Натоварването на робота с цилиндрова глава е стабилно само когато локализирането на референтната точка, позицията на захващащото устройство, достъпът до машината, почистването на стружките, времето за такт и анормалното връщане се третират като един затворен цикъл. Роботът може да повдигне тежка отливка, но стабилността на производството зависи от това дали всяка част пристига, локализира се, разтоварва и възстановява в рамките на един и същ ритъм на обработка.
Бърз отговор
За цилиндрови глави, корпуси и други неправилни автомобилни отливки, роботизираното зареждане трябва да се оценява като цикъл на обслужване на машината, а не като действие за вземане и поставяне. Купувачът трябва да потвърди входящата ориентация, повторяемостта на данните, поддръжката на захващащото устройство, синхронизирането на CNC вратата, състоянието на стружката и охлаждащата течност, потвърждението за разтоварване, точките за проверка и обработката на изключения, преди да прецени дали клетката е готова.
Това ръководство се фокусира върху роботизирано товарене и разтоварване около машинно оборудване. То не обхваща проектирането на процеса на леене, параметрите на CNC рязане или всеки тип приспособление. Целта е да помогне на производствените екипи да определят практическия обхват на автоматизация преди да направят оферта, да пуснат пробно производство или да пуснат линията в експлоатация.
Защо натоварването на цилиндровата глава е различно
Заготовките за цилиндрови глави не са прости кутии. Те са тежки, неравни и чувствителни към машинните данни. Отливката може да има ребра, отвори, грапави повърхности, остатъци от масло или вариации между партидите. Ако захващащото устройство захваща само най-лесната за захващане повърхност, детайлът все пак може да се измести, когато влезе в машинния инструмент или когато около приспособлението се натрупат стружки и охлаждаща течност.
На практика много проекти за обслужване на нестабилни машини не се провалят, защото роботът не може да носи детайла. Те се провалят, защото процесът на зареждане е планиран като едно движение, вместо като пълен производствен цикъл. Детайлът пристига в една ориентация, захващащото устройство се приближава от друга, вратата на машината има собствено синхронизиране и операторът се нуждае от ясен начин за възстановяване след липсващ или изкривен детайл.
| Зона за планиране | Какво да потвърдите | Производствен риск, ако бъде пренебрегнат |
|---|---|---|
| Входяща ориентация | Посока на тава, конвейер, контейнер или ръчно полагане | Хващачът се приближава до детайл, който е завъртян или не е поставен в позиция. |
| Стратегия за данни | Коя повърхност или характеристика определя мястото на обработка | Детайлът се повтаря в траекторията на робота, но не и в опорната точка на приспособлението |
| Опора на хващача | Контактна площ, ход на челюстта, опора против падане и клирънс | Тежките отливки се подхлъзват, накланят или се сблъскват близо до машината |
| Интерфейс на машината | Врата, патронник, скоба, охлаждаща течност и синхронизация на сигнала | Роботът чака, обработва два пъти или влиза, преди машината да е готова |
| Необичайно връщане | Липсваща част, неуспешно захващане, изкривено товарене или несъответствие при разтоварване | Линията спира без чист път за възстановяване |
Започнете от референтната точка, а не от полезния товар на робота
Полезният товар е необходим, но не е първият конструктивен отговор. Робот с достатъчен полезен товар все още може да създаде нестабилно натоварване, ако референтната точка е неясна. За цилиндрова глава, машинното приспособление се нуждае от повтаряща се референция. Хващачът трябва да носи детайла по начин, който защитава тази референция, не само по начин, който предотвратява изпускането ѝ.
EVST обикновено разделя дизайна на прозорец за данни на детайлите и прозорец за движение на робота. Прозорецът за данни определя как отливката трябва да пристигне, да се постави, да се затегне и да излезе. Прозорецът за движение определя как роботът може да взема, завърта, вмъква, изтегля и възстановява, без да нарушава този прозорец за данни.
| Прозорец | Типични входове | Какво трябва да защитава клетката |
|---|---|---|
| Прозорец с данни | Референтна обработка, ограничение на приспособлението, вариация на детайла | Повторяемо поставяне преди началото на рязането |
| Прозорец за захващане | Контактна повърхност, ход на челюстта, център на тежестта, логика против падане | Стабилно боравене без прекомерно затягане на грубата отливка |
| Прозорец на машината | Време на отваряне на вратата, сигнал за патронник или приспособление, охлаждаща течност, състояние на стружката | Влизането и излизането на робота е съобразено с готовността на машината |
| Инспекционен прозорец | Потвърждение за места, потвърждение за разтоварване, отхвърляне на маршрут | Дефектите и пропуските се откриват преди следващия цикъл |
Позата на хващача трябва да съответства на реалния кастинг
Хващачът трябва да бъде избран след като екипът разбере геометрията на отливката, не преди това. Плоският паралелен хващач може да изглежда прост, но може да бъде ненадежден, ако повърхността на детайла е грапава, конична или покрита с остатъци от машинна обработка. Може да е необходима оформена челюст, опорна плоча, фиксиращ щифт или спомагателен люк, за да се поддържа детайлът стабилен по време на подход и въртене.
