1. Contesto industriale e sfide ingegneristiche

Con l’elettrificazione, l’intelligenza e l’evoluzione dello sterzo “steer-by-wire” nei sistemi di sterzo automobilistici, questi stanno passando da strutture meccanico-idrauliche tradizionali a sistemi altamente integrati, composti da un’accoppiata “controllo elettronico – motore – attuatore – sensore”. Tecnologie avanzate come lo sterzo elettrico a colonna o a pignone (CEPS/R-EPS), lo sterzo “steer-by-wire” (SBW) e lo sterzo delle ruote posteriori (RWS) sono ormai diventate componenti fondamentali del telaio nei veicoli a nuova energia e nelle vetture con guida autonoma di livello L2+. Tuttavia, il notevole aumento della complessità dei sistemi ha introdotto nuove sfide di validazione e ingegneria:

• Produzione flessibile e rapidi cambi di configurazione, in presenza di esigenze di alta varietà di modelli, bassi volumi e tempi di ciclo elevati
• Garanzia di zero difetti grazie ad assemblaggi ad alta precisione e a test funzionali completi
• Test di affidabilità e tenuta per la ridondanza elettronica, l’integrazione dei sensori e le connessioni elettriche, in condizioni operative complesse
• Capacità di calibrazione online, tracciabilità dei dati e diagnosi intelligente dei difetti, in grado di adeguarsi al rapido ritmo di iterazione dei veicoli completi
• Insufficienti capacità di iterazione rapida e di test di regressione

Per gli OEM e i fornitori di primo livello, la questione centrale non è più “se è possibile produrre”, bensì: Siamo in grado di realizzare, nelle fasi iniziali della produzione di massa, l’assemblaggio e il collaudo su larga scala di sistemi di sterzo avanzati in modo efficiente, preciso e riproducibile, garantendo una consegna sicura, affidabile e costante sul mercato?

2. KTS Approccio a livello di sistema

Dal punto di vista della produzione di massa a ciclo completo dei sistemi di sterzo automobilistici, KTS analizza approfonditamente le analogie e le differenze di processo tra diversi prodotti quali CEPS, P/DP-EPS, REPS, X-EPS, scatole dello sterzo manuali, steer-by-wire e sterzo delle ruote posteriori. Abbiamo sviluppato un sistema di soluzioni per linee di produzione intelligenti di sistemi di sterzo, che copre l’assemblaggio a livello di componente, i test a livello di sottosistema, la validazione delle prestazioni a livello di sistema e la gestione end-to-end dei dati.

Questo sistema non è un singolo apparecchio o una postazione isolata, ma comprende le seguenti tre capacità fondamentali, che formano un’architettura complessiva modulare, scalabile e altamente flessibile:

Progettazione flessibile della piattaforma e capacità di rapidi cambi di configurazione per alti livelli di variabilità

Esecuzione di assemblaggi ad alta precisione e capacità completa di collaudo intelligente

Modellazione del gemello digitale e capacità di gestione dei dati per l’intero processo

Grazie alla profonda integrazione delle tre capacità sopra menzionate, le soluzioni KTS garantiscono che l’assemblaggio e il collaudo dei sistemi di sterzo non siano solo “producibili e ispezionabili”, ma anche efficienti, affidabili, tracciabili e ottimizzabili. Ciò aiuta OEM e fornitori di primo livello a realizzare rapidamente una produzione di massa sicura e su larga scala di tecnologie avanzate di sterzo, nel contesto dell’onda di elettrificazione e trasformazione intelligente, assicurandosi così solidi vantaggi competitivi sul mercato.

