Silindripea roboti koormus on stabiilne ainult siis, kui asukoha määramise tugipunkti, haaratsi asendit, masinale juurdepääsu, laastu puhastamist, taktiaega ja ebanormaalset tagasipööret käsitletakse ühe suletud ahelana. Robot suudab tõsta rasket valandit, kuid tootmise stabiilsus sõltub sellest, kas iga detail saabub, paigutatakse, laaditakse maha ja taastub sama töötlemisrütmi piires.
Kiire vastus
Silindripeade, korpuste ja muude ebakorrapäraste autovalandite puhul tuleks roboti laadimist hinnata pigem masina hooldustsüklina kui valiku- ja paigutustoiminguna. Enne lahtri valmisoleku hindamist peaks ostja kinnitama sissetuleva detaili orientatsiooni, tugipunktide korduvuse, haaratsi toe, CNC ukse ajastuse, kiibi ja jahutusvedeliku tingimused, mahalaadimise kinnituse, kontrollpunktid ja erandite käsitlemise.
See juhend keskendub robotiseeritud laadimisele ja mahalaadimisele töötlemisseadmete ümbruses. See ei hõlma valamise protsessi kavandamist, CNC-lõikeparameetreid ega kõiki kinnitusdetailide stiile. Eesmärk on aidata tootmismeeskondadel määratleda praktiline automatiseerimise ulatus enne hinnapakkumist, proovikäivitust või tootmisliini vabastamist.
Miks silindripea laadimine on erinev
Silindripea toorikud ei ole lihtsad kastid. Need on rasked, ebakorrapärased ja tundlikud töötlemise lähtepunktide suhtes. Valul võivad olla ribid, avad, karedad pinnad, õlijäägid või partiidevahelised erinevused. Kui haarats haarab ainult kõige kergemini kinnitatavat pinda, võib detail ikkagi nihkuda, kui see tööpingile siseneb või kui kinnitusdetaili ümber koguneb laastusid ja jahutusvedelikku.
Praktikas ei ebaõnnestu paljud ebastabiilsed masinahooldusprojektid mitte seetõttu, et robot ei saa detaili kanda. Need ebaõnnestuvad seetõttu, et laadimisprotsess oli planeeritud ühe liigutusena, mitte täieliku tootmistsüklina. Detail saabub ühes orientatsioonis, haarats läheneb teisest, masinauksel on oma ajastus ja operaatoril on vaja selget viisi puuduva või viltu oleva detaili korral taastumiseks.
| Planeerimisala | Mida kinnitada | Tootmisrisk, kui seda eiratakse |
|---|---|---|
| Sissetulev orientatsioon | Kandiku, konveieri, prügikasti või käsitsi ladumise suund | Haaratsi läheneb detailile, mis on pööratud või ei ole paigas. |
| Andmestrateegia | Milline pind või funktsioon määrab töötlemise asukoha | Detail kordub roboti teekonnal, aga mitte kinnitusvahendi tugipunktis |
| Haaratsi tugi | Kontaktpind, lõualuu käik, kukkumisvastane tugi ja kliirens | Raske valu libiseb, kaldub või põrkab masina lähedal kokku |
| Masina liides | Ukse, padruni, klambri, jahutusvedeliku ja signaali ajastus | Robot ootab, teeb topeltkäitlust või siseneb enne, kui masin on valmis |
| Ebanormaalne tootlus | Puuduv osa, ebaõnnestunud haare, viltu laadimine või mahalaadimise mittevastavus | Liin peatub ilma puhta taastumisteeta |
Alusta nullpunktist, mitte roboti kasulikust koormusest
Kasulik koormus on vajalik, kuid see pole esimene disainilahenduse lahendus. Piisava kasuliku koormusega robot võib ikkagi tekitada ebastabiilse koormuse, kui tugipunkt on ebaselge. Silindripea puhul vajab töötlemiskinnitus korduvat tugipunkti. Haarats peaks detaili kandma viisil, mis seda tugipunkti kaitseb, mitte ainult viisil, mis hoiab ära selle maha kukkumise.