Центърът на тежестта също има значение. Цилиндровата глава може да бъде лесна за повдигане, но трудна за чисто завъртане близо до CNC машина. Ако позицията на китката стане стегната близо до вратата или приспособлението, роботът може да се наложи да забави, да направи пауза или да поеме по-дълъг път. Това влияе върху времето за такт и може да превърне успешната демонстрация в пречка.
Машинните сигнали са част от решението за товарене
Зареждането на робота не трябва да разчита на визуално наблюдение или преценка на оператора след всеки цикъл. Машината и роботът се нуждаят от ясни сигнали за отворена врата, готовност на приспособлението, завършено затягане, завършена обработка, разрешение за разтоварване и състояние на аларма. Логиката за ръкостискане също трябва да определя какво се случва, когато последователността от сигнали е непълна.
Съгласно изискванията за безопасност на роботизираните системи по ISO 10218, намаляването на риска се отнася за цялата роботизирана система, не само за роботното рамо. В клетка за машинно зареждане тази система включва робота, захващащото устройство, вратата на машината, приспособлението, предпазните устройства, блокировките, ръчното възстановяване и достъпа за поддръжка. Надеждният дизайн на клетката трябва да третира тези процеси като един контролиран процес.
| Сигнал или проверка | Практическо изискване | Защо това има значение |
|---|---|---|
| Вратата е отворена | Роботът влиза само след потвърдено отворено и безопасно състояние | Предотвратява сблъсък и опасно влизане |
| Приспособлението е готово | Скобата, локаторът или патронникът се потвърждават преди зареждане | Избягва поставянето на отливката в недостъпно приспособление |
| Частично седнал | Сензор, зрение или логика на позицията потвърждават разположението | Намалява изкривената обработка и повторната обработка |
| Разтоварването е завършено | Роботът потвърждава отстраняването на детайлите преди нулиране на цикъла | Предотвратява двойно зареждане или заклещване на части |
| Възстановяване на алармата | Клетката определя къде отиват роботът и детайлът след повреда | Избягва ръчни догадки по време на прекъсвания на производството |
Условията за стружки, охлаждаща течност и замърсявания трябва да бъдат проектирани в
Обработващите клетки създават стружки, охлаждаща мъгла, масло и остатъци. Тези условия влияят на захващащото устройство, приспособлението, сензора и камерата. Ако пробното пускане се извършва върху чисто приспособление, то може да не представлява нормална производствена смяна. Концепцията за зареждане трябва да включва излизане на стружки, посока на пръски охлаждаща течност, почистване на челюстите и защита на сензора.
При грубите отливки контактните повърхности също могат да варират. Челюст, която захваща добре една партида, може да стане нестабилна, когато грапавини, масло или вариации в отливката променят реалния контакт. Практическото решение не винаги е по-сложен захващач. Понякога това е по-ясен метод за подготовка, по-добра базова повърхност или проста стъпка за почистване, преди детайлът да влезе в машината.
Takt Time е затворен контур, а не число за скорост на робот
Скоростта на робота е само една част от такта. Реалният цикъл включва пристигане на детайлите, потвърждаване на избор, въртене, синхронизиране на вратата на машината, зареждане, потвърждаване на затягането, машинна обработка, разтоварване, проверка и необичайно боравене. Ако някоя от стъпките е неясна, средният такт може да се отклони, дори когато програмираният път на робота е бърз.
Производствените екипи трябва да се запитат как се държи клетката след обикновено смущение. Какво се случва, ако една отливка липсва? Ами ако даден детайл е изкривен в тавата? Ами ако захващащото устройство не достигне налягане? Ами ако алармата на машината се появи, след като роботът вече е взел следващата заготовка? Тези въпроси определят дали клетката е готова за производство.
