Digitális világunkban érdemes a fejlődést a konstrukció tervezésétől a kész termékig végig követni. Ezért az időszakos helyzetértékelés mindig hasznos minden szakterületen a jövő szempontjából.

Cikkemben egy ilyen összefoglalóval próbálkozom a szereléstechnológia fejlődése területén. A mai konstrukciókban megjelentek az új anyagok, az új kötések és ennek megfelelően az új gyártási és szerelési technológiák. Ezzel összefüggésben további fontos szempontok a gazdaságosság, és az élettartam is.

Az új anyagoknál megemlíteném az új ötvözeteket, a kompozitokat, amelyek alkalmazása például a járműiparban folyamatosan fejlődő terület. Az új technológiák között a 3D nyomtatás vezeti a listát. Természetesen a hagyományos technológiák – forgácsolás, alakítás, hegesztés stb. – a digitális fejlődésnek köszönhetően jelentős változáson mentek át. Ez alól a szereléstechnológia sem kivétel. A szerelésben az új alkatrészkapcsolatok és az új gyártási technológiák egymással kölcsönhatásban fejlődtek. Erre példa a karosszéria gyártásban egy olyan kötőelem (RIVSET), amely a lemezt kilyukasztva (hő hatására) biztos kötést eredményez. A műveletet egy robot is gyorsan és biztonságosan végzi automatikusan. A fenti változások a tervezésre is visszahatnak, ezért fokozott jelentősége van a naprakész tájékozottságnak a szakterületen.

A szereléstechnológiában a fejlődés kiterjed a műveletvégző eszközökre, az ellenőrző egységekre, a kézi munkahelyekre, az automatákra, és a robotokra. Mivel a szereléstechnológiai folyamat komplex rendszer, ezért fontos része a tervezésnek a szervezési szempont is.

Az ipar 4.0 szellemében a szerelési folyamat digitalizálása egyben a logisztika és az egész termelési folyamat hálózati összefüggésére utal, és utat nyit az „okos gyár” (smart factory) felé. A mesterséges intelligencia egyes részterületeken való megjelenése ezt a fejlődést felgyorsíthatja.

Néhány példán mutatom be a szerelés jelenlegi fejlettségi szintjét és kitörési lehetőségeit. A 2000-es évek elején jelent meg az okos kézi csavarozógép, amely a fogantyújában elhelyezett chip-ben regisztrálta a csavarmeghúzás időpontját és a meghúzási nyomatékot az üzembehelyezéstől kezdve a leselejtezésig. Ezzel a minőségbiztosítás által előírt adatrögzítést és a személyes felelősséget is megoldották. Ezt követte számos cég továbbfejlesztett csavarozó gépe. Az adatgyűjtés és elemzés mellett a gépek rendszerbe szervezését is megoldották a továbbfejlesztett vezérlésekkel.

A szerelő sajtóknál az út, idő és erő folyamatközi felügyeletével a szegecselés és sajtolás műveletének teljes felügyelete is megoldásra került. Ezeknek az adatoknak rögzítése és elemzése mellett a gépek hálózatba kapcsolását is megoldották új vezérlések fejlesztésével. Az ábrán látható a Schmidt cég rendszere a Press Control 5000 vezérléssel.

forrás: Schmidt Technology GmbH

A műveletek felügyelete például a radiális szegecselésnél is megoldásra került és hasonló módon a gépeket is hálózatba lehet kapcsolni. A műveletvégző eszközök mellett meg kell említeni a munkahelyeket összekapcsoló anyagmozgató rendszereket is: a szalagokat, intelligens robotkocsikat.

A lineáris továbbító rendszerek fejlődését például a kisméretű optikai modulok szerelésében a Beckhoff által fejlesztett XTS szemlélteti a legjobban, a bővíthetőségével, intelligens vezérlésével. A 2 sec ütemidővel így évi 10 millió egység gyártása válik lehetővé.

forrás: Beckhoff

A kézi szerelésről sem szabad megfeledkezni, mert még létező és sok esetben gazdaságos megoldás. A kézi szerelő munkahelyeken is számos segítő megoldást fejlesztettek ki a digitális megoldásokat is beleértve.

