A hengerfej robot terhelése csak akkor stabil, ha a helymeghatározó alappontot, a megfogó helyzetét, a géphez való hozzáférést, a forgácstisztítást, az ütemidőt és az abnormális visszatérést egyetlen zárt huroknak tekintjük. Egy robot képes felemelni egy nehéz öntvényt, de a termelés stabilitása attól függ, hogy minden alkatrész ugyanabban a megmunkálási ritmusban érkezik-e meg, helyezkedik-e el, kerül-e kiürítésre és áll-e vissza.
Gyors válasz
Hengerfejek, házak és egyéb szabálytalan autóipari öntvények esetében a robot általi berakodást gépi kiszolgálási ciklusként, nem pedig felvételi és elhelyezési műveletként kell értékelni. A vevőnek a cella készenlétének megítélése előtt meg kell erősítenie a bejövő elemek tájolását, az adatmegismételhetőséget, a megfogó alátámasztását, a CNC ajtó időzítését, a forgács- és hűtőfolyadék állapotát, az eltávolítás megerősítését, az ellenőrzési pontokat és a kivételek kezelését.
Ez az útmutató a megmunkálóberendezések körüli robotizált be- és kirakodásra összpontosít. Nem terjed ki az öntési folyamatok tervezésére, a CNC vágási paraméterekre vagy az összes befogóeszköz stílusára. A cél az, hogy segítsen a gyártócsapatoknak meghatározni egy gyakorlatias automatizálási hatókört az árajánlatadás, a próbaüzem vagy a gyártósor kibocsátása előtt.
Miért más a hengerfej terhelése?
A hengerfej nyersdarabok nem egyszerű dobozok. Nehezek, szabálytalanok és érzékenyek a megmunkálási adatokra. Az öntvényen lehetnek bordák, nyílások, érdes felületek, olajmaradványok, vagy eltérések a tételek között. Ha a megfogó csak a legkönnyebben megfogható felületet fogja meg, az alkatrész akkor is elmozdulhat, amikor belép a szerszámgépbe, vagy amikor forgácsok és hűtőfolyadék halmozódik fel a befogás körül.
A gyakorlatban sok instabil gépkiszolgálási projekt nem azért hiúsul meg, mert a robot nem tudja cipelni az alkatrészt. Azért hiúsulnak meg, mert a berakodási folyamatot egyetlen mozdulatként tervezték, nem pedig egy teljes gyártási ciklusként. Az alkatrész egy adott irányban érkezik, a megfogó egy másikból közeledik, a gép ajtajának saját időzítése van, és a kezelőnek egyértelmű módra van szüksége a hiányzó vagy ferde alkatrész utáni helyreállításra.
| Tervezési terület | Mit kell megerősíteni | Termelési kockázat, ha figyelmen kívül hagyjuk |
|---|---|---|
| Bejövő orientáció | Tálca, szállítószalag, tároló vagy kézi adagoló irány | A megfogó egy elforgatott vagy nem rögzített alkatrészhez közelít. |
| Adatstratégia | Melyik felület vagy jellemző határozza meg a megmunkálási helyet | Az alkatrész ismétlődik a robot útvonalán, de nem a befogási alappontban |
| Megfogó tartó | Érintkezési terület, állkapocs lökete, leesésgátló támasz és hézag | A nehéz öntvények megcsúsznak, megdőlnek vagy ütköznek a gép közelében |
| Gép interfész | Ajtó, tokmány, szorító, hűtőfolyadék és jelidőzítés | A robot várakozik, dupla kezelést végez, vagy belép, mielőtt a gép üzembe állna. |
| Rendellenes hozam | Hiányzó alkatrész, hibás megfogás, ferde berakodás vagy eltérés a kirakodásban | A vonal tiszta helyreállítási útvonal nélkül áll meg |
Kezdje a nullponttal, ne a robot hasznos terhével
A hasznos teher szükséges, de nem ez az elsődleges tervezési válasz. Egy elegendő hasznos teherrel rendelkező robot is instabil terhelést okozhat, ha a referenciapont nem egyértelmű. Hengerfej esetén a megmunkálóberendezésnek megismételhető referenciára van szüksége. A megfogónak úgy kell hordoznia az alkatrészt, hogy megvédje ezt a referenciát, ne csak úgy, hogy elkerülje az alkatrész leesését.
