiais gamintojais, galinčiais tiksliai gaminti ir integruoti duomenis, pramonės šakos gali atskleisti naujus surinkimo greičio, kokybės užtikrinimo ir veikimo intelekto lygius, visiškai įgyvendindamos Pramonės 4.0 pažadą.