3. Moduli di capacità core

Assemblaggio e collaudo dei componenti del sistema di sterzo

• Pressatura dell’albero principale e test di centratura meccanica
• Pressatura dell’anello interno del cuscinetto e montaggio della vite di regolazione
• Assemblaggio dell’albero a vite senza fine
• Lubrificazione del piantone e montaggio del giunto
• Macchina per la pressatura dell’assemblaggio del coperchio superiore

Applicabile per:

• Vari assemblaggi EPS (ad esempio CEPS, P/DP-EPS, REPS) e componenti chiave
• Sistemi di sterzo elettrico (SBW)
• Sistemi di sterzo delle ruote posteriori (RWS)

 Test delle prestazioni del sistema di sterzo

 Test della coppia di rotazione a vuoto

• Test delle caratteristiche di coppia di ingresso/uscita
• Test delle caratteristiche della corrente motore
• Test di rodaggio
• Test completo NVH
• Taratura e saldatura dei sensori

Test di tenuta

Applicabile per:

• Vari assemblaggi EPS (CEPS, P/DP-EPS, REPS, X-EPS) e componenti chiave
• Sistemi di sterzo elettrico (SBW)
• Sistemi di sterzo delle ruote posteriori (RWS)

Macchina di centraggio serie TD

 Test di tenuta interna

• Centraggio della barra di torsione
• Foratura / Pressatura del perno n. 4
• Test della forza di pressatura del perno
• Ricontrollo

Applicabile per:

• Centratura, foratura, pressatura dei perni e re-ispezione di vari valvole di controllo del servosterzo idraulico
• Centratura, foratura, pressatura dei perni e re-ispezione di varie valvole di controllo del servosterzo elettrico

4. Principali vantaggi tecnici

Sistema di presse servo ad alta dinamica

Controller servo-presse di sviluppo interno che integra il processo di pressatura con la validazione delle prestazioni dinamiche

Supporta la modalità multipla basata su forza e spostamento

Concetto fondamentale del design modulare e flessibile lungo l’intera linea di produzione

• Ampia compatibilità con i prodotti e progettazione ingegneristica altamente adattabile. Gli utensili e le attrezzature adottano un design standardizzato. Quando si aggiungono nuovi prodotti, è necessario sostituire solo i moduli dedicati, senza dover modificare l’intera linea di produzione.
• Layout integrato per l’intero processo. Configurazione flessibile di soluzioni di linea di produzione a singola o multi-stazione, in base alle esigenze di capacità del cliente, adattandosi a scenari produttivi di diverse dimensioni.
• Progettazione ridondante con protezione a tre livelli per le strutture dei componenti chiave.

Validazione tramite test a ciclo di vita completo e supporto di servizi condivisi

• L’architettura C++/QT consente una rapida costruzione dei modelli di test, l’analisi in tempo reale delle curve e l’adattamento a diversi ambienti hardware, rispondendo perfettamente ai requisiti di acquisizione ad alta velocità e controllo del movimento della linea di produzione.
• Attraverso i servizi di laboratorio condiviso KEYTOO, offre competenze professionali nei test di prestazioni, durabilità, ambientali e di affidabilità, integrandosi perfettamente con le linee di produzione di apparecchiature intelligenti per realizzare lo scambio completo dei dati e l’ottimizzazione dei processi, dalla “Ricerca e sviluppo – Produzione pilota – Produzione di massa”.”
• Supporta test specializzati complessi, fornendo rapidi approfondimenti e validazioni da parte di terzi per l’iterazione di nuovi prodotti o gli aggiornamenti di prodotti già maturi dei clienti.
• Aiuta OEM e fornitori di primo livello a identificare potenziali rischi nelle fasi iniziali dello sviluppo, garantendo la conformità alla sicurezza dei sistemi di sterzo e un rapido lancio sul mercato.

Tracciabilità e gestione end-to-end dei dati della linea di produzione

Il sistema MES di sviluppo interno consente una gestione digitale completa di pianificazione della produzione, controllo dei processi, tracciabilità della qualità, inventario dell’officina e dashboard di progetto per i componenti automobilistici.

Realizza gemelli digitali delle linee di produzione, consentendo la mappatura in tempo reale di attrezzature, pezzi lavorati e parametri di processo, la diagnosi intelligente delle anomalie e l’auto-ottimizzazione del processo, supportando la collaborazione tra più stabilimenti e il miglioramento continuo.

