Przekraczanie granic możliwości technologicznych

Produkcja modułów czujników do silników wysokoprężnych wymaga wysoce zaawansowanych rozwiązań automatyzacji, zdolnych do obsługi ultrazminiaturyzowanych komponentów. W swoim zakładzie w Bambergu w Niemczech Bosch pracuje nad sprostaniem temu wyzwaniu dzięki precyzyjnym robotom i inteligentnej strategii serwisowej.

WYZWANIE

Wysoce złożony precyzyjny montaż czujników

W zakładzie Bosch w Bambergu zaawansowane procesy montażu miniaturowych komponentów odgrywają kluczową rolę w produkcji wtryskiwaczy common rail, dysz oraz czujników stosowanych w systemach wtryskowych silników wysokoprężnych. Jednym z głównych etapów produkcji jest również montaż modułów czujników – proces niezwykle złożony, który stawia najwyższe wymagania wobec robotyki i wymaga nowatorskiego podejścia do serwisu.

Już pobieżne spojrzenie na stół obrotowy z indeksacją, na którym odbywa się zarówno montaż, jak i kontrola jakości, pokazuje skalę złożoności tej komórki produkcyjnej. W bardzo ograniczonej przestrzeni zainstalowano pięć robotów Stäubli oraz 18 systemów wizyjnych, z czego trzy kamery umieszczono na osiach NC, co zapewnia im mobilność.

Gniazda montażowe stołu obrotowego są zaopatrywane w odpowiednie komponenty przez szybkie i precyzyjne sześcioosiowe roboty Stäubli TX2. Części trafiają do komórki za pomocą automatycznych podajników, a kamery przekazują robotom dokładne pozycje chwytania. Również precyzyjne umieszczanie miniaturowych elementów w gniazdach stołu jest monitorowane przez systemy wizyjne. Oznacza to, że już na etapie załadunku każdy ruch jest dokładnie kontrolowany i dokumentowany, co pozwala osiągnąć montaż bezbłędny (zero-defektów).

ROZWIĄZANIE

Ekstremalne wymagania: powtarzalność poniżej 10 μm

Każdy pojedynczy etap montażu stawia wysokie wymagania w zakresie automatyzacji, ale ostatnia stacja na obrotowym stole podziałowym wymagała bardzo specjalnego rozwiązania. W tym miejscu obudowa o średnicy mniejszej niż 10 milimetrów musi zostać opuszczona i przymocowana do w pełni zmontowanego modułu czujnika. W tym procesie cienkie kołki kontaktowe o średnicy 0,6 mm muszą zostać poprowadzone przez otwory w obudowie. Precyzja wymagana od robota w tym procesie wynosi poniżej 10 μm.

Opisane tutaj zadanie montażowe może zwykle wykluczać użycie robotów w komórce, ponieważ dokładność poniżej 10 μm nie jest osiągalna przez żadnego robota produkowanego seryjnie, nawet przez bardzo precyzyjny TX2-40, któremu Stäubli przypisuje powtarzalność ± 20 μm. Jednak pierwszorzędna technologia napędu JCS robota Stäubli TX2 pozwoliła na osiągnięcie zwiększonej precyzji dzięki ukierunkowanemu dostrajaniu.

Specjalnie dostosowana koncepcja konserwacji

Wyjątkowo wysoka precyzja oznacza również, że normalne procedury konserwacji nie byłyby odpowiednie. Gdyby serwisowanie odbywało się tylko w standardowym cyklu rocznym lub w przypadku nieplanowanej interwencji, precyzja zostałaby utracona. Robot musiałby zostać całkowicie ponownie skalibrowany – co można wykonać tylko we własnym zakresie w firmie Bosch za pomocą specjalnego systemu pomiarowego.

Aby móc szybko reagować w sytuacjach, w których wymagany jest serwis, Stäubli i Bosch wspólnie opracowały indywidualną koncepcję konserwacji. Bosch ma pod ręką robota o identycznej konstrukcji, który jest najpierw serwisowany w Stäubli. Następnie koła zębate są precyzyjnie regulowane i mierzone za pomocą technologii laserowej. Robot jest następnie precyzyjnie optymalizowany w firmie Bosch. Dzięki temu jest gotowy do natychmiastowego użycia w każdej chwili.

UŻYTKOWANIE PRZEZ KLIENTA

Bezpieczny montaż w kompaktowej przestrzeni

Po precyzyjnie określonym interwale konserwacyjnym oba roboty są wymieniane. Stwarza to warunek wstępny dla nieprzerwanej i niezawodnej produkcji wysokiej jakości.

Inne cechy stanowiska montażu czujników to wyjątkowo kompaktowa konstrukcja i zgodność wszystkich komponentów, w tym robotów, z ESD. W końcu montowane tutaj elementy elektroniczne działają z niskimi napięciami i prądami i są odpowiednio czułe.

Zastosowanie robotów Stäubli w fabryce Bosch w Bambergu nie jest bynajmniej wyjątkiem. Roboty Stäubli są tutaj zawsze preferowaną opcją. Okazało się, że tak jest również w przypadku tego niezwykłego systemu, który działa lepiej, niż powinien być w stanie zrobić jakikolwiek precyzyjny robot. Dzięki temu systemowi montażowemu firmy Bosch i Stäubli otworzyły nowe możliwości i pokazały, że współpraca partnerska może przesuwać granice tego, co jest technicznie wykonalne. W wyniku tego wspólnego przedsięwzięcia system działa stabilnie i bardzo wydajnie z wyjątkowo niskim wskaźnikiem błędów, pomimo wyjątkowo wymagających specyfikacji precyzji.

DOWIEDZ SIĘ WIĘCEJ O NASZYCH PRODUKTACH