설계 설비 멀티 구성 요소 조립공정

다 성분 집합 과정을 위한 정착물은 직접 제조 처리량, 차원 견실함 및 통신수 안전에 영향을 미치는 전략적인 기술설계 분야입니다. 정착물은 집합 가동 도중 정확한 오리엔테이션에 있는 위치를 알아내고, 지원 및 파악 제품이라고 디자인된 주문 모듈 장식새김 체계입니다. 제품으로는 전자공학, 기계적인 부속 및 합성 물자 통합, 적응할 수 있는 정착물 디자인을 위한 수요가 결코 더 높지 않았습니다.

현대 회의의 설비의 역할

이 제품은 모든 어셈블리 스테이션의 물리적 기반 역할을합니다. 부품 운동을 제거하고 엄격한 정렬 유지함으로써, 그들은 인간의 오류를 줄이고 반복성을 향상시킵니다. 다 구성 요소 조립에서 수십 개의 부품이 올바르게 인터페이스해야하며 잘 설계 된 고정 장치는 스크랩 더미와 결함없는 제품의 흐름을 의미 할 수 있습니다. 현대 설비는 또한 설치 시간을 단축하고 제품 변형 사이의 빠른 변경을 가능하게함으로써 야윈 제조 원칙을 지원합니다.

간단한 유지를 넘어, 오늘날 해결은 종종 센서, 액추에이터 및 품질 시스템에 다시 공급하는 데 중점을 둡니다. 이 변화는 스마트 고정 장치와 함께 정렬 Industry 4.0 목표, 모든 조립 단계가 모니터링 및 최적화되어 있습니다.

설비 설계의 기초 원칙

각 정착물 디자인 프로젝트는 이 핵심 목표로 시작합니다:

Accuracy: 정착물은 정밀도 집합을 위한 마이크로미터 범위에서 집합 포용력 내의 각 성분을, 수시로 찾아내야 합니다.
Repeatability: 동일한 위치는 주기의 수천을 통하여 각 단위를 위해, 달성되어야 합니다.
액세스성: 로딩, 클램핑, 언로드는 직관적이고 인체공학적 주기 시간과 작업자의 피로를 최소화해야 한다.
Rigidity:] 이 정착물은 부속 해를 없이 힘과 집합 짐의 밑에 방위를 저항해야 합니다.
Flexibility: 조절 가능 또는 모듈식 기능으로 구성품 크기 또는 디자인 개정에 대한 변형을 처리할 수 있습니다.

이러한 원칙은 상호 의존합니다. 예를 들어, 단단함을 늘리고, 접근에 영향을 줄 수 있는 무게를 늘리고 있습니다. 거래가 주의깊은 분석을 통해 평가되어야 합니다.

Multi-Component Assembly에 대한 설비의 종류

정착물 디자인은 제품 기하학, 생산 양 및 집합 방법에 넓게 기초를 두었습니다. 일반적인 종류는 다음을 포함합니다:

연락처

단일 제품 또는 일부 가족을 위해 사용자 정의 만든. 그들은 가장 높은 정확도와 반복성을 제공하지만 수정 비용이 많이 들지 않습니다. 높 볼륨, 안정적인 생산에 가장 적합합니다.

모듈형 설비

표준화 된 구성 요소 (t-slot plate, Locors, Clamps)에서 내장. 그들은 중간 볼륨 또는 높은 혼합 생산에 대한 툴링 비용을 줄이기 위해 다른 어셈블리에 신속하게 재구성 할 수 있습니다. 모듈형 고정 시스템 유연한 고정 설비 회사 같은 공급 업체에서 빠른 재구성을 가능하게합니다.

자동 설비

로봇 작업대 또는 자동화된 일관 작업으로 통합. 그들은 압축 공기를 넣은 유압 죔쇠, 시각 정렬 및 힘 급식 뒤 감지기를 포함할지도 모릅니다. 이 정착물은 고속, 무인 상태 가동을 위해 근본적입니다.

