Vídeo da linha de robôs para estampagem de carcaças de aquecedores de água

Linha de estampagem de painéis para aquecedores de água: matriz progressiva, descarregamento e inspeção por robô.

Os painéis da carcaça do aquecedor de água são peças estampadas grandes e finas. Geralmente são fabricados a partir de chapas de aço laminado a frio ou aço inoxidável com altos requisitos de qualidade superficial, portanto, arranhões, amassados, rebarbas ou curvaturas instáveis ​​podem afetar diretamente a aparência final do produto. O vídeo abaixo mostra uma linha de automação de estampagem construída em torno da preparação da bobina, estampagem progressiva, descarregamento por robô, inspeção em linha e paletização.

Uma linha de produção automática típica de painéis para aquecedores de água segue este processo: desenrolamento da serpentina, nivelamento, alimentação por servomotor, estampagem progressiva, descarregamento por robô, inspeção em linha e descarga por paletização. Para uma seleção mais ampla de robôs em processos similares de eletrodomésticos e chapas metálicas, consulte o site da EVSINT. Robôs industriais da Axis em sua categoria.

Fluxograma do processo de linha e equipamentos principais

Toda a linha de produção é centrada no ciclo de estampagem. Os equipamentos principais geralmente incluem um desenrolador, niveladora de precisão, alimentador CNC servo, prensa mecânica de 200 a 400 toneladas, robô de carga e descarga de seis eixos, garra de sucção a vácuo, matriz progressiva com oito a doze estações, sistema de inspeção visual e sistema de controle elétrico. A cadência de golpes da prensa determina diretamente o ritmo da linha e é normalmente controlada entre 30 e 60 golpes por minuto, dependendo da geometria da peça e da configuração da matriz.

Para painéis de acabamento fino, a estabilidade da linha é mais importante do que a velocidade nominal do robô. A prensa, o alimentador, o robô, a estação de visão e a esteira de descarga devem compartilhar intertravamentos e sinais de temporização confiáveis. Se o robô entrar muito cedo, a área da prensa se torna insegura; se sair muito devagar, a prensa fica parada e a utilização da linha diminui.

Fundamentos do Projeto e Processo de Matrizes Progressivas

Uma matriz progressiva integra operações de perfuração, corte, dobra, flangeamento e dimensionamento em um único conjunto de matrizes. A chapa avança estação por estação, e cada golpe da prensa produz um painel acabado ou quase acabado. A sequência de estações deve seguir um princípio de dentro para fora e do menor para o maior: furos-piloto e detalhes internos primeiro, depois corte e dobra.

Dois riscos de engenharia surgem com frequência. O primeiro é a folga incorreta entre punção e matriz: uma folga muito pequena acelera o desgaste da aresta de corte, enquanto uma folga muito grande cria rebarbas que afetam a precisão da dobra e a montagem. O segundo é o controle insuficiente do retorno elástico. Chapas metálicas finas podem sofrer retorno elástico após a dobra, portanto, ângulos de compensação ou estações de dimensionamento devem ser projetados antes da construção da matriz.

O gerenciamento da vida útil das matrizes deve fazer parte do plano de automação. Um registro de matrizes deve monitorar a contagem de ciclos, o tempo da última afiação, a vida útil acumulada e eventos anormais de qualidade. Inspeções programadas antes do fim da vida útil são mais seguras do que esperar que ferramentas lascadas causem defeitos em lotes.

Descarregamento robótico e coordenação da prensa

A coordenação entre o robô e a prensa é uma questão tanto de segurança quanto de tempo de ciclo. A linha deve utilizar intertravamentos de segurança por CLP: o robô só pode entrar na área de coleta depois que o carro da prensa atingir o ponto morto superior e a matriz estiver totalmente aberta, e a prensa só pode iniciar o próximo ciclo depois que o robô sair completamente da zona de segurança.

A garra geralmente utiliza um sistema de sucção a vácuo de grande área. A força de retenção deve ser dimensionada com uma margem de segurança, e as ventosas devem ser feitas de materiais compatíveis com óleo, poeira e superfícies de chapa metálica. As garras também devem passar por limpeza com ar comprimido antes da coleta, pois pequenos resíduos deixados na matriz podem deixar marcas na superfície do painel.

