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Smart System recorta la chatarra para el ensamblador de piezas de automóvil

La prensa de ensamblaje electromecánico rotacional de Promess ayudó al proveedor automotriz IFA Group a reducir su tasa de desechos en un 90 por ciento.

REMAPEAR
La flexibilidad de
el basado en REMAP
el sistema ha permitido a IFA
Grupo reconfigura su
proceso de ensamblaje
y cortar el tiempo del ciclo
de 46 segundos a 27
segundos.

El proveedor mundial de automóviles IFA Group fabrica ejes de transmisión y otros componentes para automóviles, camiones, tractores y maquinaria industrial. La empresa cuenta con plantas de montaje en Alemania, Polonia, China y Estados Unidos.

Uno de los principales productos de la empresa son las juntas universales y las juntas de velocidad constante (CV). Estos dispositivos permiten la transmisión ininterrumpida de par mientras se flexiona el eje de transmisión. Las juntas universales utilizan dos yugos que se unen con un cardan cubo o cruz. Las juntas homocinéticas usan bolas de acero que viajan en ranuras de acero para transmitir el par. Las juntas de velocidad constante permiten ángulos de inclinación más altos que las juntas universales. La velocidad de rotación de los ejes unidos por una junta homocinética es idéntica en todo momento, incluso si la junta está flexionada. Por el contrario, la velocidad de rotación de los ejes unidos por una junta universal oscila continuamente si el eje está flexionado.

Estas articulaciones son decisivas para el nivel de ruido del vehículo. También influyen en el tamaño y el peso de los ejes de transmisión. En caso de colisión de un vehículo, las juntas ayudan a que las partes del eje se telescopien, protegiendo así vidas. IFA ha desarrollado diferentes clases de juntas universales y CV que cubren todos los requisitos de rendimiento y durabilidad.

Uno de los productos más nuevos de la compañía es una junta de velocidad constante tipo disco (DCVJ) avanzada, que se utiliza en una variedad de automóviles de lujo. La filial estadounidense de IFA, IFA-Group North America, fabrica DCVJ en una planta de ensamblaje en Ladson, SC.

REMAPEAR
En la etapa inicial de ensamblaje, el REMAP aplica una pequeña carga de 1 kN y comienza a girar. Mientras esto sucede, los valores de fuerza, posición y par se monitorean en tiempo real.

Cada junta consta de una pista interior y exterior ranurada axialmente con una jaula que contiene seis bolas de acero entre ellas. Las bolas corren en las ranuras para transferir un movimiento constante entre las carreras mientras la articulación se flexiona.

En un vehículo de tracción delantera, tracción total o suspensión trasera independiente, cada rueda motriz normalmente tiene una junta homocinética en cada extremo. La junta en el extremo de la rueda incluye típicamente un eje corto en el que está montado el freno giratorio y el conjunto de rueda. El eje estriado se ajusta a presión a la pista interior estriada.

Inicialmente, los sistemas de montaje de la planta de Ladson procedían de una de las fábricas de la empresa matriz en Alemania. Desafortunadamente, la operación de montaje del eje de mangueta fue un desafío desde el principio.

“Con el sistema de prensa, estábamos experimentando una tasa de fallas del 20 por ciento en la operación de ensamblaje del eje corto”, dice Joey Watkins, líder del flujo de valor de CVJ. “El DCVJ se colocó sobre el eje corto y se utilizó un cilindro de aire sobre aceite para aplicar una pequeña precarga y luego oscilar durante uno o dos segundos antes de iniciar la carrera de la prensa.

“Fue literalmente impredecible en cuanto a si las ranuras de acoplamiento estaban alineadas por la oscilación y cuándo no; tenemos una articulación dañada o un eje corto dañado o ambos. Era todo lo que teníamos, así que vivimos con él durante muchos años ".

Todo eso cambió cuando Watkins vio algunos materiales de marketing sobre la prensa de ensamblaje electromecánico rotatorio Promess (REMAP), una prensa de tornillo de bolas servoaccionada con un ariete giratorio y sensores de posición, fuerza y ​​torsión integrales.

“Leí el volante e inmediatamente supe que tenía una solicitud para REMAP”, dice Watkins. "Me puse en contacto con Promess y nuestro creador de sistemas de ensamblaje y comencé a desarrollar una solución 'inteligente' para nuestro desafío de ensamblaje en curso".

