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柴油发动机传感器模块的生产需要能够处理超小型元件的高度复杂自动化解决方案。 在德国班贝格工厂,Bosch 正致力于通过高精度机器人和智能服务战略来应对这一挑战。
对博世Bosch班贝格公司而言,小型元件的复杂装配工艺在柴油发动机喷射系统的共轨喷油器、喷嘴和传感器生产中发挥着重要作用。 核心制造工艺还包括传感器模块装配。 这一复杂过程对机器人技术提出了最严格的要求,且需要全新的服务策略。
装配和质检在旋转分度台上进行,即使是粗略看一眼,也能看出这个工作单元的复杂性。在一个非常有限的空间内安装了5台史陶比尔机器人和 18 套视觉检测系统。其中三台安装在 数控外部轴上,以便摄像机移动。
通过高速、高精度的史陶比尔 TX2 六轴机器人将相关元件装入旋转分度台上的装配嵌套。 部件由自动送料装置传送到工作单元。 摄像机将准确的抓取位置信号传送给机器人。 旋转分度台嵌套中微小元件的精确放置也由摄像机监控。 这意味着,即使在安装旋转工作台的初始阶段,每个动作都会受到详尽监控和记录,以确保零缺陷装配。
每个装配步骤都对自动化提出了很高的要求,但旋转分度台上的最后一个工位需要非常特殊的解决方案。 在此,必须将直径小于 10 mm 的外壳降低并连接到完全组装好的传感器单元上。 在此过程中,0.6 mm 细的触针必须穿过外壳开口,该过程中机器人所需的精度在 10 µm 以下。
此处描述的装配任务通常不会在单元中使用机器人,因为任何批量生产的机器人均无法达到 10 µm 以下的精度,即使是重复性为 ±20 µm 的高精度史陶比尔 TX2-40 也无法实现。不过,史陶比尔 TX2 机器人的一流 JCS 驱动技术可通过针对性微调来提高精度。
经过特别调整的维护概念
极高的精度也意味着不适用于正常的维护程序。 如果仅在标准年度基础上或在计划外干预的情况下进行维护,精度将会下降。 机器人必须完全重新校准——该过程只能在 Bosch 内部的特殊测量系统上完成。
为能够在需要维修的情况下快速响应,史陶比尔与 Bosch 共同开发了一种定制的维护方案。 Bosch 现有一台相同设计的机器人,在史陶比尔进行了首次维修。 接下来,利用激光技术对齿轮进行精确调整和测量。 然后,在 Bosch 对该机器人进行精密优化。 因此,该机器人可随时立即使用。
在精确定义的维护间隔后,将两台机器人交换位置。 这为不间断且工艺可靠的高质量生产创造了先决条件。
传感器装配站的其他特点包括设计异常紧凑以及所有组件(包括机器人)具有 ESD 合规性。 毕竟,在此处组装的电子元件均在低压和低电流条件下运行,因此非常敏感。
Bosch 的班贝格工厂使用史陶比尔机器人绝非特例。史陶比尔机器人一直以来都是 Bosch 的首选机器人品牌。 这一卓越的系统也证明了这一点,其性能优于任何高精度机器人。 凭借这一装配系统,Bosch 和史陶比尔开拓了新的领域,并表明合作如何突破技术可行性极限。 由于这一合作项目,尽管精度规格要求极高,该系统也能运行稳定,生产率高,且错误率极低。