A Frauenhofer-IPA intézet új szoftverjével lehetővé válik a kézi szerelés intelligens tervezése. Ennek lényege, hogy egy konstrukció CAD-modelljéből a mesterséges intelligencia segítségével szerelési terv készülhet. Ez jelenthet videot, szöveget és más formátumot is. A folyamat a következő: első lépésben az Assemblio cég „Assembly Suite” szoftverje elemzi és értékeli STEP adathalmazokat. Ezek a sok információt tartalmazó adathalmazok a szerelendő alkatrészek CAD modelljéből származnak.

A második szoftver komponens az „Assembly composer” Ennek feladata a STEP adathalmazából származó információk betáplálása a szereléstervezés egyik grafikus eszközébe.

A harmadik szoftver komponens a „KIM” (KI-Montageassistenz = mesterséges Intelligencia szerelési asszisztens) teszi lehetővé az adatok átvitelét az irodából a munkahelyre és a megjelenítést. Az utóbbi lehet 2D vagy 3D formátumban is. A szoftver alkalmazás előnye a tervezésben és a szerelésben a személyi költségek 20-50%-os csökkentése. Ez egyben a termék gyártásában az összköltség 20%-os csökkentését is jelenti.

A szoftver felépítését az alábbi ábra szemlélteti.

A szerelő munkahelyeket támogató másik újdonság a MINTEC SMART ASSIST rendszer, amely két részből áll: az Editor „Edi”, és a Player „Buddy”. A két modul kölcsönhatása a rendszert rugalmassá és egyszerűvé teszi. Ez a rendszer a kissorozatú szerelésben és a sok gyártmányváltozat esetén alkalmazható előnyösen. A működésre jellemző, hogy az Edi elsősorban a szerelés előkészítésében jelent előnyt, mert a dolgozó maga alakíthatja ki a folyamatot. Ezzel a műveletterv rögtön a dolgozónál alkalmazható a Minitec Smart Player segítségével a munkahelyen. A Buddy a művelettervben megjelölt eszközök rendelkezésre állását segíti. Ez a segítség többféle lehet: érintő képernyő, fényjelzés, lézer vetítő. Az eszközök köre tovább bővíthető. A kézi szerelést támogató rendszer előnye az időmegtakarítás és a rugalmasság.

A szereléstechnológiában a komplex automatizálás jelentősége megnőtt. A szenzortechnika és a robotalkalmazások mellett a vezérlések képességeinek fejlődése jelentő előnyt jelent gyártásban. A következő példa az autóiparból származik. A Sonplas GmbH szerelő célgépeket fejleszt a személyautókat-, és haszongépjárműveket gyártó cégeknek. Az e-mobilitás előtérbe kerülésével a villanymotorok álló és forgórészének automatikus szerelésére készítenek körasztalos automatákat. A Beckhoff cég PC alapú vezérlésével az állórész előszerelésére fejlesztett legújabb körasztalos célgéppel rövidült a ciklusidő és növekedett a kibocsájtási teljesítmény.

forrás: SONPLAS GmbH

A fejlődés folyamatos és nagyon gyors. A járműiparban az e-mobilitás előretörése az akkumulátorok szerelésének folyamatos fejlesztését is jelenti. Mindezek mellett az üzemanyagcellák terjedése is komoly kihívást jelent a gyártás és szerelés fejlesztése számára.

A szerelés automatizálása számos szakterület fejlesztési eredményét felhasználja. Ehhez a gyors fejlődéshez a szakember képzésnek is fel kell zárkózni a jövőben.

Dr. Göndöcs Balázs c.egyetemi docens

Szakirodalom: MM MaschinenMarkt

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!