案例研究

 

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电气元件

施威策工程实验室(SEL)

Schweitzer工程实验室(SEL)发明,设计和制造保护全球电网的数字产品和系统。他们的技术可以防止停电,使客户能够以更低的成本提高电力系统的可靠性和安全性。SEL提供各种故障指示器,可用于地下或安装在垫上的变压器,次表面或安装在垫上的开关设备和分段柜,接线盒和接头。最近,SEL在组装他们提供的众多复位故障指示器中遇到了困难。该产品由聚碳酸酯-Makrolon 2607制成,项目是将透明镜片显示屏焊接到组装体上。由于该产品设计用于恶劣,淹没和腐蚀性环境,

使用气动超声波焊接机的工艺产量低得令人无法接受:

SEL的气动超声波焊接工艺产量低得令人无法接受。焊缝不一致,导致非隐蔽焊缝泄漏。焊接工艺,DOE(实验设计)在三年内进行,始终指向相同的小焊接工艺窗口,具有高速下降和非常短的焊接时间。SEL的工程师正在考虑重新设计塑料注塑模具,以获得更平坦的焊接表面。然而,在对注塑模具进行昂贵的更改之前,他们为Dukane的应用实验室带来了多套零件。

使用iQ伺服超声波焊接图表识别的问题:

Dukane的20 kHz频率iQ系列伺服控制超声波焊接系统采用Melt-Match®技术,用于对样品部件进行测试。iQ伺服焊机图表显示该部件的作用类似于弹簧,因为焊接区域下方有一个空心区域,并且比喇叭运动更快地坍塌,导致焊缝不一致和泄漏。因此,必须使用不同的焊接速度。

伺服驱动超声波焊接精确控制和可重复性产生100%良率:

Dukane高级应用工程师Ken Holt表示,"当初始焊接速度较慢并且在焊接距离上逐渐增加时,这种级别的聚碳酸酯Makrolon 2607焊接得非常好。尽管旧的气动系统能够在焊接期间改变力,但是由于将空气移入或移出气缸所需的时间,变化率受到限制。然而,伺服系统能够加速50in / s2,这相当于在0.020s内将速度改变1in / s。Dukane获得专利的Melt-Match®技术通过在焊接过程中允许10个离散速度值进一步扩展了这一能力。

iQ Servo能够精确控制和改变焊接速度(焊接接头塌陷的速度),这是焊接防漏部件的关键因素。尝试了许多设置,直到优化焊接速度的变化。最终速度曲线设置为.020"/秒。到.090"/秒。事实证明,它非常坚固,允许焊接距离和振幅的变化,而不会对焊接结果产生不利影响。

Melt-Detect™也称为Force Drop,是Melt-Match®技术的重要组成部分,可以确保在提示喇叭开始向下运动之前完全开始熔化。力曲线的整体"U"形(图1)表明在触发时施加了较大的力; 当力下降到预设值时发出喇叭运动,表明该部件已开始熔化并坍塌; 最后,力和喇叭运动逐渐增加,提供一致的强力粘合。距离与时间曲线的逐渐增加(图1)显示焊接进展时没有突然变化。

Schweitzer工程实验室公司制造工程主管Rick Lewis说:"我们有一个旧的1980年代气动焊机,需要更换。新型伺服焊机因其更强大的性能而成为显而易见的选择。新型伺服焊机集成在一个机器人单元中,工作正常。伺服焊机的可重复性以及焊接和绘图功能使设置新焊接程序变得更加容易。它减少了设置新焊接工艺所需的工程时间和废料零件数量。"他补充道,"在圣查尔斯使用应用实验室并在杜肯集团会见Ken Holt的能力提供了丰富的知识,用于我们未来的所有焊接项目。"

因此,通过使用Dukane的技术,SEL能够在其现有零件上获得气密密封,并且没有对其故障指标进行任何昂贵的零件设计更改。

医疗行业

医疗诊断测试条

一家领先的医疗设备制造公司使用Dukane的 iQ系列 伺服驱动超声波焊接系统 来组装测试条并获得复杂的结果。将迷你医疗设备组装成测试条需要精确,可重复和一致的过程控制。测试条由两层薄的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜制成。在两层之间是携带诊断化学品的网状膜层。组装后,将测试条置于分析仪中。这些测试条测量总胆固醇,HDL,葡萄糖和甘油三酯。