Az EVST általában egy alkatrész adatablakára és egy robot mozgásablakára osztja a tervet. Az adatablak határozza meg, hogyan kell az öntvénynek megérkeznie, elhelyezkednie, rögzítenie és elhagynia. A mozgásablak határozza meg, hogyan tud a robot felvenni, elforgatni, behelyezni, kihúzni és visszanyerni anélkül, hogy megzavarná az adatot.
| Ablak | Tipikus bemenetek | Amit a sejtnek védenie kell |
|---|---|---|
| Adat ablak | Megmunkálási referencia, befogási határérték, alkatrészvariáció | Ismételhető elhelyezés a vágás megkezdése előtt |
| Grip ablak | Érintkező felület, állkapocs lökete, súlypont, leesésgátló logika | Stabil kezelhetőség a durva öntvény túlzott befogása nélkül |
| Gépi ablak | Ajtó időzítése, tokmány vagy befogóeszköz jele, hűtőfolyadék, forgács állapota | A robot be- és kilépése a gép készenléti állapotához igazodik |
| Ellenőrzőablak | Üléshely-megerősítés, kirakodási megerősítés, selejtezési útvonal | A hibákat és hiányosságokat a következő ciklus előtt észlelik |
A megfogó testtartásnak meg kell egyeznie a valódi szereplőgárdával
A megfogót csak azután kell kiválasztani, hogy a csapat megértette az öntvény geometriáját, nem pedig előtte. Egy lapos párhuzamos megfogó egyszerűnek tűnhet, de megbízhatatlan lehet, ha az alkatrész felülete érdes, kúpos vagy megmunkálási maradékokkal borított. Szükség lehet egy formázott pofára, támasztólemezre, pozicionáló csapra vagy segédtámaszra, hogy az alkatrész stabil maradjon a megközelítés és a forgatás során.
A súlypont is számít. Egy hengerfej könnyen felemelhető, de egy CNC-gép közelében nehéz tisztán forgatni. Ha a csukló beszorul az ajtó vagy a szerelvény közelében, a robotnak lassítania, szünetet tartania vagy hosszabb utat kell tennie. Ez befolyásolja az ütemidőt, és egy sikeres bemutatót szűk keresztmetszetekké tehet.
A gépjelek a rakodási megoldás részét képezik
A robot berakodásának nem szabad vizuális megfigyelésen vagy a kezelő minden ciklus utáni megítélésén alapulnia. A gépnek és a robotnak egyértelmű jelekre van szüksége az ajtó nyitva tartásához, a befogókészség használatához, a befogás befejezéséhez, a megmunkálás befejezéséhez, az eltávolítási engedélyhez és a riasztási állapothoz. A kézfogási logikának azt is meg kell határoznia, hogy mi történik, ha a jelsorozat befejezetlen.
Az ISO 10218 robotrendszer-biztonsági követelmények szerint a kockázatcsökkentés a teljes robotrendszerre vonatkozik, nem csak a robotkarra. Egy megmunkáló betöltőcellában ez a rendszer magában foglalja a robotot, a megfogót, a gép ajtaját, a rögzítőelemeket, a védőburkolatot, a reteszeket, a kézi mentést és a karbantartási hozzáférést. Egy megbízható cellatervnek ezeket egyetlen szabályozott folyamatként kell kezelnie.
