Răspuns direct: Într-o celulă de supraveghere a unei mașini robotizate, brațul este inactiv pentru cea mai mare parte a ciclului. Durata ciclului de supraveghere a mașinii este stabilită de procesarea mașinii, secvența ușii și a mandrinei și de fiabilitatea prezentării pieselor - nu de viteza maximă a robotului. Dimensionați mai întâi celula din ciclul mașinii, apoi decideți dacă un robot deservește o mașină sau mai multe. Un braț mai rapid nu face decât să scurteze partea de manipulare.
Pentru cine este acesta: Acest ghid este scris pentru inginerii de producție și automatizare care dimensionează o celulă de supraveghere a mașinilor robotizate, precum și pentru cumpărătorii cărora li s-a cotat un timp de ciclu și trebuie să știe de ce depinde acesta de fapt.
Domeniu de aplicare: Acoperă unde se petrece cu adevărat timpul dintr-un ciclu de pregătire, ce controlează robotul și ce nu și cum să măsoare rezultatul cu onestitate. Nu acoperă selecția parametrilor de așchiere, capacitatea mașinii-unelte sau proiectarea dispozitivelor de fixare din interiorul mașinii.
Unde se duce de fapt timpul ciclului de supraveghere a mașinii
Timpul ciclului de supraveghere a mașinii are sens doar după ce ciclul este împărțit în segmentele sale reale, iar imaginea se schimbă rapid atunci când se întâmplă acest lucru. Există o preluare din poziția de pregătire, o deplasare către mașină, o predare a încărcării și a prinderii, o retragere, o perioadă în care mașina procesează piesa, o descărcare și o revenire la pregătire. În materialul video de referință pentru acest ghid, robotul preia o piesă inelară dintr-o tavă pregătită, o plasează în mandrina strungului, apoi se retrage din zona de lucru în timp ce mașina prelucrează.
EVST împarte o cotație de producție în exact acele segmente. Dintre aceste segmente, robotul controlează mișcările și predarea. Nu controlează perioada de procesare, iar la majoritatea lucrărilor de strunjire, frezare și rectificare, perioada de procesare este cel mai mare bloc individual. De aceea, viteza brațului are un efect limitat asupra rezultatului celulei și de ce cotarea unei celule doar pe baza vitezei brațului spune foarte puțin.
De asemenea, explică un rezultat care îi surprinde pe oameni prima dată când îl măsoară: o viteză mai mare a robotului poate lăsa ciclul neschimbat, deoarece brațul ajunge pur și simplu mai repede în poziția de așteptare. Câștigul apare numai dacă segmentul de manipulare a fost pe calea critică de la bun început. Înțelegere Ce este supravegherea mașinilor robotizate și cum funcționează este în mare măsură înțelegerea segmentului critic.
Predarea este constrângerea, nu brațul
Predarea — apropiere, introducere, fixare, confirmare, eliberare, retragere — este locul unde se află adevărata variabilitate. Timpul de închidere a mandrinei sau a menghinei, deschiderea și închiderea ușii, lichidul de răcire și îndepărtarea așchiilor, precum și semnalul de confirmare care anunță că piesa este așezată, toate se află în această fereastră. Fiecare dintre acestea este o proprietate a mașinii sau a dispozitivului de fixare, nu o proprietate a robotului.
EVST tratează predarea ca specificație, nu ca braț. Aici se câștigă sau se pierde fiabilitatea. O predare care funcționează de nouăzeci și nouă de ori din o sută produce o celulă nesupravegheată care trebuie supravegheată. Confirmarea pozitivă a prezenței parțiale, o recuperare definită pentru un loc defect și o strategie de gestionare a cipurilor valorează mai mult pentru rezultatul real decât un profil de mișcare mai rapid.
Semnalele în sine trebuie convenite din timp cu producătorul mașinii-unelte. Ceea ce poate expune unitatea de comandă - sfârșitul ciclului, starea ușii, starea mandrinei, starea alarmei - determină cât de precis poate fi secvențiată celula. Conform IEC 60204-1:2016, cerințele generale se aplică echipamentelor electrice ale mașinilor, care reprezintă cadrul în care interfața respectivă este specificată și cablată, mai degrabă decât improvizată.