Capacità di integrazione di sistemi orientata alla personalizzazione

Fornisce soluzioni personalizzate end-to-end, dalla singola apparecchiatura alle linee di produzione complete, e dai test offline ai servizi dati basati su cloud, sulla base del sistema di sterzo specifico del cliente, della sua serie di prodotti e della fase di sviluppo.

Supporta un’integrazione profonda con le piattaforme software esistenti del cliente, i sistemi di controllo e il MES, garantendo una rapida implementazione del progetto e una scalabilità a lungo termine.

Crea barriere competitive difficili da replicare per i clienti, permettendo una produzione di massa efficiente durante la transizione verso l’elettrificazione e l’intelligenza.

5. Scenari applicativi tipici

• Ricerca e sviluppo e validazione dei sistemi di sterzo OEM
• Ricerca e sviluppo e validazione di primo livello dei sistemi di sterzo
• Test in fase iniziale e produzione pilota per lo sviluppo di nuovi prodotti
• Lavorazione e assemblaggio dei componenti dello sterzo
• Validazione rapida delle regressioni dopo modifiche di progettazione

6. Implementazione e consegna

KTS offre servizi ingegneristici completi, dall’analisi dei requisiti alla consegna del sistema:

• Requisiti di prova e analisi delle condizioni
• Progettazione della soluzione per la linea di produzione e validazione tramite simulazione
• Produzione delle apparecchiature e integrazione dei sistemi
• Installazione, messa in servizio e formazione in loco
• Supporto tecnico a lungo termine e aggiornamenti del sistema

7. Casi studio selezionati

KTS ha consegnato con successo numerose linee di assemblaggio e collaudo intelligenti per sistemi di sterzo automobilistici, coprendo l’intera gamma – dallo sterzo manuale tradizionale, allo sterzo elettrico, allo steer-by-wire e allo sterzo delle ruote posteriori – al servizio di numerosi OEM e fornitori di primo livello, sia nazionali che internazionali. In ambiti quali precisione di assemblaggio, coerenza funzionale, test completi e tracciabilità dei dati, abbiamo migliorato significativamente l’efficienza produttiva di massa dei clienti, la qualità dei prodotti e le capacità di ottimizzazione dei processi, aiutando i clienti a raggiungere una produzione su larga scala senza difetti e a rispondere rapidamente alle esigenze di evoluzione del mercato.

Caso di linea di assemblaggio e collaudo di ingranaggi dello sterzo manuali (MSG)

La linea di assemblaggio e collaudo MSG è principalmente impiegata per l’assemblaggio e il collaudo di vari componenti delle scatole dello sterzo manuali a pignone e cremagliera. Le principali attrezzature di pressatura della linea sono dotate di funzioni di tenuta stagna, antierrore, controllo in posizione e monitoraggio del processo. La linea adotta una struttura modulare flessibile, con spazi predisposti per i dispositivi di fissaggio in ogni stazione, facilitando la riconfigurazione e l’espansione dei prodotti. Il trasferimento dei pezzi tra le varie stazioni avviene manualmente. L’intera linea integra un sistema di gestione digitale, equipaggiato con MES e diagnosi intelligente delle anomalie. Tempo di ciclo di produzione: <100 secondi. Le attrezzature della linea includono:

• Macchina per la pressatura e rivettatura del cuscinetto del pignone
• Macchina per l’assemblaggio di pignoni, alberi e tappi dei cuscinetti
• Macchina per l’assemblaggio della parte di pressione del piantone
• Macchina per il test del gioco e della forza del piantone
• Macchina per il collaudo della coppia totale e della coppia a vuoto
• Macchina per la realizzazione di coperture antipolvere, morsetti e tiranti interni/esterni

