Automotive: sneller systeem binnen de toleranties

Onze klant betreft een multinational met vestigingen over de gehele wereld. Ze zijn onder andere werkzaam in de automotive markt. In Nederland is een onderdeel gevestigd, die zich hoofdzakelijk bezighoud met de ontwikkeling en fabricage van turboladers en bijbehorende subonderdelen voor diverse grote autofabrikanten.

Nieuwe techniek voor minder uitstoot

Eén productgroep assembleert en test actieve actuators. Deze worden toegepast voor het optimaal regelen en sturen van de werkdruk in een turbolader. Ten gevolge van de nieuwe emissienormen en het verwachtingspatroon van de veeleisende afnemers ten aanzien van onder andere het motorvermogen, is het noodzakelijk om de motorkarakteristieken over het gehele toerenbereik maximaal te benutten. Voorheen was een simpele overschakeling tussen normaal en maximaal gebruik van het motorkoppel afdoende, echter kwam dit de uitstoot van onder andere CO2 niet ten goede. Gezien de grote uitdaging om veel vermogen met een geringe uitstoot te realiseren, kan men hier dus niet meer mee volstaan en moet een analoge en constante regeling worden toegepast. Bij de meer gerenommeerde merken met een exclusief imago wordt deze techniek reeds toegepast, echter zullen ook de auto’s in de middenklasse steeds meer met deze techniek worden uitgerust.

Van semi-automatisch naar geheel automatisch

De behoefte van onze opdrachtgever behelst een zeer nauwkeurig, reproduceerbaar en vooral snel assemblageproces, waarbij alle stappen gemeten, gemonitord en automatisch bijgesteld moeten kunnen worden. De assemblage gebeurt nu semi-automatisch. De samengestelde delen zijn zo geassembleerd dat deze tezamen met de andere sub assy’s binnen de uiteindelijk gestelde tolerantie eisen komen te liggen. De aanwezige toleranties op de losse onderdelen zelf, zijn een gevolg van de gekozen bewerkingsstappen en het streven naar een zo economisch mogelijk haalbaar kostenplaatje. Echter ten gevolge van de hogere volumes, het aanscherpen van de toleranties en het loggen van de meetgegevens van alle assemblagestappen, kan men niet meer volstaan met het huidige assemblageproces.

Aan Z-tech is gevraagd om een sneller systeem te bedenken en te bouwen, waarmee met de huidige onderdelen toch geheel automatisch en binnen de gestelde toleranties kunnen worden samengesteld.

De aanpak van Z-tech

Ten gevolge van de aard en beweegbaarheid van de diverse subsamenstellingen is het alleen mogelijk om deze aan en af te voeren in speciale ontwikkelde productspecifieke diepgetrokken blisters en gefreesde tray’s. De verschillende subsamenstellingen hebben vele vrijheidsgraden en daar bovenop ook nog de nodige toleranties. Om deze toch te fixeren en reproduceerbaar samen te stellen, maken we gebruik van volledig servo bestuurbare en instelbare opnamen, gecombineerd met een 6-assige robot en een automatisch configureerbare grijper. Tevens gebruiken we de instelbare opnamen niet passief maar actief, waardoor we gedurende het assemblageproces de instellingen veranderen en daardoor via metingen kunnen afleiden waar en in welke positie we ze moeten samenbouwen. Om een voorbeeld te geven, we moeten een linkageassy op een ronde as met een nauwkeurigheid van 1º monteren, terwijl deze as zelf een axiale speling kan hebben van meer dan 6º ten opzichte van een referentievlak op de behuizing van de actuator. Het servosysteem in combinatie met een krachtopnemer en een visionsysteem, zoekt eerst automatisch de minimale hoek en daarna de maximale hoek van de as ten opzichte van de behuizing en berekend vervolgens automatisch de juiste stand van deze as om de linkageassy met eveneens z’n eigen speling hierop te monteren.

Systeem voldoet aan de hoge eisen

Z-tech Solutions heeft een systeem ontwikkeld dat zelfstandig in staat is om verschillende onderdelen uit tray’s te halen, de spelingen automatisch meet, per product alle afwijkingen corrigeert en koppelt aan het uiteindelijke montage vlak van de actuator. Deze methode voldoet aan de hoge eisen voor een reproduceerbare samenbouw met de turbolader. Uiteraard worden alle stappen gemonitord, de gegevens gelogd, de actuator uniek gecodeerd en is iedere stap traceerbaar, ook later na inbouw bij de autoleverancier.