| Тактов елемент | Бърз демо преглед | Изглед за производство |
|---|---|---|
| Мотика | Роботът грабва детайла бързо | Частта е потвърдена преди роботът да напусне етапа |
| Натоварване | Роботът влиза плавно в машината | Проверките на вратата, закрепването, скобата и гнездото се извършват последователно |
| Машинно чакане | Третира се като извън обхвата на робота | Включено в действителния клетъчен ритъм |
| разтоварвам | Роботът премахва готовата част | Готовата част се фрезова, проверява и изчиства |
| Възстановяване | Операторът се намесва ръчно | Пътят на повредата е дефиниран преди освобождаването |
Пробните изпълнения трябва да включват гранични условия
Еднократно чисто изпитване не е достатъчно за зареждане на робот с цилиндрова глава. Изпитването трябва да включва минимално и максимално отклонение на детайлите, очаквани остатъци от повърхността, различни позиции за подготовка, нормално състояние на стружките и охлаждащата течност и поне няколко анормални сценария. Целта е да се потвърди, че процесът на робота, захващащото устройство, машината и оператора може да се възстанови без промяна на основния план.
На практика, EVST търси три резултата по време на прегледа. Първо, детайлът трябва да влезе в приспособлението, без да се насилва върху референтната точка. Второ, траекторията на робота трябва да стои далеч от машината, хващача и детайла по време на пълния цикъл. Трето, възстановяването трябва да е разбираемо за производствения екип, не само за програмиста, който е изградил демонстрацията.
Къде е мястото на EVST в проекта
EVST подкрепя проекти за товарене на цилиндрови глави и отливки, като едновременно преглежда теглото на детайлите, центъра на тежестта, концепцията на захващащото устройство, опорните точки на приспособлението, оформлението на машината, границите на безопасност и комуникацията на сигналите. Целта не е да се продава роботно рамо изолирано, а да се направи клетката за товарене достатъчно повтаряема за ежедневно машинно производство.
За автомобилни части този подход е полезен, когато едно предприятие трябва да стабилизира натоварването на цилиндрови глави, корпуси, капаци или подобни отливки в множество машинни операции. EVST може да помогне за дефиниране на гамата от модели роботи, структурата на захващащото устройство, достъпа до приспособленията, интерфейса за управление и процеса на приемане спрямо реалната част и оформлението на машината.
| Етап на проекта | Фокус на прегледа на EVST | Резултат за купувача |
|---|---|---|
| Изпълнимост | Тегло на детайла, референтна точка, целеви цикъл, оформление на машината | Дали зареждането с робот е практично за детайла |
| Концептуален дизайн | Достигане на робот, хващач, достъп до приспособления, граница на безопасност | Концепция за клетка, която съответства на ритъма на машинна обработка |
| Пробно пускане | Поставяне, разтоварване, сигнална последователност, възстановяване след повреда | Повтарящ се прозорец преди пускане в производство |
| предаване | Достъп за поддръжка, износване на челюстите, почистване, възстановяване на оператора | Процес, който инсталацията може да изпълнява след интеграция |
Често задавани въпроси
Какво е първото нещо, което трябва да се провери преди автоматизиране на зареждането на цилиндровата глава?
Започнете с машинната референтна точка и ориентацията на входящия детайл. Ако детайлът не може да се върне към стабилна референтна точка, полезният товар и скоростта на робота няма да решат производствения проблем.
Изисква ли се визия за всяка клетка за зареждане на цилиндрова глава?
Не винаги. Зрението е полезно, когато ориентацията на детайлите варира или разположението им е хлабаво. Ако детайлът пристигне в контролирано приспособление или тава, механичното локализиране и прости сензори за потвърждение може да са достатъчни.
Защо една клетка преминава изпитвания, но не успява в производство?
Най-честата причина е, че пробното изпитване не включва нормални стружки, охлаждаща течност, вариации на детайлите, възстановяване от оператора или гранични детайли. Демонстрацията доказва движение, но производството се нуждае от стабилен цикъл.
Какво трябва да бъде включено в приемателните тестове?
Приемането трябва да включва потвърждение за избор, поставяне на товара, потвърждение за затягане, потвърждение за разтоварване, време на цикъла, необичайно връщане и безопасно ръчно възстановяване при реални машинни условия.
Заключение
Зареждането на цилиндрова глава от робот става надеждно, когато проектът е проектиран около затворен цикъл: локализиране на заготовката, захващане без нарушаване на референтната точка, синхронизиране с машината, потвърждаване на поставянето, чисто разтоварване и възстановяване от обикновени повреди. Третирането на тези стъпки като една система е това, което отличава демонстрацията на движение от клетката за производствено зареждане.
EVST планира решения за роботизирано товарене, съобразени с теглото на детайла, опорните точки на приспособлението, оформлението на машината, дизайна на захващащото устройство, безопасността и логиката на сигналите, така че екипите за автомобилна обработка да могат да преминат от пробно движение към повторяемо производство.