Odkar so po cestah in poteh vozile prve motorizirane "kočije", se je na področju tehnologije razsvetljave veliko spremenilo. Na začetku avtomobilske zgodovine so bile običajne laterne, nameščene ob strani ali na pokrovu motorja, ki so jih pozneje zamenjale električno gnane svetilke. V primeru svetilk je izraz "žarišče" še vedno mogoče razumeti dobesedno in izhaja neposredno iz dejanskega vira svetlobe, ki je gorel – običajno so to karbidne sijalke.
Leta 1908 je bila konstruirana dodatna naprava za zatemnitev: z Bowdenovim kablom je bilo mogoče upravljati vzvod, ki je premaknil plinski plamen iz žarišča reflektorja. Približno 100 let pozneje je svet videti popolnoma drugače – "postal" je svetloba. Z novimi tehnologijami in zmogljivimi svetlobnimi viri LED smo dobesedno "svetlobna leta" naprej. Vendar so za to potrebne inovativne delno ali popolnoma avtomatizirane proizvodne naprave, ki zagotavljajo natančnost, potrebno za izdelavo teh občutljivih delov vozila. Naloga za izkušene inženirje sistemov podjetja Vescon.
Podjetje Vescon Systemtechnik GmbH ima sedež v Gleisdorfu pri Gradcu. Tu se izvajajo najrazličnejši projekti od avtomatizacije in procesnega inženiringa do energetske tehnologije in razvoja programske opreme. Ena od teh izpopolnjenih rešitev za avtomatizacijo in procesni inženiring, izdelana posebej za slovaško tovarno avtomobilskega dobavitelja ZKW Group, se uporablja za izdelavo žarometa s polno LED-lučjo. Gre za svetlobni modul LED, ki s tako imenovano "matrično razporeditvijo" LED-luči in možnostjo zatemnitve posameznih segmentov LED preprečuje zaslepitev drugih udeležencev v prometu, hkrati pa zagotavlja optimalno osvetljeno cesto.
Prihajajoča ali predhodna vozila se zaznajo z vizualnimi senzorji, segmenti pa se selektivno vklopijo ali izklopijo glede na promet. Usklajeni prehodi med svetlobnimi scenariji vozniku zagotavljajo homogeno in optimalno osvetlitev ceste brez nenadne spremembe svetlobe, ki je znana pri preklopu z dolgih na kratke luči. Tako se tudi oči na krmilu lažje prilagodijo novi nastavitvi svetlobe. To je prednost aktivne varnosti, saj ostala okolica ostane jasno osvetljena z dolgimi lučmi.
Pri zasnovi je bilo treba upoštevati postopke, kot je na primer težko obvladljiv nanos dvokomponentne toplotne paste. Christoph Legat, projektni vodja pri podjetju Vescon Systemtechnik GmbH: "Pasta se zelo hitro strjuje. Zato smo morali že med gradnjo poskrbeti, da tako imenovana življenjska doba lonca ni bila presežena. To kaže, kako dolgo se lahko reaktivni material obdeluje ali – v tem primeru – kako dolgo lahko komponente LED namestite v pasto, preden se material preveč strdi."
Toplotna pasta je tu potrebna, saj močne LED-diode proizvajajo toploto, ki jo je treba odvajati. V dokončanem modulu žarometa majhni ventilatorji dodatno zagotavljajo, da se toplota odvaja na sprednjo stran žarometa, kar prav tako podpira odmrzovanje in odtajanje žarometa. "Pomembno je preveriti, ali je bila toplotna pasta dejansko nanesena na vse želene površine v pravilnem odmerku, saj lahko v nasprotnem primeru na nekaterih mestih pride do pregrevanja. To je bil nedvomno eden od posebnih izzivov te namestitve," pravi vodja projekta Legat.
Drugi, tehnično posebno zahteven del sistema za sestavljanje žarometov je vroče kovičenje. Pri tem postopku se plastična kupola z natančno nastavljeno temperaturo deformira, tako da se oblikuje glava zakovice. Christoph Legat: "Ta zakovica je nameščena na reflektorju in mora držati reflektor in tiskanino na hladilnem telesu popolnoma stabilno in varno. Zakovice morajo biti tako natančne, da ni vrzeli, ki bi lahko povzročila nihanje sestavnih delov med končnim preizkusom tresenja ali pri dejanski uporabi, saj bi to v najslabšem primeru lahko vplivalo na svetlobno sliko med vožnjo."
Stranka se je pri tem odločila za delno avtomatizirano rešitev, pri čemer ji še vedno pomaga več operaterjev. V tem primeru je to po eni strani omogočilo večjo prilagodljivost z manjšo naložbo, po drugi strani pa lahko proizvajalec lažje upošteva različne komponente ali različice izdelka. Kljub ročni manipulaciji celotni sistem po korakih nadzoruje krmilnik. Podatkovna zbirka upravlja vse podatke o izdelku in informacije o proizvodnem procesu vsakega reflektorja. Vsak žaromet je zato na koncu proizvodnega procesa natančno sledljiv.
Pri prvem koraku upravljavec odstrani ohišje žarometa in ga postavi na prvo obdelovalno postajo. Nato izbere tip oz. različico, ki jo bo izdelal. "Nazoren primer je žaromet, namenjen vozilu, ki prihaja na druge, tj. neevropske trge. V nekaterih primerih se tu uporabljajo drugi moduli smernikov, saj lokalni zakonski predpisi zahtevajo preklapljanje med smerniki in dnevnimi lučmi," pojasnjuje Legat.