| Jelzés vagy ellenőrzés | Gyakorlati követelmény | Miért számít |
|---|---|---|
| Ajtó nyitva | A robot csak a megerősített nyitott és biztonságos állapot után lép be. | Megakadályozza az ütközést és a veszélyes bejutást |
| Készletbe helyezés | A szorító, a helymeghatározó vagy a tokmány betöltés előtt megerősítést nyer | Elkerüli az öntvény nem elérhető szerelvénybe helyezését |
| Részben ülő | Szenzor, látás vagy pozíciólogika igazolja az elhelyezést | Csökkenti a ferde megmunkálást és az utólagos megmunkálást |
| Kirakodás befejezve | A robot megerősíti az alkatrész eltávolítását a ciklus visszaállítása előtt | Megakadályozza a dupla terhelést vagy az alkatrészek beszorulását |
| Riasztás helyreállítása | A cella határozza meg, hogy a robot és az alkatrész hová kerül egy hiba után | Elkerüli a manuális találgatást a gyártási leállások során |
A forgács-, hűtőfolyadék- és szennyeződési körülményeket figyelembe kell venni
A megmunkálócellák forgácsokat, hűtőfolyadék-ködöt, olajat és maradványokat hoznak létre. Ezek a körülmények befolyásolják a megfogót, a befogót, az érzékelőt és a kamerát. Ha a próbaüzemet tiszta befogón végzik, az nem feltétlenül jelent normál gyártási műszakot. A betöltési koncepciónak tartalmaznia kell a forgácskijutást, a hűtőfolyadék-fröccsenés irányát, a pofák tisztítását és az érzékelő védelmét.
A durva öntvények érintkezési felületei is változhatnak. Egy olyan pofa, amely jól megfog egy adott tételt, instabillá válhat, ha a sorják, az olaj vagy az öntvény változása megváltoztatja a valódi érintkezést. A gyakorlati megoldás nem mindig egy bonyolultabb megfogó. Néha egy áttekinthetőbb előkészítési módszer, egy jobb adatfelület vagy egy egyszerű tisztítási lépés a megoldás, mielőtt az alkatrész a gépbe kerül.
Az ütemidő egy zárt hurok, nem pedig egy robotsebesség-szám
A robot sebessége csak egy része az ütemnek. A tényleges ciklus magában foglalja az alkatrész érkezését, a felvétel megerősítését, a forgatást, a gépajtó időzítését, a berakodást, a befogás megerősítését, a megmunkálást, a kirakodást, az ellenőrzést és a rendellenes kezelést. Ha bármelyik lépés nem egyértelmű, az átlagos ütem eltolódhat, még akkor is, ha a programozott robotpálya gyors.
A gyártócsapatoknak fel kell tenniük a kérdést, hogy hogyan viselkedik a cella egy átlagos zavar után. Mi történik, ha egy öntvény hiányzik? Mi van, ha egy alkatrész ferdén van a tálcában? Mi van, ha a megfogó nem éri el a nyomást? Mi van, ha a gépriasztás akkor jelenik meg, miután a robot már felvette a következő nyersdarabot? Ezek a kérdések határozzák meg, hogy a cella gyártásra kész-e.
| Ütem elem | Gyors demó nézet | Termelési nézet |
|---|---|---|
| Pick | A robot gyorsan megragadja az alkatrészt | Az alkatrészt a robot a pályáról való távozás előtt jóváhagyják |
| Terhelés | A robot simán belép a gépbe | Az ajtó, a szerelvény, a szorító és az illeszkedés ellenőrzése sorrendben történik. |
| Gépi várakozás | A robot hatókörén kívül esőként kezelik | A tényleges sejtritmus részeként |
| kirakodik | A robot eltávolítja a kész alkatrészt | A kész alkatrészt marják, ellenőrzik és tisztítják |
| felépülés | A kezelő manuálisan avatkozik be | A hibaútvonal a kiadás előtt van meghatározva |
A próbaüzemeknek tartalmazniuk kell a határfeltételeket
Egyetlen tiszta próba nem elegendő a hengerfej robot betöltéséhez. A próbának tartalmaznia kell a minimális és maximális alkatrész-variációt, a várható felületi maradékot, a különböző előkészítő pozíciókat, a normál forgács- és hűtőfolyadék-állapotot, valamint legalább néhány rendellenes forgatókönyvet. A cél annak megerősítése, hogy a robot, a megfogó, a gép és a kezelői folyamat helyreállítható az alapterv megváltoztatása nélkül.
A gyakorlatban az EVST három eredményt vár az ellenőrzés során. Először is, a munkadarabnak a referenciapont erőltetése nélkül kell a befogóba kerülnie. Másodszor, a robot útvonalának a teljes ciklus alatt távol kell maradnia a géptől, a megfogótól és a munkadarabtól. Harmadszor, a helyreállításnak érthetőnek kell lennie a gyártócsapat számára, nem csak a demót készítő programozó számára.
