최초의 전동식 "마차"가 거리와 길에서 사용된 이래로, 조명 기술에는 다양한 일이 일어났습니다. 자동차 역사 초창기에는 측면이나 보닛에 부착된 랜턴이 일반적이었습니다. 이것은 이후 전동 램프로 교체되었습니다. 랜턴의 경우 "초점"이라는 용어는 여전히 문자 그대로 사용됩니다. 실제로 연소하는 광원(대부분 카바이드 램프)에서 나온 표현이죠.
1908년에는 눈부심 방지 장치가 추가로 제작되었습니다. 보덴 케이블을 사용하여 가스 불꽃을 리플렉터의 초점에서 벗어나게 하는 레버가 이에 추가되었습니다. 약 100년 후인 지금, 세상은 완전히 다른 방식으로 비춰집니다. 이것은 더 이상 연소가 아닌 "빛" 그 자체가 되었습니다. 요즘에는 새로운 기술과 강력한 LED 램프로 말 그대로 몇 "광년"을 지나온 것 같은 헤드라이트를 사용하고 있습니다. 그러나 이를 위해서는 차량의 민감한 부품 제조에 필요한 정밀도를 보장하기 위해 혁신적인 부품 또는 완전 자동화 생산 시스템이 필요합니다. 이것은 Vescon의 숙련된 시스템 디자이너를 위한 과업이라고 할 수 있습니다.
Vescon Systemtechnik GmbH는 Graz 인근의 Gleisdorf에 위치합니다. 자동화 및 프로세스 엔지니어링에서 에너지 기술 및 소프트웨어 개발에 이르기까지 다양한 프로젝트가 여기에서 구현됩니다. 자동차 공급업체인 ZKW 그룹의 슬로바키아 공장을 위해 특별히 제작된 이러한 세심한 자동화 및 공정 기술 솔루션 중 하나는 전체 LED 헤드라이트 생산에 사용됩니다. 이 LED 조명 모듈은 LED의 소위 "매트릭스 배열"과 개별 LED 세그먼트를 어둡게 하는 옵션으로 다른 도로 사용자의 눈부심을 방지하는 동시에, 최적의 조명을 보장하는 LED 조명 모듈입니다.
시각 센서를 통해 다가오는 차량 또는 선행 차량을 감지하고 교통 상황에 따라 세그먼트를 선택적으로 켜거나 끕니다. 조명 시나리오 사이의 조정된 전환은 하이빔에서 로우빔으로 전환하는 것과 같이 갑작스러운 조명 변화 없이 운전자를 위해 균일하고 최적화된 도로 조명을 제공합니다. 이로써 운전자의 눈이 새로운 조명 설정에 쉽게 적응할 수 있습니다. 나머지 영역은 상향등에 의해 밝게 비춰지기 때문에 능동적인 안전을 확보할 수 있습니다.
설계 과정에서, 다루기 까다로운 2성분 써멀 그리스 도포와 같은 다양한 공정을 고려해야 했습니다. Vescon Systemtechnik GmbH의 프로젝트 관리자인 Christoph Legat는 "페이스트는 매우 빠르게 경화됩니다. 따라서 설계 단계에서도 프로세스에서 이른바 가사 시간을 초과하지 않도록 주의해야 했습니다. 이것은 반응성 재료가 얼마나 오래 처리될 수 있는지, 즉, 이와 경우 재료가 너무 많이 경화되기 전에 LED 구성요소를 페이스트에 배치할 수 있는 시간을 나타냅니다."
강력한 LED는 열을 생성하기 때문에 열전도 그리스가 필요합니다. 완성된 헤드라이트 모듈에서 작은 팬은 열이 헤드라이트 전면으로 전달되도록 하여 헤드라이트의 제빙 및 제상 동작 역시 지원합니다. "열전도 그리스를 원하는 모든 표면에 실제로 도포했는지 확인하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 일부 영역에서 과열이 발생할 수 있습니다. 이것은 의심할 여지 없이 이 시스템이 직면한 특수한 과제 중 하나였습니다." 프로젝트 관리자인 Legat이 이렇게 말합니다.
