Nhà lắp ráp hệ thống Vescon của Áo đã phát triển các giải pháp sản xuất đèn pha ô tô LED hiện đại cho nhà máy của một nhà cung cấp ô tô nổi tiếng ở Slovakia. Trọng tâm là hiệu quả bộ handling đã xử lý chính xác các bước sản xuất quan trọng về thời gian và khả năng truy xuất nguồn gốc liên tục. Các chuyên gia từ Trung tâm Kỹ thuật và Ứng dụng của Festo, những người đang chăm sóc hệ thống handling theo phương thức chìa khóa trao tay, là một phần của nhóm.
Nhiều điều đã xảy ra về mặt công nghệ chiếu sáng kể từ khi những chiếc "toa tàu" có động cơ đầu tiên lăn bánh trên các đường phố và lối đi. Vào thời kỳ đầu của lịch sử ô tô, đèn lồng được gắn bên hông hoặc trên nắp ca-pô là phổ biến, sau này được thay thế bằng đèn hoạt động bằng điện. Trong trường hợp đèn lồng, thuật ngữ "điểm nóng" vẫn có thể được hiểu theo nghĩa đen và bắt nguồn trực tiếp từ nguồn sáng thực sự đang cháy - thường là đèn cacbua.
Năm 1908, một thiết bị chống chói bổ sung đã được chế tạo: một đòn bẩy có thể hoạt động thông qua cáp Bowden, giúp di chuyển ngọn lửa khí ra khỏi điểm nóng của gương phản xạ. Khoảng 100 năm sau, thế giới trông rất khác - ánh sáng "ra đời". Với các công nghệ mới và nguồn ánh sáng LED hiệu suất cao, ngày nay chúng ta đang đi trước “những năm ánh sáng” theo đúng nghĩa đen. Tuy nhiên, điều này đòi hỏi các hệ thống sản xuất tự động hóa một phần hoặc hoàn toàn sáng tạo để đảm bảo độ chính xác cần thiết cho việc sản xuất các bộ phận nhạy cảm này của xe. Một nhiệm vụ dành cho các kỹ sư nhà máy giàu kinh nghiệm của Vescon.
Vescon Systemtechnik GmbH có trụ sở tại Gleisdorf, gần Graz. Một loạt các dự án từ công nghệ tự động hóa và kỹ thuật quy trình đến công nghệ năng lượng và phát triển phần mềm được thực hiện tại đây. Một trong những giải pháp kỹ thuật quy trình và tự động hóa được suy nghĩ kỹ lưỡng này, được chế tạo đặc biệt cho nhà máy ở Slovakia của nhà cung cấp ô tô ZKW Group, được sử dụng để sản xuất đèn pha LED hoàn chỉnh. Đây là mô-đun đèn LED sử dụng cái gọi là "sự sắp xếp ma trận" của các đèn LED và tùy chọn làm mờ các đoạn LED riêng lẻ để ngăn những người tham gia giao thông khác bị lóa mắt, trong khi vẫn đảm bảo đường được chiếu sáng tối ưu.
Các phương tiện đi trước hoặc đi ngược chiều được phát hiện bằng cảm biến trực quan và các đoạn đường được bật hoặc tắt có chọn lọc tùy thuộc vào giao thông. Sự chuyển đổi phối hợp giữa các tình huống ánh sáng dẫn đến khả năng chiếu sáng đường đồng nhất và tối ưu hóa cho người lái xe, không có sự thay đổi ánh sáng đột ngột, như quen thuộc từ việc chuyển từ đèn xa sang đèn chiếu sáng thấp. Điều này cũng cho phép mắt người lái điều chỉnh dễ dàng hơn với cài đặt ánh sáng mới. Đạt được an toàn chủ động, vì phần còn lại của khu vực vẫn được chiếu sáng bởi đèn chiếu xa.
Khi thiết kế, phải tính đến các quy trình như ứng dụng khó xử lý của keo dán dẫn nhiệt hai thành phần. Christoph Legat, giám đốc dự án tại Vescon Systemtechnik GmbH: “Keo dán có đặc tính đóng rắn rất nhanh. Vì vậy, ngay từ khâu thiết kế, chúng tôi đã phải đảm bảo rằng không được vượt quá cái gọi là Tuổi thọ của Nồi trong suốt quá trình. Điều này cho biết một vật liệu phản ứng có thể được xử lý trong bao lâu, hoặc - trong trường hợp này - bạn có thể đặt các thành phần LED trong hồ dán trước khi vật liệu đó cứng lại quá nhiều ”.