Az EVST elhelyezkedése a projektben
Az EVST a hengerfej- és öntvényadagolási projekteket az alkatrész súlyának, a súlypontnak, a megfogó koncepciójának, a befogási alappontnak, a gép elrendezésének, a biztonsági határnak és a jel-kézfogásnak az együttes áttekintésével támogatja. A cél nem egy robotkar önmagában történő értékesítése, hanem az, hogy a betöltőcella kellően megismételhető legyen a napi megmunkálási termeléshez.
Autóalkatrészek esetében ez a megközelítés akkor hasznos, ha egy üzemnek stabilizálnia kell a hengerfejek, házak, fedelek vagy hasonló öntvények terhelését több megmunkálási művelet során. Az EVST segíthet meghatározni a robot modelltartományát, a megfogó szerkezetét, a befogóeszközökhöz való hozzáférést, a vezérlőfelületet és az elfogadási folyamatot a valós alkatrész és a gép elrendezése alapján.
| Projekt szakasz | EVST áttekintés fókuszában | Kimenet a vevő számára |
|---|---|---|
| megvalósíthatósági | Alkatrész súlya, nullapont, cikluscél, gép elrendezése | A robot általi berakodás praktikus-e a munkadarab esetében |
| Koncepció kialakítása | Robotkinyúlás, megfogó, szerelvényhozzáférés, biztonsági határvonal | Egy cellakoncepció, amely illik a megmunkálási ritmushoz |
| Próbaüzemeltetés | Elhelyezés, tehermentesítés, jelsorozat, hibaelhárítás | Ismételhető ablak a gyártás előtt |
| Átad | Karbantartási hozzáférés, pofakopás, tisztítás, kezelői mentés | Egy folyamat, amelyet az üzem az integráció után lefuttathat |
FAQ
Mit kell először ellenőrizni a hengerfej terhelésének automatizálása előtt?
Kezdje a megmunkálási alapponttal és a bejövő alkatrész orientációjával. Ha az alkatrész nem tud visszatérni egy stabil alappontra, a robot hasznos terhelése és sebessége nem fogja megoldani a gyártási problémát.
Szükséges-e minden hengerfej-terhelési cellához vizuális látás?
Nem mindig. A vizuális vezérlés hasznos, ha az alkatrész orientációja változik, vagy az állványozás laza. Ha az alkatrész szabályozott befogóeszközben vagy tálcában érkezik, a mechanikus helymeghatározás és az egyszerű megerősítő érzékelők elegendőek lehetnek.
Miért megy át egy sejt a próbán, de a gyártásban kudarcot vall?
A leggyakoribb ok az, hogy a próba nem tartalmaz normál forgácsokat, hűtőfolyadékot, alkatrészvariációt, kezelői visszaállítást vagy határoló alkatrészeket. A demó a mozgást bizonyítja, de a gyártásnak stabil ciklusra van szüksége.
Mit kell tartalmaznia az átvételi tesztelésnek?
Az elfogadásnak tartalmaznia kell a felvétel megerősítését, a terhelés behelyezését, a szorító megerősítését, a kirakodás megerősítését, a ciklusidőt, a rendellenes visszatérést és a biztonságos kézi visszaállítást valós gépi körülmények között.
Összegzés
A hengerfejes robotos berakodás akkor válik megbízhatóvá, ha a projektet zárt ciklus köré tervezik: megtalálja a nyersdarabot, megfogja azt az alap megzavarása nélkül, szinkronizál a géppel, megerősíti az illeszkedést, tiszta kirakodást végez, és helyreállítja a hétköznapi hibákat. Az, hogy ezeket a lépéseket egyetlen rendszerként kezeli, az különbözteti meg a mozgásbemutatót a termelési berakodócellától.
Az EVST robotok általi berakodási megoldásokat tervez a munkadarab súlya, a befogási alappont, a gép elrendezése, a megfogó kialakítása, a biztonság és a jellogika köré, hogy az autóipari megmunkáló csapatok a próbamozgástól az ismételhető gyártásig el tudjanak jutni.