두 번째로, 헤드라이트 조립 시스템에서 기술적으로 특히 어려운 부분은 핫 리벳팅입니다. 정밀하게 조정된 온도를 사용하여 플라스틱 돔을 변형해 리벳 헤드를 만듭니다. Christoph Legat은 이렇게 말합니다. "이 리벳 헤드는 리플렉터에 위치하며 리벳 헤드와 히트 싱크의 회로 기판을 절대적으로 안정적이며 안전하게 유지해야 합니다. 리벳팅은 최종 진동 테스트 또는 실제 사용 중, 부품이 흔들리는 틈이 생기지 않도록 정밀해야 합니다. 최악의 경우 주행 중 조명 형태에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다."
Festo의 고객은 여러 운영자가 사용하고 있는 직접 개입이 존재하는 부분 자동화 솔루션을 선택했습니다. 이 경우, 더 적은 투자로 더 큰 유연성을 가능하게 하며, 동시에 제조업체가 다른 구성 요소 또는 제품 변형을 더 쉽게 고려할 수 있도록 합니다. 수동 조작에도 불구하고 전체 시스템은 컨트롤러에 의해 단계별로 모니터링됩니다. 상위 수준의 데이터베이스는 모든 제품 데이터와 각각의 헤드라이트의 생산 공정에 대한 정보를 관리합니다. 따라서 각각의 헤드라이트는 제조 공정이 완료 시, 정확하게 추적할 수 있습니다.
첫 번째 단계에서 작업자는 헤드라이트 하우징을 제거하고 첫 번째 처리 스테이션에 배치합니다. 그런 다음 생산할 유형 또는 모델을 선택합니다. "눈에 띄는 예시는, 유럽 시장이 아닌 다른 시장에서 사용할 다른 차량용 헤드라이트입니다. 해당 지역의 법률 규정에 따라 지시등과 주간 주행등으로 전환해야 하므로, 다른 지시등 모듈이 이를 위해 사용되는 경우도 있습니다." Legat이 이처럼 설명합니다.
각 작업자는 2~3종류의 조립 스테이션에서 작업하며, 잠금 실린더는 공작물을 안전하게 고정합니다. 이것은 제자리에 고정될 뿐만 아니라, 필요한 모든 처리 단계가 적절하게 수행되었을 때 제거할 수 있도록 구성 요소의 고정을 다시 해제합니다. 작업자는 다양한 구성 요소를 배치하고 헤드라이트를 동반하여 최초의 완전 자동화된 처리 스테이션에서 써멀 그리스를 적용합니다. 여기에서 헤드라이트에는 이미 모든 케이블, 조정 시스템 및 상향등 모듈이 장착되어 있습니다. 이제 Festo Technic and Application Center의 전문가가 Vescon 시스템에 제공한 바로 설치할 수 있는 3축 핸들링 시스템이 사용됩니다.
기본 축은 연결 샤프트 및 공간 절약형 앵귤러 기어를 통해 동기화된 250mm 스트로크의 EGC-120 유형의 톱니형 벨트 축 2개를 형성합니다. Y축은 견고한 이중 가이드, 유형 EGC-HD-160-TB가 있는 중부하 작업용 축입니다. 스트로크가 100mm인 EGSL-BS-75 전동 슬라이드(정밀한 볼 케이지 가이드가 있는 스핀들 드라이브)가 Z방향으로 작동합니다. 모든 축에는 서보 드라이브 패키지가 장착되어 있습니다. Profibus 인터페이스 및 안전 모듈이 있는 CMMP-M3 유형의 프리미엄 모터 컨트롤러 3개가 컨트롤러 역할을 합니다. 모든 것이 Festo에서 하위 시스템으로 설계 및 구축되었으며 관련 문서를 포함하여, 기능 보증과 함께 제공되었습니다.
즉시 설치 가능한 핸들링으로 2성분 써멀 그리스가 고르게 도포됩니다.