Caso di linea di assemblaggio e collaudo CEPS

Questa linea di assemblaggio e collaudo è adatta all’assemblaggio e al collaudo dei componenti dei sistemi di sterzo elettrico a colonna (CEPS). Le principali attrezzature di pressatura della linea sono dotate di funzioni di tenuta stagna, antierrore, controllo in posizione e monitoraggio del processo. La linea adotta una struttura modulare flessibile, utilizzando MES e gestione tramite codici a barre (alloggiamento, colonna, motore, ECU ciascuno contrassegnato da QR code). I dati chiave relativi all’assemblaggio e al collaudo possono essere memorizzati e tracciati. Tempo di ciclo di produzione: <45 secondi. Le attrezzature della linea includono:

• Macchina per la marcatura
• Macchina per l’installazione a pressione dei cuscinetti
• Macchina per il centraggio e la pressatura del perno
• Macchina per la saldatura e la taratura dei sensori
• Macchina per la lubrificazione
• Macchina per il test dei giochi
• Macchina per il rodaggio
• Macchina per i test NVH
• Macchina per i test delle prestazioni
• Macchina per l’ispezione finale dell’assemblaggio

Caso di linea di assemblaggio e collaudo R-EPS

La linea di assemblaggio e collaudo R-EPS è principalmente impiegata per l’assemblaggio e il collaudo di vari componenti dei sistemi di sterzo elettrico azionati a cinghia. Le principali attrezzature di pressatura della linea sono dotate di funzioni di tenuta stagna, antierrore, controllo in posizione e monitoraggio del processo. La linea adotta una struttura modulare flessibile. Gli spazi predisposti per i dispositivi di fissaggio in ogni stazione facilitano la riconfigurazione e l’espansione dei prodotti. L’intera linea integra un sistema di gestione digitale, con dati caricati su MES per garantirne la tracciabilità. Tempo di ciclo di produzione: <60 secondi. Le attrezzature della linea includono:

• Macchina per l’installazione a pressione dei cuscinetti
• Macchina per il centraggio e la pressatura del perno
• Macchina per la saldatura e la taratura dei sensori
• Macchina per la lubrificazione
• Macchina per l’assemblaggio e il collaudo delle cinghie sincrone
• Macchina per il test dei giochi
• Macchina per i test di tenuta
• Macchina per il rodaggio
• Macchina per i test NVH
• Macchina per i test delle prestazioni
• Macchina automatica per il tirante con giunto sferico
• Macchina per l’ispezione finale dell’assemblaggio

Caso di linea di assemblaggio e collaudo X-EPS

La linea di assemblaggio e collaudo X-EPS è principalmente utilizzata per l’assemblaggio e il collaudo di vari componenti degli ingranaggi dello sterzo elettrico a ricircolo di sfere. Le principali attrezzature di pressatura presenti sulla linea di produzione sono dotate di funzioni di tenuta stagna, anti-errore, controllo in posizione e monitoraggio del processo. La linea adotta una struttura modulare flessibile, con spazi riservati per gli attrezzi in ogni stazione, facilitando così le operazioni di cambio prodotto e l’espansione della linea. L’intera linea integra un sistema di gestione digitale, con dati caricati sul MES per garantire la tracciabilità. Tempo di ciclo di produzione: ≤120 secondi.

• Macchina per la pressatura di barre di torsione e cuscinetti
• Macchina per la pressatura dell’anello interno dei cuscinetti e per l’assemblaggio delle viti di regolazione
• Macchina per l’assemblaggio dell’albero oscillante, la rivettatura a pressione e la pressatura dei cuscinetti del coperchio laterale
• Macchina per l’assemblaggio della scatola centrale
• Macchina per la pressatura dell’assemblaggio del coperchio superiore
• Macchina per l’assemblaggio a pressione della scatola
• Macchina per la regolazione delle viti
• Macchina per l’assemblaggio della copertura laterale dell’albero oscillante
• Macchina per i test di tenuta
• Macchina per l’installazione a pressione della ruota elicoidale
• Macchina per la saldatura dei sensori
• Macchina per la taratura dei sensori
• Macchina per l’assemblaggio della scatola centrale e la lubrificazione della ruota elicoidale
• Macchina per l’assemblaggio del coperchio superiore, del motore e del controller
• Macchina per il rodaggio
• Macchina per il test dell’attrito in avanti/indietro
• Macchina per i test delle prestazioni elettriche
• Macchina per il test dei giochi
• Macchina per i test del rumore
• Macchina per l’assemblaggio del braccio oscillante
• Ispezione finale di linea

