Nhà sản xuất ACPT Inc. có trụ sở tại California đã làm việc với nhà cung cấp máy để thiết lập một dây chuyền sản xuất bán tự động sáng tạo được trang bị máy quấn dây tóc tự động.#workinprogress #Automation
Trục truyền động bằng sợi carbon tổng hợp của ACPT được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp.Nguồn ảnh, tất cả hình ảnh: Roth Composite Machinery
Trong nhiều năm, nhà sản xuất vật liệu composite Advanced Composites Products & Technology Inc. (Huntington Beach ACPT, California, Hoa Kỳ) đã cam kết phát triển và hoàn thiện thiết kế của trục truyền động composite sợi carbon-vật liệu composite sợi carbon hoặc ống kim loại lớn kết nối bộ phận phía trước và phía sau Hệ thống truyền động dưới hầu hết các loại xe.Mặc dù ban đầu được sử dụng trong lĩnh vực ô tô, các thành phần đa chức năng này cũng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hàng hải, thương mại, năng lượng gió, quốc phòng, hàng không và công nghiệp.Trong những năm qua, ACPT đã chứng kiến sự gia tăng ổn định về nhu cầu đối với trục truyền động composite bằng sợi carbon.Khi nhu cầu tiếp tục tăng lên, ACPT nhận thấy sự cần thiết phải sản xuất số lượng lớn hơn các trục truyền động với hiệu suất sản xuất cao hơn — hàng trăm trục giống nhau mỗi tuần — dẫn đến những cải tiến mới trong tự động hóa và cuối cùng là thành lập các cơ sở mới.
Theo ACPT, lý do khiến nhu cầu về trục truyền động tăng lên là do trục truyền động bằng sợi carbon có sự kết hợp chức năng độc đáo so với trục truyền động bằng kim loại, chẳng hạn như công suất mô-men xoắn cao hơn, khả năng RPM cao hơn, độ tin cậy tốt hơn, trọng lượng nhẹ hơn và nó có xu hướng để phân hủy thành sợi carbon tương đối vô hại dưới tác động cao và giảm tiếng ồn, độ rung và độ nhám (NVH).
Ngoài ra, so với trục truyền động bằng thép truyền thống, có thông tin cho rằng trục truyền động bằng sợi carbon trên ô tô và xe tải có thể làm tăng mã lực bánh sau của xe lên hơn 5%, chủ yếu do khối lượng quay của vật liệu composite nhẹ hơn.So với thép, trục dẫn động bằng sợi carbon nhẹ có thể hấp thụ nhiều va đập hơn và có công suất mô-men xoắn cao hơn, có thể truyền nhiều công suất động cơ hơn đến các bánh xe mà không làm cho lốp xe bị trượt hoặc tách khỏi mặt đường.
Trong nhiều năm, ACPT đã sản xuất trục truyền động composite bằng sợi carbon thông qua cuộn dây tóc tại nhà máy ở California.Để mở rộng đến mức cần thiết, cần phải tăng quy mô cơ sở vật chất, cải tiến thiết bị sản xuất và đơn giản hóa việc kiểm soát quá trình và kiểm tra chất lượng bằng cách chuyển trách nhiệm từ kỹ thuật viên sang các quy trình tự động càng nhiều càng tốt.Để đạt được những mục tiêu này, ACPT đã quyết định xây dựng cơ sở sản xuất thứ hai và trang bị cho nó mức độ tự động hóa cao hơn.
ACPT làm việc với khách hàng trong các ngành công nghiệp ô tô, quốc phòng, hàng hải và công nghiệp để thiết kế trục truyền động theo nhu cầu của họ.
ACPT đã thành lập cơ sở sản xuất mới này tại Schofield, Wisconsin, Hoa Kỳ để giảm thiểu sự gián đoạn của quá trình sản xuất trục truyền động trong quá trình 1,5 năm thiết kế, xây dựng, mua và lắp đặt nhà máy và thiết bị sản xuất mới, trong đó 10 tháng dành riêng cho Xây dựng, giao hàng và lắp đặt hệ thống quấn dây tóc tự động.
Mỗi bước của quy trình sản xuất trục truyền động hỗn hợp được đánh giá tự động: cuộn dây tóc, hàm lượng nhựa và kiểm soát thấm ướt, bảo dưỡng trong lò (bao gồm kiểm soát thời gian và nhiệt độ), loại bỏ các bộ phận khỏi trục gá, và xử lý giữa mỗi bước quy trình trục.Tuy nhiên, vì lý do ngân sách và nhu cầu của ACPT về một hệ thống di động, ít lâu dài hơn để cho phép một số thí nghiệm R&D hạn chế nếu cần, nên ACPT đã từ chối sử dụng các hệ thống tự động hóa giàn treo trên không hoặc dưới sàn như một lựa chọn.
Sau khi thương lượng với nhiều nhà cung cấp, giải pháp cuối cùng là một hệ thống sản xuất gồm hai phần: một cuộn dây tóc tự động loại 1, hai trục với nhiều toa cuộn từ hệ thống cuộn dây Roth Composite Machinery (Stephenburg, Đức);Hơn nữa, nó không phải là một hệ thống tự động cố định, mà là một hệ thống xử lý trục chính bán tự động được thiết kế bởi Globe Machine Manufacturing Co. (Tacoma, Washington, Hoa Kỳ).
