Spingere i limiti del tecnicamente fattibile

La produzione di moduli sensori per motori diesel richiede soluzioni di automazione altamente sofisticate in grado di gestire componenti ultra-miniaturizzati. Nel suo stabilimento di Bamberg, in Germania, Bosch sta lavorando per affrontare questa sfida con robot ad alta precisione e una strategia di assistenza intelligente.

COMPITO

Assemblaggio di precisione altamente complesso di moduli sensore

In Bosch Bamberg, sofisticati processi di assemblaggio per componenti miniaturizzati svolgono un ruolo centrale nella produzione di iniettori, ugelli e sensori common rail che entrano nei sistemi di iniezione dei motori diesel. I processi di produzione principali includono anche l'assemblaggio di moduli sensore. Questo processo complesso pone i massimi requisiti alla robotica e richiede una nuova strategia di servizio.

Anche uno sguardo superficiale alla tavola rotante, dove avvengono l'assemblaggio e il controllo qualità, illustra la complessità di questa cella. Cinque robot Stäubli e 18 sistemi di ispezione visiva sono installati in uno spazio molto ristretto, tre dei quali su assi NC che consentono la mobilità delle telecamere.

I nidi di assemblaggio della tavola rotante vengono caricati con i relativi componenti da robot a sei assi Stäubli TX2 ad alta velocità e precisione. I pezzi vengono convogliati alla cella da alimentatori automatici. Le telecamere comunicano ai robot le esatte posizioni di presa. Anche il posizionamento preciso dei piccoli componenti nei nidi della tavola rotante è monitorato da una telecamera. Ciò significa che, anche nella fase iniziale di popolamento della tavola rotante, ogni movimento è accuratamente monitorato e documentato per garantire un assemblaggio senza difetti.

SOLUZIONE

Requisito estremo: una precisione di ripetibilità inferiore a 10 μm

Ogni singola fase di assemblaggio richiede molto automazione, ma l'ultima stazione della tavola rotante richiedeva una soluzione molto speciale. È qui che l'alloggiamento, con un diametro inferiore a 10 millimetri, deve essere abbassato e fissato all'unità sensore completamente assemblata. Durante il processo, i perni di contatto sottili 0,6 mm devono essere guidati attraverso le aperture nel guscio. La precisione richiesta al robot in questo processo è inferiore a 10 μm.

L'attività di assemblaggio qui descritta potrebbe normalmente escludere l'uso di robot nella cella, poiché una precisione inferiore a 10 μm non è raggiungibile con nessun robot di serie, nemmeno con il TX2-40 ad alta precisione a cui Stäubli attribuisce una ripetibilità di ± 20 μm. Tuttavia, la tecnologia di azionamento JCS di prima classe del robot Stäubli TX2 ha permesso di ottenere una maggiore precisione attraverso una messa a punto mirata.

Concetto di manutenzione appositamente adattato

La precisione eccezionalmente elevata significa anche che le normali routine di manutenzione non sarebbero appropriate. Se la manutenzione venisse eseguita solo su base annuale standard o in caso di intervento non pianificato, la precisione andrebbe persa. Il robot dovrebbe essere completamente ricalibrato, cosa che può essere eseguita solo internamente da Bosch su uno speciale sistema di misurazione.

Per poter reagire rapidamente in circostanze in cui è necessaria l'assistenza, Stäubli e Bosch hanno sviluppato congiuntamente un concetto di manutenzione personalizzato. Bosch tiene a portata di mano un robot di design identico, che viene revisionato per la prima volta da Stäubli. Successivamente, gli ingranaggi vengono regolati e misurati con precisione utilizzando la tecnologia laser. Il robot viene quindi ottimizzato con precisione da Bosch. Di conseguenza, è pronto per l'uso immediato in qualsiasi momento.

UTILIZZO DEL CLIENTE

Montaggio sicuro in uno spazio compatto

Dopo un intervallo di manutenzione definito con precisione, i due robot vengono scambiati. Questo crea i presupposti per una produzione di qualità ininterrotta e affidabile dal punto di vista del processo.

Altre caratteristiche della stazione di assemblaggio dei sensori includono un design eccezionalmente compatto e la conformità ESD di tutti i componenti, compresi i robot. Dopotutto, i componenti elettronici qui assemblati funzionano con basse tensioni e correnti e sono di conseguenza sensibili.

L'uso dei robot Stäubli nello stabilimento Bosch di Bamberg non fa eccezione. I robot Stäubli sono sempre l'opzione preferita. E questo si è dimostrato anche il caso di questo straordinario sistema, che funziona meglio di quanto qualsiasi robot ad alta precisione dovrebbe essere in grado di fare. Con questo sistema di assemblaggio, Bosch e Stäubli hanno aperto nuovi orizzonti e dimostrato come lavorare in partnership possa spingere i limiti di ciò che è tecnicamente fattibile. Come risultato di questa collaborazione, il sistema funziona in modo stabile e altamente produttivo con un tasso di errore estremamente basso, nonostante le specifiche di precisione eccezionalmente esigenti.

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