Více než 20% úspora materiálu je pouze jednou z mnoha výhod, které nabízí stehové housenky v porovnání s běžnou aplikací housenky. Podívejte se, jak můžete posunout produktivitu, bezpečnost a kvalitu svého hybridního procesu spojování na další úroveň – to vše při snížení celkových nákladů.
V době potřeby lehkých konstrukcí a návrhů spojů z více materiálů je hybridní spojování jedním z hlavních trendů v automobilových karosárnách. Při hybridním spojování se vysoce pevná lepidla pro strukturální lepení kombinují s dalšími spojovacími technologiemi, jako je bodové svařování, upevňování samořezným vrtáním nebo samoděrovací nýtování. To přináší tyto hlavní výhody:
- Vyšší konstrukční pevnost a tuhost zlepšuje jízdní vlastnosti a bezpečnost při nárazu
- Lepší korozivzdornost spoje
- Díky vysoce pevným lepidlům lze snížit počet míst svarů
Squeeze-out of adhesive at weld spots
Výzvy při hybridním spojování
Kombinace dávkování lepidla a dalších technik spojování přináší řadu výzev. Při svařování nebo nýtování může dojít k vytlačení lepicího materiálu. To vede k plýtvání materiálem a zbytečným opravám. Při použití bodového svařování je lepidlo zničeno teplem svařovacího procesu, což může vést k vzniku toxických výparů. Kromě toho je vyžadován větší svařovací proud a systém potřebuje více času na provaření. Běžné chybové vzorce:
Blow-out: destroyed adhesive at weld spots
- Vytlačení: V místech svarů nebo nýtů je vytlačen lepicí materiál. Tím dochází ke kontaminaci lázně KTL a následným opravám a plýtvání materiálem.
- Výron: Pokud během bodového svařování dojde k rozpuštění lepidla při procesu zahřívání, může dojít k jeho výronu. To může vést ke korozi a slabému spoji.
Problém řeší stehová aplikace
Stehová aplikace vytváří v materiálu mezery v oblasti spalovacího okruhu v místech svarů.
Společnost Atlas Copco nabízí vzor aplikace, který je speciálně vyvinut pro hybridní spojování a řeší tyto problémy. Takzvaná stehová housenka je přerušovaná aplikace s definovanými mezerami mezi materiály v oblastech svarů, která nabízí řadu výhod:
- Šetří lepicí materiál a náklady.
- Přesná aplikace eliminuje opravy způsobené vytlačením materiálu v místech svarů.
- Při použití s bodovým svařováním nejsou přítomny toxické výpary; tzn. nejsou nutné systémy odsávání vzduchu.
- Méně lepidla znamená menší hmotnost a nižší emise CO2.
Pomocí řešení s využitím stehové housenky je možné dosáhnout až 22% úspor materiálu
Potenciální úspory materiálu jsou obrovské. Jako příklad je možné použít výpočet pro aplikace na bočním panelu, který má 54 míst svarů na vstupu předních dveří a 44 na vstupu zadních dveří, tedy celkem 98 míst svarů. Když aplikujete běžnou spojitou housenku o průměru 3 mm, je použitý objem materiálu celkem 38 cm³. Při použití stehové housenky s mezerou 12 mm ušetříte až 0,0848 cm³ materiálu na jedno místo svaru. S 98 místy svarů ušetříte 8,3 cm³ na boční panel – to je 22% úspora materiálu.
Material savings with stitch bead
Možnosti úspor – stehová aplikace
| Příklad výpočtu | |
|---|---|
| Průměr housenky | 3 mm |
| Mezera v lepidle | 12 mm |
| Úspory materiálu na jeden svar: | 0,15 cm × 0,15 cm × 3,14 × 1,2 cm = 0,0848 cm³ |
| Úspory materiálu na boční panel (98 míst svarů): | 98 × 0,0848 cm³ = 8,3 cm³ |
| Úspory materiálu na karoserii vozidla: | 2 × 8,3 cm³ = 16,6 cm³ |
| Úspory materiálu za den (1000 automobilových karoserií): | 16,6 cm³ × 1,355 g/cm³ = 22,5 kg |
| Úspora nákladů za den: | 22,5 kg × 14 €/kg = 315 € (pouze boční panely) |
| Úspory nákladů za rok: | 315 € × 225 = cca 70 875 € (pouze boční panely) |
Výzvy při procesu stehové aplikace: rychlost a flexibilita robota
Výhody stehových housenek při hybridním spojování jsou výjimečné v porovnání s běžnými aplikacemi spojitých housenek. Proces aplikace však zahrnuje významné výzvy, co se týče rychlosti robota a flexibility aplikace. Velkoobjemové výrobní linky vyžadují rychlost robota až 500 mm/s a vyšší. Geometrie automobilů jsou navíc stále složitější. Velikost housenek a mezer musí být volně definovatelná – a housenky musí být přesně a spolehlivě aplikovány na příslušné části automobilu. Doba přepnutí mezi robotem, řízením systému a aplikátorem však zpožďuje reakci jehly ventilu, který otevírá a zavírá trysku. V tomto bodu běžné aplikační systémy dosahují svých limitů.