EVST jagab disaini tavaliselt detaili andmepunkti aknaks ja roboti liikumisaknaks. Andmepunkti aken määrab, kuidas valand peaks saabuma, paigale jääma, kinnituma ja lahkuma. Liikumisaken määrab, kuidas robot saab andmepunkti häirimata valida, pöörata, sisestada, eemaldada ja taastada.
| Aken | Tüüpilised sisendid | Mida rakk peab kaitsma |
|---|---|---|
| Andmeaken | Töötlemise viide, kinnitusvahendi piir, detaili variatsioon | Korduv paigutus enne lõikamise algust |
| Haardeaken | Kontaktpind, lõualuu käik, raskuskese, kukkumisvastane loogika | Stabiilne käsitsemine ilma töötlemata valu üle pingutamata |
| Masina aken | Ukse ajastus, padruni või kinnitusvahendi signaal, jahutusvedelik, kiibi seisukord | Roboti sisenemine ja väljumine on kooskõlas masina valmisolekuga |
| Kontrolliaken | Istekoha kinnitus, mahalaadimise kinnitus, marsruudi tagasilükkamine | Defektid ja möödalaskmised avastatakse enne järgmist tsüklit |
Gripperi poos peab vastama tegelikule castingule
Haarats tuleks valida pärast seda, kui meeskond on valamise geomeetriast aru saanud, mitte enne. Tasapinnaline paralleelhaarats võib tunduda lihtne, kuid see võib olla ebausaldusväärne, kui detaili pind on kare, kooniline või kaetud töötlemisjääkidega. Detaili stabiilsuse tagamiseks lähenemise ja pööramise ajal võib olla vaja vormitud lõuga, tugiplaati, kinnitustihvti või abituge.
Raskuskese on samuti oluline. Silindripea tõstmine on lihtne, kuid CNC-masina lähedal on seda raske puhtalt pöörata. Kui randmeasend ukse või kinnitusvahendi lähedal pingestub, võib robot vajada aeglustamist, pausi või pikemat trajektoori. See mõjutab taktiaega ja võib eduka demo muuta pudelikaelaks.
Masina signaalid on osa laadimislahendusest
Roboti laadimine ei tohiks tugineda visuaalsele vaatlusele ega operaatori hinnangule pärast iga tsüklit. Masin ja robot vajavad selgeid signaale ukse avamise, kinnitusvahendi valmisoleku, klambri valmimise, töötlemise lõpetamise, mahalaadimisloa ja häire oleku kohta. Käepigistuse loogika peaks määratlema ka selle, mis juhtub siis, kui signaalijada on mittetäielik.
Vastavalt standardile ISO 10218 robotisüsteemi ohutusnõuetele kehtib riskide vähendamine kogu robotisüsteemile, mitte ainult robotkäele. Töötlemise laadimiskambris hõlmab see süsteem robotit, haaratsit, masina ust, kinnitusrakist, kaitset, blokeeringuid, käsitsi taastamist ja hooldusjuurdepääsu. Usaldusväärne kambri konstruktsioon peaks käsitlema neid ühe kontrollitud protsessina.
