TỰ ĐỘNG HÓA QUY TRÌNH TÁN ĐINH TỰ XUYÊN VỚI CẢM BIẾN IFM – GIẢI PHÁP TỐI ƯU CHO NGÀNH Ô TÔ

TỰ ĐỘNG HÓA QUY TRÌNH TÁN ĐINH TỰ XUYÊN VỚI CẢM BIẾN IFM – GIẢI PHÁP TỐI ƯU CHO NGÀNH Ô TÔ (AUTOMATED SELF-PIERCE RIVETING WITH IFM SENSORS FOR AUTOMOTIVE INDUSTRY)

Duy trì chất lượng sản phẩm bằng phát hiện căn chỉnh chi tiết (Maintaining quality with part alignment detection)

Thách thức

Đinh tán (rivets) được sử dụng phổ biến trong ngành sản xuất ô tô (automotive industry) nhờ độ bền cao và khả năng liên kết vật liệu mà không cần hàn hoặc keo dán (fastening without welding or adhesives).

Trong các dây chuyền tự động hóa tán đinh tự xuyên (automated self-pierce riveting), việc căn chỉnh chính xác giữa các chi tiết và dụng cụ (part alignment & tool positioning) đóng vai trò then chốt để đảm bảo chất lượng mối nối và giảm phế phẩm.

Giải pháp từ IFM

Hệ thống cảm biến tầm nhìn 2D và 3D IFM (IFM 2D/3D vision sensors) giúp phát hiện, căn chỉnh và kiểm tra chất lượng chi tiết (part detection, alignment & inspection) trong suốt quá trình tán đinh.
Các cảm biến này giám sát vị trí chi tiết và xác minh độ chính xác của mối nối, từ đó:

• Ngăn lỗi lệch vị trí hoặc sai hướng (misalignment, orientation errors)
• Phát hiện khoảng hở và khuyết tật (gaps or defects)
• Giảm phế phẩm (reduce scrap rate) và chi phí sửa lỗi Ngoài ra, việc sử dụng cảm biến tầm nhìn giúp ngăn ngừa va chạm robot (robot crashes) – nguyên nhân chính gây dừng máy và hư hỏng đầu kẹp (end-of-arm tool damage).

Đảm bảo lực tán đinh đồng nhất bằng giám sát áp suất thủy lực (Guaranteeing consistent rivet force with continuous hydraulic pressure monitoring)

Thách thức

Trong quy trình tán đinh tự xuyên (self-pierce riveting process), việc kiểm soát lực và áp suất (force & pressure) chính xác là yếu tố quyết định. Nếu áp suất không ổn định, có thể dẫn đến ép thiếu (under-compression) hoặc ép quá mức (over-compression), gây biến dạng vật liệu hoặc làm giảm chất lượng liên kết.

Giải pháp từ IFM

Cảm biến áp suất IFM (IFM pressure sensors) sử dụng công nghệ cảm biến điện dung (capacitive sensing elements) giúp duy trì độ chính xác ngay cả sau 100 triệu chu kỳ hoạt động. Các cảm biến này giúp:

• Kiểm soát áp suất thủy lực ổn định (precise hydraulic control)
• Duy trì chất lượng mối nối (consistent rivet quality)
• Tăng tuổi thọ thiết bị và giảm thời gian dừng máy (reduce downtime)

Nâng cao độ chính xác của robot bằng phản hồi vị trí đáng tin cậy (Enhancing riveting precision with reliable position feedback)

Thách thức

Vị trí và chuyển động của cánh tay robot (robot arm) quyết định độ chính xác khi đặt và tán đinh (precise riveting positioning). Sai lệch nhỏ trong phản hồi vị trí có thể gây lỗi căn chỉnh (alignment error) hoặc tăng thời gian chu kỳ (cycle time).

Giải pháp từ IFM

Bộ mã hóa IFM (IFM encoders) cung cấp phản hồi vị trí theo thời gian thực (real-time position feedback) giúp robot điều chỉnh vị trí và chuyển động chính xác hơn. Với công nghệ từ tính (magnetic technology), encoder IFM có khả năng chống rung và va đập cao, thích hợp cho môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Ngoài ra, IFM encoder hỗ trợ IO-Link, giúp:

• Truy xuất dữ liệu vận hành (process transparency)
• Phân tích xu hướng để thay thế linh kiện chủ động (predictive maintenance)
• Giảm dừng máy ngoài kế hoạch (minimise unplanned downtime)

Duy trì điều kiện vận hành lý tưởng với giám sát nhiệt độ liên tục (Achieving ideal conditions with continuous temperature monitoring)

Thách thức

Quá nhiệt (overheating) là nguyên nhân phổ biến gây hư hỏng động cơ, giảm tuổi thọ đầu tán đinh (rivet tool) và ảnh hưởng đến chất lượng liên kết (joint quality). Nhiệt độ cao của vật liệu hoặc dụng cụ có thể làm thay đổi độ cứng (hardness), dẫn đến lực tán đinh không đồng đều và hao mòn thiết bị nhanh chóng.

Giải pháp từ IFM

Cảm biến nhiệt độ IFM (IFM temperature sensors) được chế tạo nguyên khối bằng thép không gỉ 316 (316 stainless steel one-piece housing), giúp ngăn ngừa xâm nhập (eliminate ingress) – nguyên nhân chính gây trôi tín hiệu và hỏng cảm biến (sensor drift & failure).