在投资 iQ 伺服超声波焊接机之前,制造商面临的最大挑战是在装配过程中薄PET薄膜未对准。废品率超过30%。Dukane的 iQ系列 伺服驱动超声波焊接系统采用Melt-Match®专利技术 ,固定部件对齐问题,并提供准确,可重复和可靠的过程控制。结果,废品率降至不到5%。 iQ系列 伺服超声波焊接机使用高效,高效的iQ 伺服数字过程控制,在不到三年的时间内提供了2000多万次循环 。

通常,超声波工艺允许薄膜层压在组件中移动而没有产品未对准。多个参数可用于定义iQ 伺服系统的触发顺序 。在这个特定的应用程序中,iQ 伺服系统被编程为以最小的力触发。超声波喇叭以一定的速度行进,然后在与零件接触之前减速到程序控制的速度。当系统达到编程的触发力值时,喇叭的向下运动完全停止,超声信号开始。接下来,系统检测到编程的力下降,表明零件已经开始熔化并且随着伺服运动重新开始焊接继续。零件压缩继续进行编程的距离和速度。控制喇叭速度和检测熔体引发的上述特征减少了薄膜壁上不必要的力并提高了焊接质量。

在最终焊接阶段,伺服可以灵活地编程动态和/或静态保持。在此应用中, iQ 伺服系统已编程为提供"静态保持"。结果,压力机保持其最终焊接位置一段给定的时间,而不移动。这使材料有足够的时间固化而不会错位。然后,Horn返回原位或顶击准备好进行新的循环。这是这些薄PET条带最有用的功能。

使用iQ 伺服系统的另一个主要优点 是能够在多个iQ 伺服系统上复制已知过程, 而不会出现焊接结果的任何变化。在此应用中,此功能对制造公司具有重大优势。他们能够根据他们不断增长的需求安装多个 iQ 伺服系统,而无需投入额外的时间或精力来微调每个设置的过程。

与卓越的产品Dukane的销售和工程团队一起,与客户协作,为他们的特定应用提供最佳解决方案。有关iQ系列 伺服超声波焊接机和其他超声波焊接产品的更多信息, 请访问 http://www.dukaneias.cn/ 或致电0519-85966719。

汽车行业

车厢盖组装

Dukane感到荣幸和自豪,成为2016年丰田塔科马皮卡上的Tonneau盖板组装的获奖团队的一员。这个成功的团队在11个月内设计并创造了一个Tonneau盖子,不仅灵活,重量轻,而且为最终用户提供所需的强度和安全性。所有这些独特的功能使得Tonneau在2015年SPE TPO汽车工程聚烯烃会议上成为外部装饰类零件竞赛的赢家。

新款丰田Tonneau外壳采用三重设计,可轻松固定或从车辆上拆下。注塑热塑性聚烯烃以形成这三个折叠的上面板和下面板。注塑成型是选择,以获得一致的薄壁和尺寸稳定性。此外,这些面板经过修剪,可进一步减轻重量。将铝条,"T"形螺母和螺母板放置在面板上以获得所需的强度。所有三个面板在右侧和左侧都有更多的焊接区域,以防止使用撬杆拾取或撬开组件并提供防盗安全性。

最初,塑料焊接行业(包括Dukane)的振动焊接技术的领先供应商认为这种应用是低频焊接应用。由于低频振动焊接机的高成本以及构建更大工具所需的额外费用,显然使用低频设备将是焊接这些面板的非常昂贵的方式。然而,Dukane的技术专家保持开放的态度并使用高频和低频振动焊接机测试应用,证明它可以通过高频焊机完成。最后,Dukane制造了标准的240 Hz Dukane振动焊接机,并将成本降至最低。

两个版本的组件设计用于短床卡车,另一个用于长床卡车。Dukane每个版本构建了三个面板,这意味着六个振动工具可以焊接六个单独的部件。Dukane的客户Nyloncraft,分批焊接这些零件。Dukane振动焊接机的快速换刀功能允许Nyloncraft使用相同的焊机焊接所有三个床罩板。工具通常在不到半小时的时间内更换,远远小于模具更换的工具。

Dukane振动焊接机的感应部件感应功能用于确保所有铝条,"T"螺母和螺母板在焊接上部和下部之前牢固放置。Dukane专有的HMI软件经过编程,可以在焊接盖板的上下模具之前查找多达15个零件。每个组件上有大约55到70平方英寸的焊接区域。有些面板较大,因此它们更接近70平方英寸的焊缝。

这个项目最初的挑战是团队合作、坚持不懈和清晰的愿景。其结果是一个获奖产品,帮助丰田满足严格的CAFE(企业平均燃油经济性)标准,为车队的mpg。

杜肯
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