Video della linea robotizzata per lo stampaggio del guscio dello scaldabagno

Linea di stampaggio dei pannelli per involucri di scaldabagni: stampo progressivo, scarico robotizzato e ispezione.

I pannelli esterni degli scaldabagni sono componenti stampati di grandi dimensioni e di spessore ridotto. Sono spesso realizzati in lamiera di acciaio laminato a freddo o in acciaio inossidabile, con elevati requisiti di qualità superficiale; pertanto, graffi, ammaccature, bave o piegature irregolari possono compromettere direttamente l'aspetto finale del prodotto. Il video seguente mostra una linea di stampaggio automatizzata che comprende la preparazione della bobina, lo stampaggio progressivo, lo scarico robotizzato, l'ispezione in linea e la pallettizzazione.

Una tipica linea di pannelli per scaldabagni automatici segue questo processo: svolgimento della bobina, livellamento, alimentazione servoassistita, stampaggio progressivo, scarico robotizzato, ispezione in linea e scarico su pallet. Per una selezione più ampia di robot per processi simili di elettrodomestici e lavorazione della lamiera, vedere EVSINT. robot industriali per asse categoria.

Flusso di processo della linea e apparecchiature principali

L'intera linea è incentrata sul ciclo di stampaggio. Le attrezzature principali includono solitamente un svolgitore, una livellatrice di precisione, un alimentatore CNC servoassistito, una pressa meccanica di classe 200-400 tonnellate, un robot di carico/scarico a sei assi, una pinza a vuoto, uno stampo progressivo con otto-dodici stazioni, un sistema di ispezione visiva e un sistema di controllo elettrico. La frequenza di corsa della pressa determina direttamente il ritmo della linea ed è generalmente controllata intorno a 30-60 corse al minuto, a seconda della geometria del pezzo e della configurazione dello stampo.

Per i pannelli sottili, la stabilità della linea è più importante della velocità nominale del robot. La pressa, l'alimentatore, il robot, la stazione di visione e il nastro trasportatore di scarico devono condividere interblocchi e segnali di temporizzazione affidabili. Se il robot entra troppo presto, l'area di stampa diventa pericolosa; se esce troppo lentamente, la pressa si ferma e l'utilizzo della linea diminuisce.

Progettazione di stampi progressivi e principi fondamentali del processo

Una fustella progressiva integra le operazioni di foratura, rifilatura, piegatura, flangiatura e dimensionamento in un unico set di fustelle. La lamiera avanza stazione per stazione e ogni corsa della pressa produce un pannello finito o quasi finito. La sequenza delle stazioni dovrebbe seguire un principio dall'interno verso l'esterno e dal più piccolo al più grande: prima i fori pilota e le caratteristiche interne, poi la rifilatura e la piegatura.

Si presentano frequentemente due rischi ingegneristici. Il primo è un gioco errato tra punzone e matrice: un gioco troppo piccolo accelera l'usura del tagliente, mentre un gioco troppo grande crea bave che compromettono la precisione di piegatura e l'assemblaggio. Il secondo è un controllo insufficiente del ritorno elastico. La lamiera sottile può rimbalzare dopo la piegatura, quindi è necessario progettare angoli di compensazione o stazioni di calibrazione prima della costruzione della matrice.

La gestione del ciclo di vita degli stampi dovrebbe essere parte integrante del piano di automazione. Un registro degli stampi dovrebbe tenere traccia del numero di cicli di lavorazione, dell'ultima affilatura, della durata complessiva e degli eventi anomali relativi alla qualità. Un'ispezione programmata prima della fine del ciclo di vita è più sicura che attendere che gli utensili scheggiati causino difetti di produzione.

Scarico robotizzato e coordinamento della stampa

Il coordinamento tra robot e pressa è una questione di sicurezza e di tempo di ciclo. La linea dovrebbe utilizzare interblocchi di sicurezza PLC: il robot può entrare nell'area di prelievo solo dopo che il carrello della pressa ha raggiunto il punto morto superiore e lo stampo è completamente aperto, e la pressa può iniziare la corsa successiva solo dopo che il robot è completamente uscito dalla zona di sicurezza.