Bên trong, đầu dò RTD (Resistance Temperature Detector) được bố trí chính xác để cung cấp đo nhiệt độ ổn định, chính xác và lặp lại cao (accurate & repeatable measurement).

Giải pháp này giúp bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do nhiệt, đồng thời đảm bảo chất lượng đinh tán và hiệu suất dây chuyền sản xuất.

Cải thiện sức khỏe máy móc với giám sát rung liên tục (Improving machine health with continuous vibration monitoring)

Giảm thiểu rung động bất thường và quá mức (Minimising abnormal or excessive vibrations)

Rung động (vibration) quá mức có thể gây sai lệch (misalignment) hoặc tán đinh (rivet fastening) không chuẩn, dẫn đến lỗi sản phẩm trong ngành ô tô.

Cảm biến rung IFM (IFM vibration sensors) giúp phát hiện kịp thời các rung động bất thường trong máy, báo hiệu lỗi cơ khí, mất cân bằng, hoặc sai lệch trục, giúp ngăn ngừa hỏng hóc nghiêm trọng.

Giải pháp IFM

Cảm biến rung IFM giám sát đồng thời 5 yếu tố quan trọng của tình trạng máy: va đập (impact), mỏi (fatigue), ma sát (friction), mức độ nghiêm trọng (severity) và nhiệt độ (temperature).

Dữ liệu được theo dõi thời gian thực (real-time monitoring) giúp dự đoán sớm các hư hỏng tiềm ẩn, giảm thiểu thiệt hại nghiêm trọng và bảo đảm chất lượng sản xuất.

Ngoài ra, cảm biến rung IFM còn theo dõi hiệu suất động cơ, cảnh báo khi động cơ hoạt động kém hiệu quả gây lãng phí năng lượng.

Đảm bảo an toàn và độ chính xác cho robot với cảm biến vị trí không tiếp xúc (Ensuring robot safety and precision with non-contact position detection)

Giảm rủi ro sai lệch và lỗi tán đinh (Reducing the risk of misalignment and defects)

Trục đầu tiên (first axis) của robot thường nằm ở đế (robot base). Trước mỗi ca làm việc, robot sẽ chạy chu trình định vị ban đầu (homing routine) để đảm bảo an toàn và vị trí chính xác.

Cảm biến tiệm cận an toàn IFM (IFM safety inductive switches) được dùng để phát hiện cờ kim loại (metal flag) nhỏ tại vị trí chuẩn trên đế robot.

Với thiết kế chống va đập (impact-resistant), cảm biến giúp xác định vị trí robot chính xác, đảm bảo an toàn và duy trì độ tin cậy cao trong suốt quá trình vận hành.

Tối ưu hiệu suất sản xuất với tích hợp IO-Link thông minh (Optimise production efficiency and enhance quality by using IO-Link integration)

Giảm thời gian cài đặt và tăng tốc thay thế thiết bị (Reduce commissioning time and speed up device replacement)

Tính sẵn sàng thiết bị (equipment availability) là yếu tố then chốt để duy trì tiến độ sản xuất. Giải pháp IO-Link của IFM (IFM IO-Link solutions) giúp tối ưu quá trình vận hành với khả năng Plug & Work, tự động nhận dạng thiết bị mới và giảm thiểu thời gian dừng máy.

Giải pháp IFM

• Cảm biến IFM có giao tiếp IO-Link kỹ thuật số (digital communication), cho phép truyền dữ liệu nhanh và chính xác, loại bỏ lỗi do chuyển đổi tín hiệu tương tự – số (analogue-to-digital conversion errors).
• Giá trị đo kỹ thuật số (digital process values) giúp đảm bảo độ chính xác cao, cải thiện chất lượng sản phẩm và rút ngắn thời gian khởi động hệ thống.
• Dây cáp kết nối M12 chuẩn công nghiệp (M12 standard connection cables) cùng bộ master IO-Link gắn tại hiện trường (field-mounted IO-Link master) giúp kỹ thuật viên dễ dàng truy cập, bảo trì nhanh mà không cần mở tủ điều khiển, giảm downtime và tăng hiệu quả sản xuất.

Tổng kết (Conclusion)

Giải pháp cảm biến IFM cho robot tán đinh tự động (IFM sensors for self-pierce riveting) mang lại:

• Kiểm soát căn chỉnh chi tiết chính xác (accurate alignment control)
• Giám sát áp suất thủy lực liên tục (hydraulic pressure monitoring)
• Phản hồi vị trí thời gian thực từ encoder (position feedback from encoders)
• Giám sát nhiệt độ dụng cụ (temperature monitoring for tool protection)
• Tích hợp IO-Link giúp tối ưu dữ liệu và bảo trì dự đoán (IO-Link integration for smart maintenance)
• Nâng cao độ tin cậy của thiết bị
• Giảm thời gian dừng máy
• Đảm bảo chất lượng tán đinh và an toàn robot
• Tiết kiệm chi phí năng lượng và bảo trì

Nhờ đó, doanh nghiệp có thể giảm lỗi sản phẩm, ngăn ngừa dừng máy ngoài kế hoạch và đảm bảo chất lượng cao nhất trong sản xuất ô tô (automotive manufacturing).

Trích nguồn: https://www.ifm.com/vn/en/shared/machine/automotive/self-pierce-riveter

Xem thêm: Sản phẩm của IFM