Moottoritilan paneelit
Yhdessä sovelluksessa ultraääni sai tehtäväkseen hitsata alumiinilla päällystetyt eristyspaneelit moottoritilaan. Materiaalikokoonpano oli tappaja: Alumiinilla päällystetyt akustiset polyuretaani (PU) -matot oli sidottava lasikuitulujitteisiin polypropeeni- (PP) paneeleihin. Jos tämä ei riittänyt haasteesta, oli hitsattava kuusi eri osaa.
Tämä sovellus oli todellinen haaste komponenttien pysyvälle ja turvalliselle liittämiselle. Liimat eivät toimisi kustannusnäkökohtien ja materiaalien yhdistelmän vuoksi. Kiinnityselementit tai ruuvit olivat liian vaarallisia, koska ne saattavat irtoa moottorin käytön aikana. Mikään muu lämpöliitosmenetelmä, kuten laserhitsaus, infrapunahitsaus tai tärinähitsaus, ei ollut sopiva.
Alkuperäiset testit, joissa käytettiin ultraäänihitsausta kädessä, osoittautuivat positiivisiksi. PU-maton ja ruiskuvaletun PP-osan väliin voitiin luoda tiukka nivel, väliin jäävästä alumiinikerroksesta huolimatta. Ultraäänivärähtelyjen avulla oli mahdollista tunkeutua alumiinipäällysteeseen ja antaa energiaa PP-osan molekyyleille.
Sitten tehtäväksi tuli miten saada toistettavat hitsaustulokset ja varmistaa asiakkaan vetolujuusvaatimus vähintään 50 newtonia hitsauspistettä kohden. Kulutuskestävä karkaistu teräs osoittautui oikeaksi materiaaliksi sonotrodeille. Ultraääniinsinöörit määrittivät hitsauspisteiden sijainnit ja suunnittelivat monimutkaiset kiinnikkeet, mukaan lukien kiinnitysjärjestelmä ja osan skannausanturit.
Sonotroodit asennettiin pneumaattisiin toimilaitteisiin, jotka oli kiinnitetty kuusiakselisiin robotteihin. Kuusi erilaista kiinnikettä suunniteltiin vastaamaan osien muotoja ja tukemaan hitsauspisteitä.
Kokoonpano tapahtuu pyörivillä indeksointipöydillä. Kahdessa asennossa kokoonpano tapahtuu kahdella robotilla. Kolmannessa asennossa toinen robotti lataa ja purkaa osat automaattisesti.
Arvokasta aikaa - korkeintaan yksi sekunti hitsauspistettä kohden - säästiin esilataamalla pneumaattinen sylinteri, joka pidentää ja vetää sisään ultraäänipinoa. Esikuormitus tarkoittaa, että sylinteriä on jo laajennettu älykkään pneumaattisen järjestelmän kautta ennen kuin robotti saattaa hitsaustyökalun kosketukseen hitsauspisteen kanssa.