La pinza utilizza in genere un sistema di aspirazione a vuoto di ampia superficie. La forza di presa deve essere dimensionata con un fattore di sicurezza e le ventose devono essere realizzate con materiali compatibili con olio, polvere e superfici in lamiera. Le pinze devono inoltre includere un sistema di pulizia ad aria compressa prima del prelievo, poiché piccoli detriti rimasti nello stampo possono imprimere segni sulla superficie del pannello.

I pannelli sottili possono vibrare durante il movimento ad alta velocità del robot. Questo problema viene spesso risolto riducendo l'accelerazione dell'effettore finale, aumentando la copertura di aspirazione, aggiungendo cuscinetti antivibranti e mantenendo percorsi di trasferimento dei pannelli fluidi. Per applicazioni di movimentazione comparabili, EVSINT robot di manipolazione I riferimenti sono utili.

Svolgimento, livellamento e alimentazione servoassistita

La preparazione della bobina influisce direttamente sulla precisione dello stampaggio. Un'eccessiva fluttuazione della tensione del svolgitore crea un passo di alimentazione instabile e può spostare la posizione dei fori fuori tolleranza. Un sistema di controllo della tensione dovrebbe mantenere la fluttuazione della tensione entro una finestra di processo definita.

La raddrizzatrice elimina la deformazione e la curvatura trasversale della lamiera prima che questa raggiunga l'alimentatore. Per i pannelli decorativi, la planarità post-raddrizzatura deve essere controllata con sufficiente precisione per evitare instabilità di prelievo ed errori di allineamento della fustella. Gli alimentatori servoassistiti afferrano e fanno avanzare la lamiera; la precisione di alimentazione è un fattore determinante per la precisione del posizionamento dei fori, soprattutto quando la fustella include elementi di guida e più stazioni di piegatura.

Ispezione in linea e controllo qualità

I pannelli esterni degli scaldabagni sono componenti estetici, pertanto l'ispezione in linea è obbligatoria. Un sistema di visione 2D può verificare le dimensioni esterne, la deviazione della posizione dei fori, la presenza di graffi, ammaccature, macchie e difetti di formatura. Le superfici riflettenti in acciaio inossidabile potrebbero richiedere luci anulari a bassa angolazione o illuminazione multi-angolo per evitare la sovraesposizione.

I dati relativi alla qualità devono essere collegati al monitoraggio SPC. Se si verificano ripetutamente pezzi non conformi o se la capacità del processo scende al di sotto del limite di controllo interno, la linea deve interrompere l'alimentazione e richiedere a un tecnico di verificare le condizioni dello stampo, la precisione dell'alimentatore, la variabilità del materiale o la stabilità della pinza.

Cambio di formato e produzione flessibile

I modelli di scaldabagno cambiano spesso, quindi le variazioni nelle dimensioni dei pannelli e nella disposizione dei fori possono ridurre l'utilizzo della linea se il cambio è lento. I sistemi di cambio rapido degli stampi che utilizzano morsetti idraulici e telai standardizzati possono ridurre i tempi di cambio rispetto alla sostituzione manuale degli stampi.

Una sequenza di cambio stampo pratica prevede la rimozione del vecchio stampo, la pulizia della sede dello stampo, l'installazione del nuovo stampo, la regolazione dell'altezza dello stampo, l'esecuzione di una prova del primo pezzo, il superamento del controllo qualità del primo pezzo e infine l'avvio della produzione vera e propria. Ogni fase deve essere registrata nel sistema MES in modo da poter individuare e risolvere i colli di bottiglia nel tempo.

Errori comuni da evitare prima dell'implementazione

Diversi problemi possono facilmente sfuggire in fase di pianificazione. I bordi scheggiati dello stampo possono sembrare di poco conto all'inizio, ma possono creare bave che influiscono sulla piegatura e sull'assemblaggio. Le ventose usurate possono presentare perdite e causare un prelievo instabile. L'usura dei rulli dell'alimentatore servoassistito o la deriva dell'encoder possono modificare gradualmente il passo di alimentazione. Anche le vibrazioni della base della pressa possono influire sulla precisione della punzonatura di precisione. Questi rischi dovrebbero essere gestiti mediante manutenzione preventiva, verifica del primo e dell'ultimo pezzo, monitoraggio del vuoto in tempo reale e progettazione di una base antivibrante.

Per il confronto tra accumulo e scarico a valle, EVSINT fornisce anche robot di pallettizzazione riferimenti applicativi. Per l'integrazione completa della linea, vedere EVSINT sistema di automazione dei processi capacità.

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