Keo tản nhiệt là cần thiết ở đây vì đèn LED công suất mạnh tạo ra nhiệt phải được tản ra. Trong mô-đun đèn pha hoàn thiện, các quạt nhỏ cũng đảm bảo rằng nhiệt được dẫn đến phía trước của đèn pha, qua đó cũng hỗ trợ hoạt động khử băng và làm tan băng của đèn pha. “Điều quan trọng là phải kiểm tra xem lượng keo dẫn nhiệt chính xác đã thực sự được áp dụng cho tất cả các khu vực mong muốn hay chưa, vì nếu không trong một số khu vực có thể quá nóng. Đây chắc chắn là một trong những thách thức đặc biệt với hệ thống này”, Giám đốc Dự án Legat cho biết.
Một phần thứ hai, đặc biệt khó khăn về mặt kỹ thuật của hệ thống lắp ráp đèn pha là tán đinh nóng. Một mái vòm nhựa bị biến dạng bằng cách sử dụng nhiệt độ được điều chỉnh chính xác theo cách mà đầu đinh tán được hình thành. Christoph Legat: “Đầu đinh tán này nằm trên gương phản xạ và phải giữ nó và bo mạch trên yếu tố làm mát hoàn toàn ổn định và chắc chắn. Việc tán đinh phải chính xác đến mức không có khe hở mà khiến các bộ phận bị lung lay trong quá trình kiểm tra độ rung cuối cùng hoặc trong quá trình sử dụng thực tế, vì trong trường hợp xấu nhất, điều này có thể ảnh hưởng đến hình ảnh ánh sáng khi lái xe. "
Khách hàng đã chọn một giải pháp bán tự động trong đó một số nhà vận hành vẫn giúp một tay. Trong trường hợp này, một mặt, điều này cho phép linh hoạt hơn với mức đầu tư thấp hơn đồng thời, mặt khác, nhà sản xuất có thể dễ dàng hơn khi tính đến các thành phần hoặc biến thể sản phẩm khác nhau. Mặc dù thao tác thủ công, toàn bộ hệ thống được giám sát từng bước bởi một bộ điều khiển. Cơ sở dữ liệu quản lý cấp cao hơn tất cả dữ liệu sản phẩm và thông tin về quy trình sản xuất của mỗi đèn pha. Do đó, mỗi đèn pha có thể được xác định nguồn gốc chính xác ở cuối quá trình sản xuất.
Trong bước đầu tiên, người vận hành tháo vỏ đèn pha và đặt nó vào trạm xử lý đầu tiên. Sau đó, anh ta chọn loại hoặc biến thể cần được sản xuất. “Một ví dụ rõ ràng là đèn pha dành cho một chiếc xe sắp đến các thị trường khác, tức là các thị trường ngoài châu Âu. Trong một số trường hợp, các mô-đun đèn báo rẽ khác được sử dụng ở đây vì các quy định pháp luật địa phương yêu cầu chuyển đổi giữa đèn xi nhan và đèn chiếu sáng ban ngày, ”Legat giải thích.
Mỗi người vận hành làm việc tại hai đến ba trạm lắp ráp khác nhau, trong khi xy lanh có khóa đảm bảo rằng các phôi được giữ chắc chắn. Tuy nhiên, những điều này không chỉ khắc phục nó mà còn chỉ giải phóng thành phần để loại bỏ khi tất cả các bước xử lý cần thiết đã được thực hiện đúng cách. Nhà vận hành đặt các bộ phận khác nhau và đồng hành với đèn pha đến trạm xử lý hoàn toàn tự động đầu tiên - ứng dụng của keo tản nhiệt. Đến đây, đèn pha đã có đầy đủ hệ thống cáp, hệ thống điều chỉnh và mô đun đèn chiếu sáng xa. Một hệ thống handling ba trục hiện đang được sử dụng, mà các chuyên gia tại Trung tâm Kỹ thuật và Ứng dụng Festo đã cung cấp cài đặt trực tiếp vào hệ thống Vescon.
Các trục cơ bản là hai trục đai răng EGC-120, hành trình 250, được đồng bộ hóa thông qua một trục kết nối và với bộ bánh răng góc vuông tiết kiệm không gian. Trục y là trục hạng nặng với thanh dẫn đôi mạnh mẽ, loại EGC-HD-160-TB. Bộ truyền động trượt bằng điện EGSL-BS-75 với hành trình 100 mm (truyền động trục chính với hướng dẫn lồng bi chính xác) thực hiện công việc của nó theo hướng z. Tất cả các trục đều được trang bị bộ điều khiển servo. Ba bộ điều khiển động cơ cao cấp loại CMMP-M3 với giao thức Profibus và mô đun an toàn hoạt động như bộ điều khiển. Festo xây dựng và cung cấp các hệ thống Handling hoàn chỉnh sẵn sàng để cài đặt - với tài liệu và đảm bảo hiệu suất
Cung cấp hệ handling sẵn sàng cài đặt đảm bảo lớp dán dẫn nhiệt 2 thành phần được thực hiện đồng đều.