ACPT cho biết một trong những ưu điểm và yêu cầu chính của hệ thống quấn dây tóc Roth là khả năng tự động hóa đã được chứng minh của nó, được thiết kế để cho phép hai trục chính sản xuất các bộ phận cùng một lúc.Điều này đặc biệt quan trọng do trục truyền động độc quyền của ACPT yêu cầu nhiều lần thay đổi vật liệu.Để tự động và thủ công cắt, chỉ và kết nối lại các sợi khác nhau mỗi khi thay đổi vật liệu, chức năng Roving Cut and Attach (RCA) của Roth cho phép máy quấn tự động thay đổi vật liệu thông qua nhiều xe sản xuất của nó.Công nghệ kéo sợi và bể nhựa Roth cũng có thể đảm bảo tỷ lệ thấm ướt từ sợi trên nhựa chính xác mà không bị bão hòa quá mức, cho phép máy cuộn chạy nhanh hơn máy cuộn truyền thống mà không lãng phí quá nhiều nhựa.Sau khi quấn xong, máy quấn sẽ tự động ngắt trục gá và các bộ phận ra khỏi máy quấn.
Bản thân hệ thống quấn dây được tự động hóa, nhưng vẫn để lại một phần lớn quá trình xử lý và chuyển động của trục gá giữa mỗi công đoạn sản xuất, vốn trước đây được thực hiện thủ công.Điều này bao gồm việc chuẩn bị trục gá trần và kết nối chúng với máy quấn, di chuyển trục gá có các bộ phận quấn vào lò để đóng rắn, di chuyển trục gá với các bộ phận đã được bảo dưỡng và tháo các bộ phận ra khỏi trục gá.Như một giải pháp, Globe Machine Manufacturing Co. đã phát triển một quy trình liên quan đến một loạt các xe đẩy được thiết kế để chứa trục gá nằm trên xe đẩy.Hệ thống quay trong xe đẩy được sử dụng để định vị trục gá sao cho nó có thể di chuyển vào và ra khỏi bộ quấn và vắt, đồng thời quay liên tục trong khi các bộ phận được làm ướt bằng nhựa và đóng rắn trong lò.
Các xe trục gá này được di chuyển từ trạm này sang trạm khác, được hỗ trợ bởi hai bộ tay băng tải gắn trên mặt đất - một bộ trên cuộn và bộ kia trong hệ thống chiết tích hợp - với trục gá Xe di chuyển theo cách phối hợp, và đưa trục còn lại cho mỗi quá trình.Mâm cặp tùy chỉnh trên xe đẩy tự động kẹp và nhả trục chính, phối hợp với mâm cặp tự động trên máy Roth.
Cụm bồn chứa nhựa chính xác hai trục Roth.Hệ thống được thiết kế cho hai trục chính bằng vật liệu composite và được vận chuyển lên xe cuốn vật liệu chuyên dụng.
Ngoài hệ thống chuyển trục gá này, Globe còn cung cấp hai lò đóng rắn.Sau khi đóng rắn và chiết trục, các bộ phận được chuyển đến một máy cắt chiều dài chính xác, tiếp theo là hệ thống điều khiển số để xử lý các đầu ống, sau đó làm sạch và thi công chất kết dính bằng cách sử dụng phụ kiện ép.Kiểm tra mô-men xoắn, đảm bảo chất lượng và theo dõi sản phẩm được hoàn thành trước khi đóng gói và vận chuyển cho khách hàng sử dụng cuối cùng.
Theo ACPT, một khía cạnh quan trọng của quy trình là khả năng theo dõi và ghi lại dữ liệu như nhiệt độ cơ sở, độ ẩm, độ căng của sợi, tốc độ sợi và nhiệt độ nhựa cho mỗi nhóm cuộn.Thông tin này được lưu trữ cho hệ thống kiểm tra chất lượng sản phẩm hoặc theo dõi sản xuất, và cho phép người vận hành điều chỉnh các điều kiện sản xuất khi cần thiết.
Toàn bộ quy trình do Globe phát triển được mô tả là “bán tự động” vì người vận hành vẫn phải nhấn nút để bắt đầu trình tự quy trình và di chuyển xe đẩy vào và ra khỏi lò theo cách thủ công.Theo ACPT, Globe hình dung mức độ tự động hóa cao hơn cho hệ thống trong tương lai.
Hệ thống Roth bao gồm hai trục quay và ba toa quấn độc lập.Mỗi xe đẩy quanh co được thiết kế để vận chuyển tự động các vật liệu composite khác nhau.Vật liệu composite được áp dụng cho cả hai trục quay cùng một lúc.
Sau năm đầu tiên sản xuất tại nhà máy mới, ACPT báo cáo rằng thiết bị đã chứng minh thành công rằng nó có thể đạt được các mục tiêu sản xuất, đồng thời tiết kiệm lao động và nguyên vật liệu và cung cấp các sản phẩm chất lượng cao nhất quán.Công ty hy vọng sẽ hợp tác với Globe và Roth một lần nữa trong các dự án tự động hóa trong tương lai.
For more information, please contact ACPT President Ryan Clampitt (rclamptt@acpt.com), Roth Composite Machinery National Sales Manager Joseph Jansen (joej@roth-usa.com) or Advanced Composite Equipment Director Jim Martin at Globe Machine Manufacturing Co. (JimM@globemachine.com).
Sau hơn 30 năm phát triển, tích hợp tại chỗ sắp thực hiện lời hứa loại bỏ ốc vít và nồi hấp, đồng thời hiện thực hóa một cơ thể đa chức năng tích hợp.
Yêu cầu về khối lượng đơn vị cao và trọng lượng thấp của vỏ pin xe buýt điện đã thúc đẩy sự phát triển của hệ thống nhựa epoxy chuyên dụng của TRB Lightweight Structures và dây chuyền sản xuất composite tự động.
Nhà tiên phong về xử lý không hấp tiệt trùng trong các ứng dụng hàng không vũ trụ đã trả lời một câu trả lời có trình độ nhưng nhiệt tình: Có!
Thời gian đăng: 08-07-2021