Каліфарнійскі вытворца ACPT Inc. супрацоўнічаў з пастаўшчыком машын для стварэння інавацыйнай паўаўтаматычнай вытворчай лініі, абсталяванай аўтаматычнай машынай для намоткі ніткі. #работыпрацуюць #Аўтаматызацыя
Карданныя валы ACPT з вугляроднага валакна выкарыстоўваюцца ў розных галінах прамысловасці. Крыніца фота, усе выявы: Roth Composite Machinery
На працягу многіх гадоў вытворца кампазітных матэрыялаў Advanced Composites Products & Technology Inc. (Хантынгтан-Біч ACPT, Каліфорнія, ЗША) займаўся распрацоўкай і ўдасканаленнем канструкцыі свайго кампазітнага карданнага вала з вугляроднага валакна або вялікіх металічных труб, якія злучаюць пярэдняя і задняя часткі Сістэма прывада большасці аўтамабіляў. Хоць першапачаткова гэтыя шматфункцыянальныя кампаненты выкарыстоўваліся ў аўтамабільнай галіне, яны таксама шырока выкарыстоўваюцца ў марскіх, камерцыйных, ветраэнергетычных, абаронных, аэракасмічных і прамысловых прымяненнях. На працягу многіх гадоў ACPT назіраў няўхільны рост попыту на карданныя валы з вугляроднага валакна. Паколькі попыт працягваў расці, ACPT прызнала неабходнасць вытворчасці большай колькасці прывадных валаў з больш высокай эфектыўнасцю вытворчасці - сотні аднолькавых валаў кожны тыдзень - што прывяло да новых інавацый у аўтаматызацыі і, у канчатковым выніку, да стварэння новых аб'ектаў.
Згодна з ACPT, прычына павышанага попыту на карданныя валы заключаецца ў тым, што карданныя валы з вугляроднага валакна маюць унікальную камбінацыю функцый у параўнанні з металічнымі карданнымі валамі, напрыклад, большы крутоўны момант, больш высокія магчымасці абаротаў, лепшая надзейнасць, меншы вага і, як правіла, раскладацца на адносна бясшкоднае вугляроднае валакно пад моцным уздзеяннем і памяншаць шум, вібрацыю і шурпатасць (NVH).
Акрамя таго, паведамляецца, што карданныя валы з вугляроднага валакна ў аўтамабілях і грузавіках у параўнанні з традыцыйнымі сталёвымі прываднымі валамі могуць павялічыць магутнасць задніх колаў транспартных сродкаў больш чым на 5%, галоўным чынам за кошт больш лёгкай верціцца масы кампазітных матэрыялаў. У параўнанні са сталёвым, лёгкі прывадны вал з вугляроднага валакна можа паглынаць большы ўдар і мець большы крутоўны момант, які можа перадаваць большую магутнасць рухавіка на колы, не выклікаючы слізгацення шын або адрыву ад дарогі.
На працягу многіх гадоў ACPT вырабляе кампазітныя карданныя валы з вугляроднага валакна шляхам намотвання нітак на заводзе ў Каліфорніі. Для таго, каб пашырыцца да неабходнага ўзроўню, неабходна павялічыць маштаб аб'ектаў, палепшыць вытворчае абсталяванне, а таксама спрасціць кантроль працэсаў і кантроль якасці, максімальна пераклаўшы адказнасць ад тэхнічных людзей да аўтаматызаваных працэсаў. Для дасягнення гэтых мэтаў ACPT вырашыла пабудаваць другую вытворчасць і абсталяваць яе больш высокім узроўнем аўтаматызацыі.
ACPT працуе з кліентамі ў аўтамабільнай, абароннай, марской і прамысловай прамысловасці, каб распрацаваць карданныя валы ў адпаведнасці з іх патрэбамі.
ACPT стварыў гэтае новае вытворчае прадпрыемства ў Шофілдзе, штат Вісконсін, ЗША, каб звесці да мінімуму перапынкі ў вытворчасці карданных валаў на працягу 1,5-гадовага працэсу праектавання, будаўніцтва, закупкі і ўстаноўкі новых заводаў і вытворчага абсталявання, з якіх 10 месяцаў прысвечаны будаўніцтву, пастаўка і мантаж сістэм аўтаматычнай намоткі ніткі.
Кожны этап працэсу вытворчасці кампазітнага прываднага вала ацэньваецца аўтаматычна: намотка ніткі, кантроль утрымання смалы і змочвання, отвержденія ў печы (уключаючы кантроль часу і тэмпературы), выдаленне дэталяў з апраўкі і апрацоўка паміж кожным этапам працэсу апраўкі. Аднак з-за бюджэтных прычын і патрэбы ACPT у менш пастаяннай мабільнай сістэме, каб у выпадку неабходнасці дазваляць праводзіць абмежаваную колькасць навукова-даследчых і распрацовак, кампанія адмовілася ад выкарыстання падвесных або падлогавых партальных сістэм аўтаматызацыі ў якасці варыянту.
Пасля перамоваў са шматлікімі пастаўшчыкамі канчатковае рашэнне заключалася ў вытворчай сістэме з дзвюх частак: двухвосевая аўтаматычная катушка тыпу 1 з некалькімі каляскамі для намотвання ад Roth Composite Machinery (Штэфенбург, Германія). Больш за тое, гэта не стацыянарная аўтаматызаваная сістэма, а паўаўтаматычная сістэма апрацоўкі шпіндзеля, распрацаваная Globe Machine Manufacturing Co. (Такома, Вашынгтон, ЗША).