Người vận hành đặt yếu tố làm mát (có lỗ để chứa các gương phản xạ) trong trạm và lớp keo tản nhiệt được áp dụng cho cả hai bên hoàn toàn tự động bằng cách sử dụng hệ thống handling Festo. Nó luôn đưa hệ thống định lượng 2K đến đúng vị trí và đi đúng hướng. Trong bước tiếp theo, bảng mạch với năm đèn LED được đặt trong miếng dán trên yếu tố làm mát. Sau đó, các gương phản xạ được gắn vào, trên đó có các chốt dẫn hướng để định vị tối ưu. Sau khi hoàn tất, người vận hành sẽ tháo toàn bộ yếu tố làm mát và đưa nó đến trạm tiếp theo, nơi một hệ thống xử lý Festo khác đảm bảo chuyển động của các dụng cụ đầu đinh tán.
Hai trục đai răng loại EGC-80 với các toa dẫn hướng được sử dụng ở đây, được đồng bộ hóa thông qua một bộ kết nối trục, với một bánh răng côn tiết kiệm không gian (trục x). Ngoài ra, trục hạng nặng với loại dẫn hướng kép mạnh mẽ EGC-HD-160-BS (trục y) và loại bánh răng mặt bích PLFN. Tất cả các trục đều được trang bị bộ điều khiển servo với bộ mã hóa nhiều lượt.
Người quản lý dự án Legat rất hứng thú về các giải pháp xử lý sẵn sàng cài đặt: "Chúng tôi chỉ công bố dữ liệu chính, xác định tải và đường đi hoặc làn đường đi và chúng tôi không phải lo lắng về phần này của hệ thống nữa. Một sự đơn giản hóa tuyệt vời trong công việc, cũng như việc sử dụng dữ liệu CAD để xử lý, mà Festo đã cung cấp cho chúng tôi để thiết kế toàn bộ hệ thống. "
Các công cụ đầu tán đinh gắn trên hệ handling và chuyển đến đoạn cuối cùng bởi các xy lanh ADN do van VTUG kiểm soát. Chiều dài chốt trên gương phản xạ được kiểm tra trước khi tán đinh và kiểm tra vị trí đầu cuối chính xác bằng cách sử dụng bộ định vị vị trí SMAT trên xy lanh. Nếu chốt có chiều dài phù hợp, phần đầu nhô ra của nó được tạo nhiệt thành đầu đinh tán bằng dụng cụ đầu đinh tán. Điều này tạo ra các kết nối cố định giữ các bộ phận linh kiện nhạy cảm ở đúng vị trí trong suốt vòng đời hoạt động của ô tô. Giờ đây, người vận hành sẽ tháo bộ phận đã hoàn thiện, bao gồm yếu tố làm mát, bảng mạch và các gương phản xạ đinh tán, và lắp nó vào đèn pha.
Để kiểm tra xem các bộ phận đã được cố định chắc chắn ở vị trí hay chưa, đèn pha chiếu tới trạm kiểm tra kéo, nơi đặt các móc truyền động quay và chuyển động thẳng bên dưới mô-đun và bằng cách kéo, kiểm tra độ chắc Sau đó, nó đi đến trạm điều chỉnh ánh sáng. Người điều khiển đặt đèn pha trên bàn xoay. Đèn pha được kẹp và tấm được xoay vào vị trí làm việc. Sau đó, đèn pha được kết nối và các tình huống chiếu sáng khác nhau và mô-đun chỉ báo được kiểm tra bằng máy ảnh. Ngoài ra, vị trí chính xác của mô-đun chiếu sáng được kiểm tra và, như trong xưởng ô tô, được đặt ở mức lý tưởng.
Sau đó, các màn hình thiết kế được gắn lên, bao phủ toàn bộ . công nghệ và thấu kính trong suốt bên ngoài (phía trước đèn pha) được dán vào một tế bào dán bằng chất kết dính nóng chảy không chứa silicone. Một quá trình quan trọng về thời gian, vì các bộ phận chỉ có thể được liên kết tối ưu với chất kết dính trong một khoảng thời gian nhất định. Sau khi làm nóng sơ bộ để giảm sức căng bề mặt và bôi chất kết dính, robot sẽ ép thấu kính lên vỏ đèn pha. Đèn pha sau đó được kiểm tra xem có rò rỉ hay không. Nếu đơn vị vượt qua bài kiểm tra cuối cùng này, một "ánh sáng mang đi" sáng tạo khác đã sẵn sàng bắt đầu hành trình vòng quanh thế giới.