Painéis finos podem vibrar durante movimentos robóticos em alta velocidade. Isso geralmente é resolvido reduzindo a aceleração do efetor final, aumentando a área de sucção, adicionando almofadas de amortecimento de vibração e mantendo os caminhos de transferência dos painéis suaves. Para aplicações de manuseio comparáveis, a EVSINT... robô de manuseio As referências são úteis.

Desenrolamento, nivelamento e alimentação servo

A preparação da bobina afeta diretamente a precisão da estampagem. Flutuações excessivas na tensão do desenrolador criam um passo de alimentação instável e podem deslocar as posições dos furos para fora da tolerância. Um sistema de controle de tensão deve manter a flutuação da tensão dentro de uma faixa de processo definida.

A niveladora remove o acúmulo de material e a curvatura transversal antes que a chapa chegue ao alimentador. Para painéis de acabamento, a planicidade pós-nivelamento deve ser controlada com precisão suficiente para evitar instabilidade na alimentação e erros de alinhamento da matriz. Alimentadores servo, então, agarram e avançam a chapa; a precisão da alimentação é um fator crucial para a precisão do posicionamento dos furos, especialmente quando a matriz inclui recursos piloto e múltiplas estações de dobra.

Inspeção em linha e controle de qualidade

Os painéis da carcaça do aquecedor de água são peças de acabamento estético, portanto, a inspeção em linha não é opcional. Um sistema de visão 2D pode verificar dimensões externas, desvios na posição dos furos, arranhões, amassados, manchas e falhas de conformação. Superfícies reflexivas de aço inoxidável podem exigir iluminação circular em ângulo baixo ou iluminação multiangular para evitar superexposição.

Os dados de qualidade devem ser integrados ao monitoramento de CEP (Controle Estatístico de Processo). Se peças com defeito (NG) aparecerem repetidamente ou se a capacidade do processo cair abaixo do limite de controle interno, a linha deve interromper a alimentação e um engenheiro deve ser notificado para verificar a condição da matriz, a precisão do alimentador, a variação do material ou a estabilidade da garra.

Troca de formato e produção flexível

Os modelos de aquecedores de água mudam com frequência, portanto, variações no tamanho do painel e no padrão de furos podem reduzir a utilização da linha se a troca for lenta. Sistemas de troca rápida de matrizes, utilizando grampos hidráulicos e estruturas de matrizes padronizadas, podem reduzir o tempo de troca em comparação com a substituição manual de matrizes.

Uma sequência prática de troca de matrizes inclui a remoção da matriz antiga, a limpeza da sede da matriz, a instalação da nova matriz, o ajuste da altura da matriz, a execução de um teste na primeira peça, a aprovação na inspeção da primeira peça e, em seguida, o início da produção formal. Cada etapa deve ser registrada no MES (Sistema de Execução de Manufatura) para que os gargalos possam ser solucionados ao longo do tempo.

Armadilhas comuns antes da implantação

Diversos problemas podem passar despercebidos durante o planejamento. Bordas lascadas da matriz podem parecer insignificantes a princípio, mas podem criar rebarbas que afetam a curvatura e a montagem. Ventosas de vácuo envelhecidas podem vazar e causar instabilidade na coleta. O desgaste dos roletes do alimentador servo ou a deriva do encoder podem alterar gradualmente o passo de alimentação. A vibração da base da prensa também pode afetar a precisão da perfuração fina. Esses riscos devem ser mitigados por meio de manutenção preventiva, verificação da primeira e da última peça, monitoramento do vácuo em tempo real e projeto de base antivibração.

Para comparação de empilhamento e descarga a jusante, a EVSINT também fornece robô paletizador Referências de aplicação. Para integração completa da linha, consulte o EVSINT. sistema de automação de processos capacidades.

Precisa de um projeto de automação ou sistema robótico semelhante? Se você está planejando a estampagem de chapas metálicas para eletrodomésticos, descarregamento robótico, inspeção em linha ou automação de paletização, entre em contato com a EVST. Nossa equipe pode auxiliar na revisão de processos, seleção de robôs, projeto de garras, planejamento de segurança e integração. Envie um e-mail. vendas@evsint.com ou contacte-nos através Contato EVSINT.