ACPT заявіла, што адным з асноўных пераваг і патрабаванняў сістэмы намоткі ніткі Roth з'яўляецца яе правераная магчымасць аўтаматызацыі, якая прызначана для таго, каб два шпіндзелі выраблялі дэталі адначасова. Гэта асабліва важна, улічваючы, што запатэнтаваны карданны вал ACPT патрабуе шматлікіх змен матэрыялу. Каб аўтаматычна і ўручную рэзаць, накручваць і злучаць розныя валакна кожны раз пры змене матэрыялу, функцыя Roving Cut and Attach (RCA) дазваляе машыне для намотвання аўтаматычна мяняць матэрыялы праз некалькі вытворчых калясак. Смаляная ванна Roth і тэхналогія выцягвання валакна таксама могуць забяспечыць дакладнае суадносіны змочвання валакна і смалы без перанасычэння, што дазваляе машыне для намоткі працаваць хутчэй, чым традыцыйнай машыне для намоткі, не марнуючы занадта шмат смалы. Пасля завяршэння намоткі намотальная машына аўтаматычна адлучыць апраўку і дэталі ад намотальнай машыны.
Сама сістэма намотвання аўтаматызавана, але па-ранейшаму пакідае вялікую частку апрацоўкі і перамяшчэння апраўкі паміж кожным этапам вытворчасці, што раней рабілася ўручную. Сюды ўваходзіць падрыхтоўка аголеных апраўак і іх злучэнне з машынай для намотвання, перамяшчэнне апраўкі з намотанымі часткамі ў печ для зацвярдзення, перамяшчэнне апраўкі з отвержденными часткамі і выдаленне дэталяў з апраўкі. У якасці рашэння кампанія Globe Machine Manufacturing Co. распрацавала працэс з выкарыстаннем шэрагу калясак, прызначаных для размяшчэння апраўкі, размешчанай на калясцы. Сістэма кручэння ў калясцы выкарыстоўваецца для размяшчэння апраўкі так, каб яе можна было перамяшчаць і выводзіць з намоткі і экстрактара, і бесперапынна круціцца, пакуль дэталі змочваюцца смалой і отверждаются ў печы.
Гэтыя каляскі з апраўкай перамяшчаюцца з адной станцыі на іншую пры дапамозе двух камплектаў наземных канвеерных рычагоў — адзін усталяваны на наматывальніку, а другі — у інтэграванай сістэме экстракцыі — з апраўкай Каляска рухаецца ўзгоднена і прымае астатняя вось для кожнага працэсу. Спецыяльны патрон на калясцы аўтаматычна заціскае і вызваляе шпіндзель у каардынацыі з аўтаматычным патронам на станку Roth.
Двухвосевы прэцызійны рэзервуар для смалы Roth. Сістэма прызначана для двух асноўных валаў з кампазітных матэрыялаў і транспартуецца ў спецыялізаваную машыну для намотвання матэрыялаў.
У дадатак да гэтай сістэмы перадачы апраўкі, Globe таксама забяспечвае дзве печы для отвержденія. Пасля зацвярдзення і вымання апраўкі дэталі перадаюцца ў станок для дакладнай рэзкі па даўжыні, пасля чаго ідзе сістэма лікавага кіравання для апрацоўкі канцоў труб, а затым ачыстка і нанясенне клею з дапамогай прэс-фітынгаў. Тэставанне крутоўнага моманту, забеспячэнне якасці і адсочванне прадукту завяршаюцца перад упакоўкай і адпраўкай канчатковым кліентам.
Згодна з ACPT, важным аспектам працэсу з'яўляецца яго здольнасць адсочваць і запісваць даныя, такія як тэмпература памяшкання, узровень вільготнасці, нацяжэнне валакна, хуткасць валакна і тэмпература смалы для кожнай групы намоткі. Гэтая інфармацыя захоўваецца для сістэм кантролю якасці прадукцыі або адсочвання вытворчасці і дазваляе аператарам пры неабходнасці карэктаваць умовы вытворчасці.
Увесь працэс, распрацаваны Globe, апісваецца як «паўаўтаматычны», таму што чалавеку-аператару ўсё яшчэ патрабуецца націснуць кнопку, каб пачаць паслядоўнасць працэсу і ўручную перамясціць каляску ў печ і з печы. Згодна з ACPT, Globe прадугледжвае больш высокую ступень аўтаматызацыі сістэмы ў будучыні.
Сістэма Roth ўключае два шпіндзеля і тры незалежныя намотвальныя машыны. Кожная намоточная каляска прызначана для аўтаматычнай транспарціроўкі розных кампазітных матэрыялаў. Кампазітны матэрыял наносіцца на абодва шпіндзеля адначасова.
Пасля першага года вытворчасці на новым заводзе ACPT паведаміла, што абсталяванне паспяхова прадэманстравала, што можа дасягнуць пастаўленых вытворчых мэтаў, адначасова эканомячы працу і матэрыялы і забяспечваючы нязменна высокую якасць прадукцыі. Кампанія спадзяецца зноў супрацоўнічаць з Globe and Roth у будучых праектах аўтаматызацыі.
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).
Пасля больш чым 30 гадоў распрацоўкі інтэграцыя на месцы вось-вось выканае сваё абяцанне ліквідаваць крапежныя элементы і аўтаклавы і рэалізаваць інтэграваны шматфункцыянальны корпус.
Патрабаванні да вялікага аб'ёму і нізкай вазе карпусоў акумулятараў электрычных аўтобусаў спрыялі распрацоўцы спецыялізаваных сістэм эпаксіднай смалы TRB Lightweight Structures і аўтаматызаваных ліній вытворчасці кампазітных матэрыялаў.
Піянер неаўтаклаўнай апрацоўкі ў аэракасмічных прылажэннях адказаў кваліфікаваным, але поўным энтузіязму: Так!
Час публікацыі: 7 жніўня 2021 г