| Signaal või kontroll | Praktiline nõue | Miks see on oluline |
|---|---|---|
| Uks lahti | Robot siseneb alles pärast kinnitatud avatud ja ohutusseisundit | Hoiab ära kokkupõrked ja ohtliku sisenemise |
| Seade on valmis | Klamber, lokaator või padrun on enne laadimist kinnitatud | Väldib valandi asetamist kättesaamatusse kinnitusdetaili |
| Osaliselt istuv | Andur, nägemine või positsiooniloogika kinnitab paigutust | Vähendab viltu töötlemist ja ümbertöötlemist |
| Mahalaadimine lõpetatud | Robot kinnitab detaili eemaldamist enne tsükli lähtestamist | Hoiab ära topeltlaadimise või osade kinnijäämise |
| Häire taastamine | Rakk määrab, kuhu robot ja selle osa pärast riket liiguvad | Väldib käsitsi arvamist tootmispeatuste ajal |
Kiibi, jahutusvedeliku ja mustuse tingimused tuleks kavandada
Töötlemisrakud tekitavad laastu, jahutusvedeliku udu, õli ja jääke. Need tingimused mõjutavad haaratsit, kinnitusvahendit, andurit ja kaamerat. Kui proovikäivitus tehakse puhta kinnitusvahendiga, ei pruugi see esindada tavapärast tootmisvahetust. Laadimiskontseptsioon peaks hõlmama laastu väljapääsu, jahutusvedeliku pritsimise suunda, lõualuude puhastamist ja anduri kaitset.
Töötlemata valandite puhul võivad kontaktpinnad samuti varieeruda. Lõualuu, mis ühe partiiga hästi haardub, võib muutuda ebastabiilseks, kui ebatasasused, õli või valamise varieerumine muudavad tegelikku kontakti. Praktiline lahendus ei ole alati keerukam haarats. Mõnikord on selleks selgem lavastusmeetod, parem tugipind või lihtne puhastusetapp enne detaili masinasse sisenemist.
Taktiaeg on suletud ahel, mitte roboti kiirusnumber
Roboti kiirus on vaid üks osa taktist. Tegelik tsükkel hõlmab detaili saabumist, valiku kinnitamist, pöörlemist, masina ukse ajastust, laadimist, klambri kinnitamist, töötlemist, mahalaadimist, kontrolli ja ebatavalist käsitsemist. Kui mõni samm on ebaselge, võib keskmine takt triivida isegi siis, kui programmeeritud roboti trajektoor on kiire.
Tootmismeeskonnad peaksid küsima, kuidas käitub kamber pärast tavalist häiringut. Mis juhtub, kui üks valandidetail puudub? Mis siis, kui detail on kandikul viltu? Mis siis, kui haarats ei saavuta survet? Mis siis, kui masina alarm ilmub pärast seda, kui robot on juba järgmise tooriku valinud? Need küsimused määravad, kas kamber on tootmisvalmis.
| Takti element | Kiire demovaade | Tootmisvaade |
|---|---|---|
| Vali | Robot haarab detaili kiiresti | Detail kinnitatakse enne roboti lahkumist lavastusplatsilt |
| Koormus | Robot siseneb masinasse sujuvalt | Ukse, kinnitusdetailide, klambri ja istumise kontrollid järjestatakse |
| Masina ootamine | Käsitletakse roboti ulatusest väljaspool olevana | Kaasas tegeliku rakurütmiga |
| Laadige maha | Robot eemaldab valmis detaili | Valmis detail freesitakse, kontrollitakse ja puhastatakse |
| Taastamine | Operaator sekkub käsitsi | Veatee on enne väljalaset määratletud |
Prooviversioonid peaksid sisaldama piirtingimusi
Ühest puhtast katsest silindripea roboti laadimiseks ei piisa. Katse peaks hõlmama detaili minimaalset ja maksimaalset hälvet, eeldatavat pinnajääki, erinevaid laagerduspositsioone, normaalset laastu ja jahutusvedeliku seisukorda ning vähemalt mõnda ebanormaalset stsenaariumi. Eesmärk on kinnitada, et roboti, haaratsi, masina ja operaatori protsess saab taastuda ilma põhiplaani muutmata.
Praktikas otsib EVST ülevaatuse ajal kolme tulemust. Esiteks peab detail sisenema kinnitusvahendisse ilma tugipunkti sundimata. Teiseks peab roboti tee jääma kogu tsükli vältel masinast, haaratsist ja detailist eemale. Kolmandaks peab taastumine olema arusaadav ka tootmismeeskonnale, mitte ainult demo loonud programmeerijale.