작업자가 냉각 소자(리플렉터를 수용할 수 있는 구멍이 있음)를 스테이션에 배치하면 Festo 핸들링을 통해 써멀 그리스가 양쪽에 완전히 자동으로 도포됩니다. 이것은 항상 올바른 경로의 2K 디스펜싱 시스템을 정확한 위치로 가져옵니다. 다음 단계에서는 냉각 소자에 5개의 LED가 있는 PCB를 써멀 그리스에 배치합니다. 그 다음에는 최적의 위치 결정을 위한 가이드 핀이 있는 리플렉터가 장착됩니다. 이 작업이 완료되면, 작업자는 전체 냉각 소자를 제거하고 이동을 위해 다른 Festo 핸들링이 리벳 헤드 공구를 다음 스테이션으로 가져갑니다.
두 개의 톱니형 벨트 축, EGC-80 유형, 가이드 슬라이드, 연결 샤프트를 통해 동기화되고 공간 절약형 앵귤러 기어(x축)가 여기에 사용됩니다. 또한 견고한 이중 가이드 유형 EGC-HD-160-BS(Y축) 및 플랜지 기어 유형 PLFN이 있는 중부하 작업용 축이 있습니다. 모든 축에는 멀티 턴 엔코더가 있는 서보 드라이브 패키지가 장착되어 있습니다.
프로젝트 관리자인 Legat은 바로 설치할 수 있는 처리 솔루션에 대해 열정적으로 이렇게 말합니다. "당사는 특성 데이터만 확인하여 전달했고, 하중과 이동해야 하는 경로 또는 트랙을 정의한 후에는 더 이상 시스템의 이 부분에 대해 걱정할 필요가 없었습니다. Festo가 전체 시스템 설계를 위해 제공한 CAD 데이터 사용을 통해, 작업이 훨씬 쉬워졌습니다."
핸들링 유닛에 장착된 리벳 헤드 공구는 VTUG에 의해 제어되는 ADN 실린더의 마지막 부분으로 전달됩니다. 리벳팅 전에 리플렉터의 핀 길이를 확인하고 실린더의 SMAT 위치 트랜스미터를 사용하여 올바른 최종 위치를 확인합니다. 핀의 길이가 맞으면 리벳 헤드 공구에 의해 돌출된 끝이 열을 통해 리벳 헤드로 성형됩니다. 이는 차량 수명 동안 민감한 개별 부품을 제자리에 고정하는 영구적인 연결을 생성합니다. 냉각 소자, PCB 및 리벳이 있는 리플렉터로 구성된 전체 구성 요소는 이제 작업자가 제거하여 헤드라이트에 설치합니다.
구성 요소가 단단히 장착되었는지 확인하기 위해, 헤드라이트가 배출 테스트 스테이션으로 이동합니다. 여기서 후크는 공압 회전식 리프트 드라이브를 통해 모듈 아래로 이동한 다음, 이를 당겨서 단단히 장착되었는지 확인합니다. 이후, 조명 설정 스테이션으로 이동합니다. 작업자는 헤드라이트를 회전판에 놓습니다. 헤드라이트에 장력이 가해지고, 플레이트가 작업 위치로 회전됩니다. 그러면 헤드라이트에 접촉할 수 있으며, 카메라를 사용하여 다양한 조명 이미지와 플래싱 모듈을 확인할 수 있습니다. 또한 여기에서 조명 모듈의 올바른 위치를 확인하고, 자동차 정비소에서와 같이 이상적인 수준으로 조정합니다.
그런 다음 전체 기술을 커버하는 디자인 패널이 설치되고, 실리콘 무함유 핫멜트 접착제를 사용하여 외부 투명 렌즈(헤드라이트 전면)를 접착 셀에 접착합니다. 부품은 특정 시간 내에서만 접착제와 최적으로 연결될 수 있으므로, 시간이 매우 중요한 프로세스입니다. 표면 장력을 줄이기 위해 예열하고 접착제를 도포한 후, 로봇은 렌즈를 헤드라이트 하우징에 누릅니다. 그런 다음 헤드라이트의 누출 여부를 테스트합니다. 이것을 통과하면 또 다른 혁신적인 광원이 세계를 여행할 준비를 완료한 것입니다.