Relation of switching time and robot spead in stitch bead applications
Příklad: Požadovaná doba přepnutí při rychlosti robota 350 mm/s:
- 34,2 ms při 12mm aplikaci nebo mezeře
- 28,5 ms při 10mm aplikaci nebo mezeře
- 22,8 ms při 8mm aplikaci nebo mezeře
Učení pomocí ovládání robota
V mnoha průmyslových dávkovacích systémech je nutné stehovou housenku naprogramovat na řídicí jednotce robota, přičemž délku housenky a délku mezery je třeba zadat ručně. Doba přepnutí musí být sladěna s rychlostí robota, jinak by délky housenek a mezer neodpovídaly specifikaci v mm. To vyžaduje vysoké programovací úsilí, což vede k vyšším nákladům.
Realizace prostřednictvím řízení systému
Moderní průmyslové systémy pro dávkování lepidla z produktové řady SCA společnosti Atlas Copco nabízejí speciální software pro stehové aplikace. Délku housenky a mezery lze zadat přímo do systému řízení aplikace. Ovládání robota spustí aplikaci pouze při signálu „aplikátor otevřen“. Řídicí jednotka samostatně spouští ventil podle stanovených délek housenek a mezer a rychlosti robota. Zpětná vazba se provádí prostřednictvím snímače polohy a je zahrnuta do výpočtu. Programátor robota musí řídit pouze rychlost aplikace, spouštěcí signál a dráhu robota. Všechny ostatní signály pro aplikátor jsou zpracovány v rámci řízení aplikace.
Výhody softwarového programování:
- Automatizované stanovení dob přepnutí
- Přesné spuštění ventilu aplikátoru
- Vysoká flexibilita: V rámci jednoho programu je možné vytvořit až 128 sekvencí (housenka a mezera)
- Nízké programovací nároky a riziko chyb obsluhy
Příklad: Vysokorychlostní stehová housenka
Asijský výrobce automobilů se rozhodl zkombinovat lepidlo s vysokou pevností s bodovým svařováním u vnitřního rámu, rámu podlahy, středního tunelu, palubní desky a podběhu kola nové platformy vozidel. Cílem bylo zlepšit tuhost, odolnost proti nárazům a celkový zážitek z jízdy. Interní šetření prokázalo, že se jízdní vlastnosti vozidla výrazně zlepšily s využitím až 50 metrů lepidla ve spodní části karoserie. Bylo potvrzeno, že stehová housenka je pro toto řešení spojování nejvhodnější. Umožňuje širokou distribuci mezi místy svaru ve skupině spodní části karoserie bez překročení 70metrového optima.
High-speed pneumatic stitch bead applicator for heated and unheated materials.
Požadavkem výrobce OEM byla rychlost robota nejméně 500 mm/s – bez snížení kvality aplikace a spolehlivosti procesu. Pro tohoto klienta vyvinula společnost Atlas Copco speciální aplikátor, který zajistí spolehlivý vysokorychlostní proces podle specifikace zákazníka. Řešením je pneumatický aplikátor s dvojčinným válcem a mimořádně rychlým přepínáním vzduchových ventilů. Za účelem urychlení zdvihu jehly společnost Atlas Copco přepracovala a zvětšila otvory ventilů. Díky tomu může při otevírání a zavírání trysky vzduch unikat rychleji. Dnes provozuje asijský výrobce OEM více než 100 systémů od společnosti Atlas Copco na výrobní lince karoserií a již se společností Atlas Copco pracuje na dalším zvýšení rychlosti robota.
Shrnutí: Proč byste měli investovat do řešení s využitím stehových housenek
Stehové housenky představují skutečné řešení problémů při hybridním spojování, zejména v kombinaci s bodovým svařováním. Díky až 20% úspoře materiálu lze dosáhnout významného snížení nákladů a mnoha dalších výhod, které zvýší vaši produktivitu, bezpečnost a kvalitu – a sníží vaše celkové náklady. Rychlost robota však může představovat v procesu aplikace výzvu. Vzhledem k vysokým požadavkům v tomto odvětví řada běžných dávkovacích systémů dosahuje svých limitů. Společnost Atlas Copco vyvinula speciální vysokorychlostní aplikátor, který je vhodný pro rychlost robota 500 mm/s a vyšší. Speciální software současně snižuje nároky na programování.
Získejte více informací o našich inovativních dávkovacích řešeních lepení pro karosárny