Vsak operater dela na dveh do treh različnih montažnih postajah, blokirni valji pa poskrbijo, da so obdelovanci dobro pritrjeni. Vendar pa ti ne le pritrdijo sestavni del na mesto, temveč ga tudi sprostijo za odstranitev šele, ko so pravilno izvedeni vsi potrebni postopki obdelave. Operater tako postavi različne komponente in spremlja reflektor do prve popolnoma avtomatizirane obdelovalne postaje – nanosa toplotno prevodne paste. Na žarometu so že vse napeljave, sistem za nastavitev in modul za dolgi svetlobni pramen. Zdaj se uporabi triosni sistem za rokovanje, ki so ga strokovnjaki iz Centra za tehniko in aplikacije Festo dobavili pripravljenega za namestitev neposredno na sistem podjetja Vescon.
Osnovni osi sta dve gredi zobatega jermena tipa EGC-120 s hodom 250 mm, sinhronizirani prek povezovalne gredi, in s prostorsko varčnim kotnim reduktorjem. Os y je os za velike obremenitve z robustnim dvojnim vodilom tipa EGC-HD-160-TB. V smeri z opravlja svoje delo električni drsnik EGSL-BS-75 s 100 mm hoda (pogon vretena z natančnim vodilom kroglične kletke). Vse osi so opremljene s paketi servopogonov. Kot krmilniki delujejo trije vrhunski krmilniki motorjev tipa CMMP-M3 z vmesnikom Profibus in varnostnim modulom. Festo je vse skupaj zasnoval in izdelal kot podsistem ter dobavil z garancijo za delovanje – vključno z dokumentacijo.
Manipulacijska enota, ki je dobavljena pripravljena za vgradnjo , zagotavlja enakomeren nanos dvokomponentne toplotno prevodne paste.
Upravljavec položi hladilno telo (z luknjami za namestitev reflektorjev) na postajo, termalna pasta pa se na obeh straneh popolnoma samodejno nanese s pomočjo manipulacijskega sistema Festo. 2K-dozirni sistem vedno postavi na pravo mesto na pravi progi. Naslednji korak je postavitev tiskanine s petimi LED-lučmi na hladilno telo v pasti. Sledi namestitev reflektorjev, na katerih so vodilni zatiči za optimalno namestitev. Ko je to opravljeno, operater odstrani celotno hladilno telo in ga odnese na naslednjo postajo, kjer drugi manipulacijski sistem Festo poskrbi za premikanje orodij z glavo zakovice.
Tu se uporabljata dve gredi zobatega jermena tipa EGC-80 z vodilnimi drsniki, ki sta sinhronizirani prek povezovalne gredi, s prostorsko varčnim kotnim reduktorjem (os x). Prav tako sta na voljo os za velike obremenitve z robustnim dvojnim vodilom tipa EGC-HD-160-BS (os y) in prirobnični reduktor tipa PLFN. Vse osi so opremljene s paketi servopogonov z večopravilnimi kodirniki.
Vodja projekta Legat je navdušen nad rešitvami, ki so pripravljene za namestitev: "Vse, kar smo morali storiti, je bilo sporočiti podatke o značilnostih, določiti obremenitve in poti ali pasove, ki jih je treba prevoziti, in o tem delu sistema nam sploh ni bilo treba razmišljati. Veliko zmanjšanje delovne obremenitve – prav tako kot uporaba podatkov CAD o manipulacijah, ki nam jih je za načrtovanje celotnega sistema posredovalo podjetje Festo."
Orodjem z glavo za kovičenje, nameščenim na manipulacijski enoti, zadnji kos podajo valji ADN, krmiljeni s sistemom VTUG. Nadzor dolžine zatiča na reflektorjih pred kovičenjem in pravilnega končnega položaja se izvaja s pomočjo oddajnikov položaja SMAT, ki so nameščeni na valjih. Če dolžina zatiča ustreza, se njegov štrleči konec z orodji z glavo za kovičenje toplotno oblikuje v glavo zakovice. Tako se ustvarijo trajne povezave, ki občutljive posamezne dele držijo na mestu vse do konca življenjske dobe vozila. Končni sestavni del, sestavljen iz hladilnega telesa, tiskanine in zakovičenih reflektorjev, upravljavec odstrani in ga namesti v žaromet.
Da bi preverili tesno prileganje sestavnih delov, reflektor vstopi na preizkusno postajo za izvlek, kjer se pod modulom s pnevmatskimi vrtljivimi dvižnimi pogoni premaknejo kavlji, da se nato s potegom preveri njegovo tesno prileganje. Nato gre na postajo za nastavitev svetlobe. Upravljavec postavi reflektor na vrtljivo ploščo. Reflektor je vpet, plošča pa se zavrti v delovni položaj. Zatem se lahko dotaknete žarometa in s kamerami preverite najrazličnejše svetlobne slike in utripajoči modul. Poleg tega se tu preveri pravilni položaj svetlobnega modula in – podobno kot v avtomobilski delavnici – nastavi na idealno raven.
Nato se namestijo oblikovni elementi, ki pokrivajo celotno tehnologijo, zunanja prozorna leča (sprednji del žarometa) pa se v lepilno celico prilepi z lepilom Warmmelt, ki ne vsebuje silikona. Gre za časovno kritičen postopek, saj je dele mogoče optimalno zlepiti z lepilom le v določenem časovnem oknu. Po predhodnem segrevanju za zmanjšanje površinske napetosti in nanosu lepila robot pritisne lečo na ohišje žarometa. Sledi preizkus tesnosti žarometa. Če je uspešen, bo na pot po svetu krenil še en inovativen nosilec svetlobe.