색인 및 회전 설비

작업자 또는 로봇에 여러 개의 작업표 또는 위치를 제시하는 데 사용됩니다. 수동 재 배치없이 여러면의 조립을 허용함으로써 사이클 시간을 개선합니다.

Multi-Component 조립을 위한 핵심 설계 고려

물자 선택

정착물 물자는 힘, 무게, 착용 저항, 비용 및 열 안정성 균형을 잡아야 합니다. 일반적인 선택은 다음을 포함합니다:

알루미늄: 경량, 좋은 힘에 무게 비율, 우수한 machinability. 매체 부피 정착물에 낮을 위해 적당한.
강철(예: 공구강 또는 단단한 크롬):]고 내마모성 및 단단함; 반복된 클램핑이 변형을 일으키지 않는 고형량 생산을 위해 사용해.
컴포지트 재질(예: 탄소섬유, 에폭시 화강암):] 극적으로 높은 댐핑 및 낮은 열팽창. 광학이나 반도체 기기와 같은 민감한 부품의 정밀 조립에 이상적입니다.
3D 프린팅 폴리머 또는 금속: 복잡한 내부 냉각 채널, 경량 격자 구조 및 고정 지오메트리의 신속한 프로토 타이핑을 가능하게 합니다. ] 고정 설비의 추가 제조]는 저량, 높은 융통성 응용 분야에 견인을 얻을 수 있습니다.

클램프 및 위치 전략

32-1 위치 원리는 표준입니다: 3개의 핀은 1 차적인 비행기, 2개의 정지에 1개의 이차를 변형하기 위하여, 그리고 3개의 방향을 변형하기 위하여 핀을 변형시키기 위하여. 다 성분 집합을 위해, 당신은 다수 참고 점 및 배열한 거주 계획을 필요로 할지도 모릅니다. 힘을 죄는 것은 공작물을 파괴하지 않고 적용되어야 합니다. 부동 죔쇠 또는 수동 반복 가능한 토크 공구를 사용하여 견실함을 지키기 위하여 고려하십시오.

인체공학 및 운영자 안전

작업자는 어둡게 자세 또는 과도한 힘 없이 적재하고 내리는 부속일 수 있어야 합니다. 시각적인 입 (색깔 기호화, 레이저 선) 및 촉감 가이드 (채무, 지도에서)를 가진 디자인 정착물은 훈련을 가속화하고 과실을 감소시키기 위하여 지시합니다. 반대로 피로 매트 및 조정가능한 고도는 종종 workcell로 통합됩니다.

Assembly Automation과의 통합

고정장치가 자동화된 라인의 일부인 경우, 로봇, 운반 시스템 및 센서와 인터페이스해야 합니다. 주요 고려사항은 다음과 같습니다.

Datum features 로봇 등록 (fiducials, hard stop).
Pneumatic 또는 전기 연결 클램프, 센서 및 비전 시스템.
퀵체인지 플레이트 로봇 셀의 고정장치를 교환하기 위해.
안전 표준 (예: 로봇용 ISO 10218) 준수

디자인 과정: 개념에서 생산에

1. 회의 요구의 분석

제품 설계 데이터, 조립 시퀀스, 공차 및 필요한 처리량을 수집하여 시작하십시오. 중요한 치수 및 잠재적 인 간섭 점을 식별하십시오. 부품 방향을 단순화하고 고유 한 고정 요소의 수를 줄일 수 있도록 DFM (Design for Manufacturing) 리뷰를 사용하십시오.

2. 개념 설계 및 레이아웃

SolidWorks 또는 CATIA와 같은 CAD 소프트웨어를 사용하여 정착물의 3D 배치를 창조하십시오. 제품 (들)를 만들고 위치를 찾아내는 위치 및 위치를 정의하십시오. 수동 자동화한 공구를 위한 접근가능성을 평가하십시오. 다수 개념을 생성하고 비용, 주기 시간 및 융통성과 같은 그들에 점수를 매기십시오.