Caso di linea di assemblaggio e collaudo per il sistema di sterzo elettrico (SBW)

La linea di assemblaggio e collaudo SBW è principalmente utilizzata per l’assemblaggio e il collaudo di vari componenti degli ingranaggi di sterzo elettrici a comando diretto. Le principali attrezzature di pressatura della linea presentano funzioni di prova a tenuta stagna, antierrore, controllo in posizione e monitoraggio del processo. La linea adotta una struttura modulare flessibile, con trasferimento manuale dei pezzi tra le stazioni. L’intera linea integra un sistema di gestione digitale, con dati caricati sul MES per garantire la tracciabilità. Tempo di ciclo di produzione: ≤90 secondi.

• Macchina per l’installazione a pressione dei cuscinetti
• Macchina per la saldatura e la taratura dei sensori
• Macchina per la lubrificazione
• Macchina per l’assemblaggio e il collaudo delle cinghie sincrone
• Macchina per il test dei giochi
• Macchina per i test di tenuta
• Macchina per il rodaggio
• Macchina per i test NVH
• Macchina per i test delle prestazioni
• Macchina automatica per il tirante con giunto sferico
• Macchina per l’ispezione finale dell’assemblaggio

Caso di linea di assemblaggio e collaudo per il sistema di sterzo delle ruote posteriori (RWS)

La linea di assemblaggio e collaudo RWS è principalmente impiegata per l’assemblaggio e il collaudo di vari componenti degli ingranaggi di sterzo elettrici per le ruote posteriori. Le principali attrezzature di pressatura della linea offrono funzioni di prova a tenuta stagna, antierrore, controllo in posizione e monitoraggio del processo. La linea adotta una struttura modulare flessibile, con trasferimento manuale dei pezzi tra le stazioni. L’intera linea integra un sistema di gestione digitale, con dati caricati sul MES per garantire la tracciabilità. Tempo di ciclo di produzione: ≤90 secondi.

• Macchina per l’installazione a pressione dei cuscinetti
• Macchina per la saldatura e la taratura dei sensori
• Macchina per la lubrificazione
• Macchina per l’assemblaggio e il collaudo delle cinghie sincrone
• Macchina per il test dei giochi
• Macchina per i test di tenuta
• Macchina per il rodaggio
• Macchina per i test NVH
• Macchina per i test delle prestazioni
• Macchina automatica per il tirante con giunto sferico
• Macchina per l’ispezione finale dell’assemblaggio

8. Contatto e soluzione personalizzata

• Se state pianificando, ammodernando o ottimizzando la vostra linea di produzione per i sistemi di sterzo automobilistici, vi invitiamo a contattare il nostro team di ingegneria della produzione intelligente. Vi forniremo soluzioni complessive professionali e supporto tecnico:
• Pianificazione mirata della linea di produzione, inclusa analisi del layout, analisi dei tempi di ciclo e individuazione dei colli di bottiglia
• Raccomandazioni di soluzioni di assemblaggio e collaudo su misura per la specifica architettura del vostro sistema di sterzo
• Progettazione altamente personalizzata della linea di produzione e simulazione tramite gemello digitale
• Comunicazione e supporto tecnico a livello ingegneristico

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Contatto con l’ingegnere di KTS

Telefono: 18963018172
E-mail: zhou.zhang@cnkts.cn
Sito web: www.cnkts.cn

KTS guarda con entusiasmo all’opportunità di collaborare con voi per promuovere insieme il futuro dei sistemi di sterzo automobilistici, verso un panorama più sicuro, intelligente ed efficiente.