Основы автоматизации: руководство новичка по роботизированной интеграции

Роботы получают широкое признание и популярность за свои возможности манипулирования материалами при загрузке и выгрузке деталей в и из станков и другого производственного оборудования. Когда цех принимает решение нырнуть и внедрить эту технологию, он сталкивается с некоторыми важными вопросами. Здесь мы рассмотрим многие базовые детали, такие как где покупать артикулированную руку автоматизации и что знать перед началом поиска такого оборудования.

Роботы

В сердце системы загрузки находится робот, и многие разные бренды, стили и выборы могут быть рассмотрены. В основном, эта статья будет иметь дело с артикулированными руками роботов, которые стали так популярны в сценариях загрузки станков. Когда цех ищет приобрести такое оборудование, ему нужно быть уверенным, что оно может обрабатывать работу как ожидается и рассматривать организацию за роботом. Не секрет, что роботы — неотъемлемая часть наших автомобильных промышленностей, которые предоставляют отличный пример высоких уровней требуемой поддержки. Цех должен рассматривать бренды роботов, которые могут обеспечивать этот тип поддержки после покупки.

Разные роботы разработаны для разных видов сред. Для производственных компаний важно выбрать промышленный робот, разработанный для работы в запыленном стружкой, капающем СОЖ окружении, нормальном в нашем мире загрузки станков, а не что-то, разработанное для работы в лаборатории или пищевой переработке.

Роботы размерятся по охвату и полезной нагрузке. Охват робота, требуемого, вероятно, лучше определяется командой, проектирующей ячейку. Это функция размера ячейки в комбинации с тем, откуда приходят входящие детали, куда готовые детали будут помещены и доступный доступ к загружаемому и выгружаемому станку.

Полезная нагрузка — это количество веса, который робот может поднять, но это число может быть немного вводящим в заблуждение. Помимо веса самой детали, полезная нагрузка — это количество, которое робот может поднять, включая все инструментальные оснастки, захваты, адаптационные плиты, удлинители и так далее, которые монтируются на роботе для захвата деталей. Кроме того, этот вес указан от конкретной точки на передней части робота. Чем дальше от этой точки находится вес, тем меньше вес робот может обрабатывать. Для хорошего правила, для большинства стандартных применений загрузки/выгрузки, только около половины полезной нагрузки должно атрибутироваться к деталям. Для более определенной проверки на этом, большинство компаний-роботов имеют программное обеспечение проверки полезной нагрузки, чтобы гарантировать, что полезная нагрузка в пределах спецификации робота.

Конечное инструментальное оснащение руки

Конечное инструментальное оснащение руки (EOAT) — это оснастка, монтируемая на конце робота для помощи в выполнении необходимых задач, таких как движение деталей. Пока различные виды оснастки, такие как вакуумные чашки и магниты, доступны для подбора деталей, самый распространенный стиль на цеху использует пневматические захваты. Как и с самим роботом, качественные захваты, подходящие для рабочей среды, важны.

Приложение диктует размер и количество челюстей и захватов, которые будут нужны. Захваты доступны во многих конфигурациях и могут иметь две, три или четыре челюсти. Двухчелюстные, параллельно-закрывающиеся захваты — это go-to захваты для чего угодно квадратного, прямоугольного или легко подбираемого между двумя пальцами. Трехчелюстные захваты подходят для подбора круглых и шестигранных деталей, так же как трехчелюстной патрон так превалентен на токарном. Однако для круглых и шестигранных деталей в повторяемом массиве, таком как поддон, настроенный с колонками и рядами деталей, четырехчелюстные захваты часто более управляемы.

Система ввода/вывода

Ввод/вывод — это термин, данный методу для приведения входящих деталей к роботу или ячейке и удаления готовых деталей. Система ввода хранит количество деталей в очереди и приводит те входящие детали к повторяемому месту для робота в подготовке к загрузке в станок. Система вывода приводит готовые детали от робота и наружу к оператору и также будет хранить ограниченное количество готовых деталей.

Настройка системы автоматизации требует многих решений, но одно из самых важных — система ввода/вывода. Эта система будет точкой, где оператор взаимодействует с системой автоматизации больше всего, поэтому важно убедиться, что она поддерживает то, что нужно. Например, заставлять оператора помещать детали в конкретную ориентацию в ящике — хорошее решение для низких объемов, но будет трудоемким при производстве многих одинаковых деталей, особенно если тактовое время короткое. Системы ввода и вывода могут быть отдельными (например, вибрационная нагрузка ввода и желоб вывода) или комбинированными (например, ящик, где оператор помещает входящие детали, и робот берет сырой деталь из и помещает готовые детали обратно). Ответы на вопросы в боковой панели этой статьи помогут лучше определить, какая настройка лучше сработает.