3. Finite 성분 분석 (FEA)

고정장치를 보장하기 위하여 죄는 집합 힘은 수락가능한 한계를 넘어 쫓지 않습니다. FEA는 또한 물자 피로를 예측하고 늑골을 추가하거나 간격을 바꾸는 것을 나타냅니다. 이 단계는 항공 우주 의료 기기 집합 같이 높 정밀도 신청에서 사용된 정착물을 위해 중요합니다.

4. Prototyping와 검증

첨가제 제조 또는 CNC 가공을 통해 프로토 타입 고정 장치를 구축하고 실제 부품으로 테스트하십시오. CMM 또는 레이저 추적기를 사용하여 위치 정확도를 측정하십시오. 테스트 결과에 따라 디자인에 필수적입니다. 높 토크 환경에서 여러 프로토 타입 사이클은 생산 툴링에 투입하기 전에 일반적입니다.

5. 생산 구현 및 훈련

문서는 재료, 조립 지침 및 유지 보수 일정을 포함하여 고정 설계,. 기차 연산자 및 처리 검증 검사 설정. 그것의 수명주기에 걸쳐 정착물의 성능을 모니터링하고 지속적인 개선에 대한 데이터를 수집.

고급 주제 : 스마트 기기 및 적응 도구

Sensory 통합

임베디드 센서(예, 근접, 힘, 온도)는 힘, 부분 존재 및 마모를 클램핑할 수 있습니다. 이 데이터는 품질 관리 시스템으로 공급되며 예측 유지 보수를 가능하게 합니다. 예를 들어, 임베디드 강제 감퇴를 감지하는 고정장치는 조작자가 잘못 정렬을 유발하기 전에 경고할 수 있습니다.

적응 및 자기 구성 설비

재조정가능한 공구에 있는 연구는 다른 부분 모양, 모양 기억 합금 및 시각 지도된 로봇식 재구성을 가진 정착물에 조정하는 자동화한 핀 배열을 포함합니다. 아직도 신생하는 동안, 이 기술은 높은 혼합 환경을 위한 초에 변경 시간을 감소시키기 위하여 약속합니다.

스마트 고정에 대한 우수한 참조는 Woll et al. (2021) 조립을위한 적응 설비에, 자체 재구성 시스템을 검토.

일반적인 Pitfalls 및 Them을 방지하는 방법

]이상-곡물에 대한 변형: 필요한 것보다 더 많은 위치를 사용하지; 그것은 부분 변형 또는 조립 응력을 일으킬 수 있습니다. 추가 제약이 정해지지 않는 한 3-2-1 규칙에 스틱.
열효과를 무시:] 금속 고정 및 공작물은 다양한 온도에서 다르게 확장할 수 있습니다. 정밀 조립에서, 일정한 온도 방 또는 보상 자료를 사용하는 고려하십시오.
Neglecting 연산자 인체 공학: 빠른 고정이지만 물리적으로 까다로운 것은 부상과 품질 편류로 이어질 것입니다. 항상 디자인 검토에서 연산자를 포함한다.
유버거링 착용:고저장은 접촉점과 교체가능한 착용 삽입을 필요로 합니다. 시작에서 정비 계획.
표준화에 실패: 공급 업체 별 구성 요소의 혼합을 사용하여 예비 및 훈련을 준수합니다. 가능한 모듈형 키트에 표준화.

케이스 연구: 자동 문 회의 정착물 Redesign

자동차 도어 모듈 조립 (창 조절기, 배선 및 방음 포함)의 조립 동안 Tier 1 공급 업체 직면. 기존의 고정 장치는 문 프레임에 조절기의 미분을 발생했으며 8 %의 재작업으로 결과했습니다. 재 설계는 다른 자동차 모델에 대한 빠른 변화 위치 추적기를 가진 모듈형 알루미늄 압출베이스를 도입했습니다. 공압 도글 클램프는 수동 나사 클램프를 대체하여 사이클 시간을 30 % 감소시킵니다. FEA는 지원 교량의 배치를 최적화하기 위해 사용되었으며, 15 % 미만의 고정 모델이 감소했습니다. 0.5% 미만의 고정 모델은 15 % 미만의 고정 용량으로 감소했습니다.