Robotergestützte Montage von Fahrzeugscheinwerfern

Die Beleuchtung in Fahrzeugen hat sich im Zuge der Entwicklung der Automobilindustrie gewandelt. Die ersten Modelle des Ford T waren noch mit Karbidlampen ausgestattet, doch bereits in den 1920er Jahren setzten sich Lichtmaschinen und Glühlampen allgemein durch. Die Stromversorgung blieb bestehen, doch es kamen nach und nach neue Arten von Lichtquellen hinzu, wie Halogenlampen, Xenon-Scheinwerfer und schließlich Leuchtdioden (LEDs). LED-Scheinwerfer haben eine ganze Reihe von Vorteilen, insbesondere in Bezug auf Energieeffizienz, Lebensdauer und Lichtqualität.

Wie sind LED-Autoscheinwerfer aufgebaut?

Die einzelnen Lampenmodelle unterscheiden sich natürlich je nach Automarke, Verwendungszweck oder Hersteller der Lampe. Im Gehäuse des Scheinwerfers befinden sich ein Tragrahmen, ein elektronisches Steuermodul, LED-Module und ein Kühlsystem. In den Scheinwerfern können sich sogar mehrere Dutzend Dioden befinden. Das Steuermodul kann verschiedene Leuchtsequenzen für die einzelnen Elemente bieten. All dies befindet sich in einer Abdeckung mit entsprechenden Linsen und einem Abdeckrahmen.

Welche Prozesse finden bei der Herstellung von LED-Leuchten statt?

Von grundlegender Bedeutung ist die Verfügbarkeit von Montagelinien, die auf die hergestellten Leuchtentypen abgestimmt sind. Die konzipierten Arbeitsstationen müssen eine korrekte Zuführung aller Komponenten, die Abwicklung der Prozesse in der richtigen Reihenfolge sowie den Schutz vor ESD [1] an den erforderlichen Stellen gewährleisten. Bei der Herstellung von LED-Leuchten lassen sich mehrere Hauptprozessgruppen unterscheiden:

• Platzieren, Montieren und Verschrauben,
• Reinigung und Oberflächenvorbereitung, z. B. durch Plasmastrahlen [2], Ausblasen mit ionisierter Luft,
• Ausheizen im Ofen,
• Schweißen, einschließlich mit Ultraschall und Infrarot,
• Kleben und Abdichten,
• Drucken und Anbringen von Etiketten,
• Prüfung auf Dichtheit, Vorhandensein aller Komponenten, Geometrie, Kontrolle der Spalten zwischen Gehäuse und Linse,
• visuelle Prüfung der Lampenfunktionalität, der elektrischen Absorption der fertigen Lampe und der Lumineszenz.

Robotisierung

Ein Teil der Montagevorgänge wird an manuellen Arbeitsplätzen durchgeführt, die jedoch mit automatisierten Schraubwerkzeugen in Ausführungen mit Drehmomentwandler und Reaktionsarm ausgestattet sind. Die Komponenten werden über Schwerkraftrutschen oder Vibrationsförderer zugeführt, die Schrauben über einen Dispenser. Viele dieser Prozesse lassen sich sinnvoll automatisieren und robotisieren. Universalroboter werden zum Transport des Produkts zwischen Stationen oder Arbeitsplätzen eingesetzt, z. B. zum Entnehmen der Lampen aus dem Ofen. Roboter bewähren sich auch im Klebevorgang, z. B. zur Oberflächenvorbereitung durch Plasmastrahlen oder zum präzisen Auftragen von Klebstoff. Am Roboterarm kann eine Ultraschallschweißvorrichtung mit Sonotrode [3] befestigt werden, um diese präzise zu positionieren. Ein gutes Beispiel für die Robotisierung der Lampenmontage, bei der drei Roboter verschiedener Marken integriert wurden, ist die von ELPLC entworfene und gebaute Station zum Aufbringen von Linsen, zum Plasmaschneiden und zum Kleben.

Lichtmontagelinien von ELPLC

Seit einigen Jahren verfügt ELPLC in seinem Portfolio über komplette Montagelinien für verschiedene Arten von Fahrzeugleuchten. Diese umfassen manuelle Montagestationen, robotergesteuerte Stationen mit Drehtischen, Umschlagrroboter sowie spezialisierte EOL-Prüfgeräte. Für die Prüfgeräte wurde zudem eine spezielle Software entwickelt, die zahlreiche Prüfmethoden unterstützt. Es handelt sich um ein hardwareunabhängiges Tool zur zentralen Steuerung des Prüfprozesses vom Arbeitsplatz aus oder per Fernzugriff.

Vollständige Rückverfolgbarkeit dank TOMAI Factory System

Die von ELPLC gebauten Linien sind mit dem firmeneigenen TOMAI Factory System ausgestattet. Eine seiner Funktionen ist die Bereitstellung der vollständigen Produktionshistorie jedes einzelnen Teils und die Möglichkeit ihrer Analyse. Diese kann anhand verschiedener Kriterien und ausgewählter Filter erfolgen, z. B. eine Effizienzanalyse nach Stationen oder Bedienern. Ein Datenexport ist ebenfalls verfügbar.

Anmerkungen

1. ESD-Schutz (Electro-Static Discharge) ist ein System zum Schutz von elektronischen Bauteilen, die empfindlich gegenüber elektrostatischen Entladungen sind.
2.  Plasmabehandlung – Einwirkung auf die Oberfläche mit ionisiertem Gas, wodurch die chemische Reaktivität der Oberflächenatome verändert wird. Eine Methode zur Reinigung von Bauteilen vor dem Klebevorgang.
3. Sonotrode – Endgerät einer Ultraschallschweißmaschine, dessen Funktion die abschließende Verstärkung der Amplitude und die Übertragung der Schwingungsenergie ist. Die Sonotrode ist mechanisch mit dem Wandler für elektrische Signale in Schwingungen und dem Amplitudenverstärker verbunden. Typische Betriebsfrequenzen sind 20, 30 oder 35 kHz.

Maschinen und Anlagen von ELPLC S.A.

Wir sind auf die Entwicklung und den Bau von Maschinen, kompletten robotergestützten Montagelinien sowie auf die Erstellung von Software für die Industrie spezialisiert. Wir bieten unsere Kompetenzen für zahlreiche Branchen an. Wir liefern Lösungen für Industrie 4.0 / TOMAI Factory System.