MACCHINE PER ASSEMBLAGGIO

MACCHINA PER SALDATURA LASER VALVOLA EGR

Settore Automotive
Tipologia Macchine per assemblaggio
Anno 2010
Dimensioni 1000x1430xH1800 mm
Prodotto processato Componenti di valvola EGR per impianto emissione automobile

Descrizione

Il sistema è composto fondamentalmente da tre sottogruppi: la macchina di saldatura, l’attrezzatura speciale per la giunzione bielletta/alberino, l’attrezzatura speciale per la giunzione del flap sull’alberino all’interno del corpo valvola EGR. La macchina di saldatura utilizza una sorgente laser pulsata da 150 W. La radiazione laser proveniente dal generatore a impulsi viene veicolata all’ottica di focalizzazione, che è montata su un sistema cartesiano a 3 assi ortogonali, tramite un sistema che utilizza la fibra ottica come conduttore dei raggi. La macchina garantisce la possibilità di modulare la forma e la durata dell’impulso al fine di ottimizzare le caratteristiche della saldatura. Un chiller integrato alla macchina dissipa il calore prodotto. In posizione frontale rispetto all’operatore, è presente uno stereomicroscopio digitale per poter visionare il processo di saldatura durante l’esecuzione, ovviamente in completa sicurezza. Per evitare l’ossidazione della giunzione, viene immesso un gas nobile nella zona di saldatura durante l’operazione. La macchina consente un controllo continuo dell’energia emessa durante l’esecuzione, con la precisione dell’ordine del Joule. L’attrezzatura di giunzione bielletta con alberino è costituito da posaggi attrezzati per l’alloggiamento dei componenti, da gruppi di posizionamento e da sistemi poka-yoke, che permettono l’interfaccia precisa tra i due pezzi da saldare e l’ottica di focalizzazione, controllando nel contempo la correttezza delle operazioni manuali di carico dei componenti. L’attrezzatura è stata studiata per contenere 10 coppie biella/alberino, in modo che l’operazione di carico manuale abbia frequenza periodica e non vincoli con continuità l’operatore alla macchina. I sistemi di posizionamento consentono il mantenimento dell’ortogonalità tra la bielletta e l’alberino, l’azzeramento del gioco lineare e angolare tra i due componenti ed, in generale, la continuità di posizionamento relativo ed assoluto durante la precisissima operazione di saldatura. Il primo sistema poka-yoke integrato garantisce che l’operatore inserisca nel posaggio l’alberino correttamente orientato, il secondo controlla la forza esercitata dall’operatore durante la chiusura dell’attrezzo tramite un sistema di pre-carico molla che blocca automaticamente il sistema al raggiungimento della forza necessaria, al fine di impedire un eventuale danneggiamento dei pezzi. Inoltre, un sistema di visione ad infrarossi controlla la presenza di tutti i pezzi prima di consentire l’inizio dell’operazione di saldatura. La giunzione viene realizzata senza apporto di materiale, consentendo di raggiungere un’elevata resistenza alle sollecitazioni di fatica termica e cinematica che il particolare meccanismo subirà durante la sua vita. Inoltre, l’elevata profondità di riscaldo propria della saldatura a impulsi consente di ridurre la dimensione del cordone e conseguentemente dell’area termicamente alterata e potenzialmente soggetta a deformazione. Il secondo sistema di posizionamento garantisce la possibilità di saldare il flap all’alberino già montato all’interno del corpo valvola EGR, in una posizione angusta e difficile da raggiungere. In questo caso, a differenza della prima attrezzatura, che è inserita in posizione fissa all’interno della macchina, il sistema qui si giova di un carrello pneumatico che trasporta l’attrezzatura fuori e dentro la macchina, facilitando il carico in ergonomia da parte dell’operatore su una posizione esterna e quindi più comoda. La differenza di configurazione è dovuta al diverso ingombro e peso dei componenti in gioco tra un’operazione e l’altra. Sempre per facilitare il carico ergonomico del corpo, è stato studiato un sistema rototraslante che minimizza i pesi e gli ingombri in gioco. Il sistema garantisce la ripetitività dell’orientamento del flap, che ha 6 gradi di libertà possibili nello spazio prima della saldatura rispetto all’alberino. Chiave di volta del processo è l’innesto di un complesso sistema meccanico che garantisce nel contempo il passaggio della radiazione laser nell’angusto spazio rimasto. La saldatura avviene da due lati: da una parte su tre asole, dall’altra su un tratto rettilineo per rinforzo, grazie ad un ulteriore sistema automatico, che consente il posizionamento dei componenti in gioco nelle due diverse posizioni. Per garantire le caratteristiche di gestione just in time del processo, l’attrezzatura è stata studiata per alloggiare due modelli molto diversi di valvola EGR. Come nel primo caso, un sistema di visione controlla la presenza dei pezzi caricati dall’operatore per dare il consenso all’esecuzione della saldatura. Tale controllo è esteso ad alcuni attrezzi di supporto, che devono essere aggiunti dal’operatore in posizioni predefinite, per garantire il mantenimento di un gioco assiale e dell’orientamento angolare fra i due elementi da saldare. Alla fine del processo, la giunzione offre una resistenza torcente di 20 Nm (valore elevatissimo considerando le dimensioni molto ridotte del cordone).

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