Kuhu EVST projekti sobib
EVST toetab silindripea ja valandi laadimisprojekte, vaadates üle detaili kaalu, raskuskeskme, haaratsi kontseptsiooni, kinnitusvahendite tugipunkti, masina paigutuse, ohutuspiiri ja signaalikäepigistuse koos. Eesmärk ei ole müüa robotkätt eraldi, vaid muuta laadimiskamber igapäevaseks töötlemiseks piisavalt korratavaks.
Autoosade puhul on see lähenemisviis kasulik, kui üks tehas peab stabiliseerima silindripeade, korpuste, katete või sarnaste valandite koormust mitme töötlemisoperatsiooni jooksul. EVST aitab määratleda roboti mudelivaliku, haaratsi struktuuri, kinnitusdetailide juurdepääsu, juhtimisliidese ja vastuvõtuprotsessi reaalse detaili ja masina paigutuse ümber.
| Projekti etapp | EVST ülevaate fookus | Väljund ostjale |
|---|---|---|
| Teostatavus | Detaili kaal, tugipunkt, tsükli sihtmärk, masina paigutus | Kas roboti laadimine on tooriku jaoks otstarbekas |
| Kontseptsiooni disain | Roboti ulatus, haarats, kinnitusvahendite ligipääs, ohutuspiir | Töötlemisrütmile vastav rakukontseptsioon |
| Prooviversioon | Paigutamine, mahalaadimine, signaalide järjestus, rikke taastamine | Korduvkasutatav aken enne tootmisväljalaset |
| Anna üle | Hooldusjuurdepääs, lõualuude kulumine, puhastamine, operaatori päästmine | Protsess, mida tehas saab pärast integreerimist käivitada |
KKK
Mis on esimene asi, mida enne silindripea laadimise automatiseerimist kontrollida?
Alustage töötlemise tugipunktist ja sissetuleva detaili orientatsioonist. Kui detail ei saa stabiilsele tugipunktile naasta, siis roboti kasulik koormus ja kiirus ei lahenda tootmisprobleemi.
Kas iga silindripea laadimiskambri jaoks on vaja nägemist?
Mitte alati. Nägemisest on kasu, kui detaili orientatsioon muutub või lavastus on lahti. Kui detail saabub kontrollitud kinnitusvahendile või alusele, võib piisata mehaanilisest positsioneerimisest ja lihtsatest kinnitusanduritest.
Miks rakk läbib katse, aga tootmises ebaõnnestub?
Kõige levinum põhjus on see, et prooviversioon ei hõlma tavalisi laaste, jahutusvedelikku, detailide variatsiooni, operaatori poolt taastamist ega piirdetaile. Demo tõestab liikumist, kuid tootmine vajab stabiilset tsüklit.
Mida peaks vastuvõtutestimine sisaldama?
Vastuvõtmine peaks hõlmama valiku kinnitust, koorma paigaldamist, klambri kinnitust, mahalaadimise kinnitust, tsükliaega, ebanormaalset tagasipöördumist ja ohutut käsitsi taastamist realistlikes masinatingimustes.
Järeldus
Silindripea robotiga laadimine muutub usaldusväärseks, kui projekt on kavandatud suletud ahela põhimõttel: tooriku leidmine, selle haaramine tugipunkti häirimata, sünkroniseerimine masinaga, paigaldise kinnitamine, puhas mahalaadimine ja tavaliste vigade kõrvaldamine. Nende etappide käsitlemine ühe süsteemina eristab liikumisdemot tootmislaadimiskambrist.
EVST kavandab robotite laadimislahendusi, mis põhinevad tooriku kaalul, kinnitusvahendite tugipunktil, masina paigutusel, haaratsi konstruktsioonil, ohutusel ja signaaliloogikal, et autotööstuse mehaanikameeskonnad saaksid liikuda katseliigutustelt korduvtootmisele.