Montaje automatizado

Seis meses después, Watkins tenía un prototipo de su sistema de ensamblaje basado en REMAP usando un controlador Promess MotionPRO. Es un sistema de tipo dial de 12 estaciones que utiliza REMAP para la operación crítica del ensamblaje del eje corto.

Las piezas se cargan manualmente y la primera estación alinea las pistas interior y exterior para asegurarse de que estén paralelas. Luego, las piezas se indexan a la segunda estación donde el REMAP aplica una pequeña carga de 1 kilonewton y comienza a girar. Mientras esto sucede, los valores de fuerza, posición y par se monitorean en tiempo real.

“Buscamos un pico de torque durante la rotación”, explica Watkins. “Eso nos dice que las ranuras están alineadas, por lo que realizamos una ligera presión para mantener el ensamblaje unido y luego giramos todo de regreso a la posición inicial para realinear los orificios que el cliente usa para montar la junta. La funda CV, la tapa del extremo, las juntas y la junta en sí deben alinearse correctamente antes de realizar la operación de prensado final.

“REMAP y MotionPRO trabajando juntos nos permiten monitorear la fuerza y ​​la distancia en cada ensamblaje y producir una verificación de calidad rastreable”, continúa Watkins. “La capacidad de encontrar los datos para el eje y extraer gráficos y tomar capturas de pantalla de ellos para incluirlos en los informes para el cliente es realmente importante si tiene un problema en el campo.

“Muchos de nuestros clientes utilizan equipos Promess, por lo que podemos proporcionarles datos sin procesar directamente del sistema Promess y ellos los entienden. Eso nos permite discutir diferentes estrategias de medición o estrategias de ensamblaje, y ellos entienden cómo estamos evaluando el producto. Hace que sea mucho más fácil comunicarse con el personal de calidad del cliente cuando comprenden los sistemas que estamos utilizando ".

Afortunadamente, ese tipo de interacción con el cliente es mucho menos común porque la tasa de fallas para el conjunto del eje de mangueta se ha reducido del 20 al 2 por ciento en el sistema basado en REMAP. Y aunque eso es impresionante, no es el único beneficio de la nueva tecnología.

“La flexibilidad de los sistemas basados ​​en REMAP nos ha permitido reconfigurar el proceso y reducir el tiempo del ciclo de aproximadamente 46 segundos a 27 segundos”, continúa Watkins. “El nuevo flujo de trabajo incluye de 11 a 12 segundos adicionales para la instalación de arranque que solía ser parte del proceso básico, pero todavía estamos muy por debajo del requisito de antes. La operación de ensamblaje real solo toma de 18 a 22 segundos, pero los operadores no pueden mantener ese ritmo todo el día ".

La producción ha crecido de 800,000 DCVJ producidos anualmente en cuatro sistemas alemanes a 1.5 millones producidos en seis sistemas basados ​​en REMAP. Cada uno de los nuevos sistemas puede producir tres conjuntos de diferentes tamaños con solo un cambio de 30 minutos.

El siguiente paso

junta de velocidad
Esta junta de velocidad constante de tipo disco se ensambla con una prensa REMAP de Promess.

No contentos con esos logros, Watkins y su equipo han diseñado e instalado cuatro máquinas universales que utilizan prensas de ensamblaje electromecánicas Promess de 12 y 30 kilonewton (EMAP). Estos utilizan los mismos controles MotionPRO y ahora son el sistema estándar preferido para las operaciones de montaje de cojinetes y soportes centrales en la planta de Ladson.

También han diseñado un nuevo sistema basado en REMAP de ocho estaciones que ofrece un poco menos de flexibilidad al tiempo que conserva todas las ventajas de calidad y productividad de los sistemas de 12 estaciones. La principal diferencia es un flujo de trabajo simplificado limitado a una parte en lugar de un tiempo de cambio de tres y ocho horas. La principal ventaja es un costo de capital significativamente menor.

Al mismo tiempo, IFA-Group North America ha introducido una nueva familia de DCVJ que requieren una capacidad de ensamblaje mucho más sofisticada, incluida la capacidad de medir y controlar tasas de cambio específicas durante el proceso. Esas especificaciones están dentro de las capacidades de los sistemas basados ​​en REMAP sin ninguna modificación.

“Simplemente no hubiéramos podido montar estos productos avanzados en las máquinas antiguas”, dice Watkins. "El producto ha crecido con el proceso y es por eso que Promess es ahora nuestro proveedor preferido y especificado para medir y prensar".

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