Ящики обычно крепятся к стороне ограждения автоматизированной ячейки и позволяют оператору удобный интерфейс с системой автоматизации. Ящики имеют ограниченную емкость, поэтому популярный метод — иметь несколько ящиков в стекающей конфигурации, похожей на те в комоде. Робот вытянет конкретный ящик, который ему нужен. Когда закончил с ящиком, робот проткнет этот ящик обратно в комод и вытянет следующий ящик для продолжения процесса. Обычно будет вставка в ящике с серией карманов в рядах и колонках для обеспечения точного и повторяемого позиционирования деталей, так робот будет знать, где деталь для подбора.

Конвейеры также предоставляют гибкий (и популярный) метод приведения деталей в и из ячейки автоматизации. Конвейер может использовать регулируемые направляющие полосы и приводить ряды деталей к повторяемым позициям для подбора роботом, или он может быть настроен в конфигурацию движения множественных паллет деталей в и из ячейки при обработке большого объема деталей. Конвейеры гибки и обычно конкурентоспособны по цене, но когда нужны для больших объемов деталей, их требования по длине могут создавать пространственные проблемы в переполненном цехе.

Желоб — хороший и недорогой метод вывода. Робот просто сбрасывает деталь на наклонный желоб, чтобы использовать гравитацию для приведения ее к коробке. Не все детали могут использовать желоб, так как повреждение детали — это то, что нужно учитывать с этим методом.

Нагруженная вибрационная подача (чашковый подаватель или похожий) — отличный метод для обработки больших объемов деталей. Почти никакой операторский труд не требуется, ограниченный просто сваливанием большого ведра деталей в чашку. Эти нагруженные подаватели не известны своей гибкостью и обычно разработаны для обработки только нескольких похожих деталей.

Зажим

Как и с любой не-автоматизационной работой, то, как деталь должна быть зажата для операции обработки, важно, но когда используется автоматизация, зажим станка теперь должен быть автоматическим. Кроме того, то, как робот будет держать деталь во время загрузки и выгрузки, равно важно, чтобы зажим станка и захваты на роботе могли работать вместе. Например, зажимные челюсти часто могут быть освобождены или слегка модифицированы для размещения пальцев захвата робота, держащих деталь.

Большинство токарных станков уже имеют гидравлическую актуационную систему как стандарт, но зажим и контроль зажима обычно не являются частью стандартного пакета фрезерного станка. Варианты зажима на фрезерном станке предоставляют похожие преимущества, будь то автоматический или нет; виски, патроны и расширяющиеся арборы — все отличные выборы в зависимости от требований деталей. Более крупное рассмотрение относится к тому, как автоматический зажим будет контролироваться (гидравлически или пневматически).

Гидравлическая система дороже для добавления к станку, но генерирует больше силы и склонна быть хорошим универсальным методом контроля зажима. Пневматическая система позволит дискретно регулировать зажимную силу для размещения деликатных деталей, но не генерирует столько мощности (и, в свою очередь, зажимной силы) как гидравлика.

Где купить

Существует несколько разных путей для рассмотрения при покупке автоматизации. Артикулированная рука автоматизации обычно строится интегратором, специализирующимся на работе с роботами. Роботы могут использоваться множественными способами, поэтому важно убедиться, что интегратор знаток в установке роботов на станки. При установке роботизированной на новом оборудовании, некоторые компании-производители станков имеют свою интеграционную группу, которая обработает интеграцию, и некоторые используют внешнего интегратора, к которому они направят большинство своей интеграционной работы. Если автоматизация должна быть добавлена к существующему оборудованию в цехе, оригинальный поставщик станка может помочь. Если нет, независимые интеграторы легко могут вступить для обработки установки.

Независимо от того, кто настроит систему, важно иметь ясность о том, кто будет отвечать за что. Когда все оборудование приобретено у единственного поставщика, это ясно ответственность той компании убедиться, что все разные части оборудования работают правильно вместе. Однако, если станок поставлен одной компанией, а робот от другой, линии ответственности могут легко размыться. Трудные вопросы об ответственности нужно задать вперед каждому из вовлеченных поставщиков.

Для дополнительной информации о роботах и автоматизации от Methods Machine Tools Inc., звоните 978-443-5388 или посетите methodsmachine.com.

Детализация требований

Близкий взгляд на эти соображения пойдет далеко в настройке системы автоматизации, обеспечивающей эффективное и действенное движение деталей. Ответы на эти вопросы будут важны для команды, проектирующей ячейку:

• Каковы максимальный и минимальный веса деталей, которые будут запускаться в ячейке?
• Какое состояние деталей при их прибытии в ячейку (форма, слиток, распиленный пруток, литье, ковка, предобработанный, размер, острые края/заусенцы, покрытые стружкой/СОЖ/маслом)?
• Будет ли процесс обработки одноперационным или множественными операциями, требующими задней обработки?
• Сколько деталей и как долго очередь ввода должна поставлять?
• Будет ли ячейка работать безглушной или оператор будет доступен для надзора за процессом?
• Какой вид встроенной инспекции будет включен?
• Сколько площади пола доступно для ячейки автоматизации?
• Будет ли емкость этого станка занята автоматизацией или будет использоваться без автоматизации для какого-то процента времени?