Prezentarea părților decide dacă celula rulează nesupravegheată
O celulă de supraveghere funcționează nesupravegheată doar atâta timp cât poate găsi următoarea piesă într-o poziție cunoscută. Tăvile și paleții oferă o poziție cunoscută cu prețul unei etape de sortare în amonte. Containerele și benzile transportoare reduc această etapă, dar necesită detectare și adaugă variație. Alegerea este o decizie privind fluxul de materiale cu consecințe de automatizare și, de obicei, se face prea târziu.
Prezentarea decide și designul dispozitivului de prindere. O piesă care sosește întotdeauna în aceeași orientare poate utiliza un dispozitiv de prindere simplu cu două fălci; o piesă care sosește orientată lejer are nevoie fie de o stație de re-prindere, fie de o abordare conformă, fie de o viziune vizuală. Fiecare dintre acestea reprezintă o completare reală a segmentului de manipulare, care este segmentul pe care robotul îl controlează efectiv.
Piesa finită necesită aceeași grijă. În materialul de referință, robotul returnează piesa prelucrată în tava pregătită, ceea ce reprezintă cel mai simplu model fiabil: aceeași familie de poziții pentru intrare și ieșire, astfel încât o singură schemă de învățare acoperă ambele.
Tabel de decizie: ce dovezi justifică ce configurație de tendință
Fiecare rând de aici poate fi rezolvat cu date pe care le aveți deja sau pe care le puteți măsura într-o după-amiază. Niciuna dintre acestea nu necesită selectarea mai întâi a robotului.
| Dovezi de la mașină și piesă | Configurația pe care o justifică | Dovezi pe care încă le datorați |
|---|---|---|
| Timp lung de procesare, o singură mașină | Un robot care deservește mai multe mașini | Timpul de așteptare în cel mai rău caz, când două mașini termină de lucru împreună, timpul de mers pe jos sau cu trenul, gestionarea alarmelor |
| Timp scurt de procesare, o singură mașină | Un robot dedicat acelei mașini, concentrat pe predare | Defalcarea timpului de predare, secvența ușilor și a mandrinei, fiabilitatea semnalului de confirmare |
| Piesele ajung orientate lejer | Stație de detectare sau de re-prindere înainte de încărcare | Timp de gestionare adăugat, mod de defecțiune atunci când orientarea nu este găsită, procedură de recuperare |
| Funcționare nesupravegheată necesară pe parcursul unei ture | Capacitate de pregătire dimensionată în funcție de tura de lucru, gestionarea așchiilor și a lichidului de răcire | Numărul de tampon necesar, intervalul de curățare a cipului, ce oprește celula în siguranță |
| Piese mixte pe aceeași mașină | Program gestionat și set de clești cu identificare pozitivă | Procedura și timpul de schimbare, prevenirea programelor greșite, regula primei ieșiri |
Un robot, mai multe mașini
Deservirea mai multor mașini cu un singur robot este metoda standard de a converti un timp lung de procesare în utilizare. De asemenea, introduce un nou mod de defecțiune: conflictul. Când două mașini termină în aceeași fereastră, una dintre ele așteaptă, iar producția efectivă a celulei este stabilită în funcție de cât de des se întâmplă acest lucru, mai degrabă decât de medie.
EVST modelează explicit conflictul înainte de a fixa o configurație multi-mașină. Modul corect de a evalua acest lucru este de a modela cel mai rău caz, nu media, și de a include deplasarea între mașini, gestionarea alarmelor și intervențiile operatorului care vor avea loc efectiv. Dacă mașinile au timpi de ciclu similari și pornesc împreună, conflictul este frecvent; dacă ciclurile lor diferă, este mai rar. Niciunul dintre cazuri nu este un motiv pentru a evita supravegherea multi-mașină, dar ambele ar trebui menționate înainte de a fixa configurația.
Amplasarea rezultă din această decizie. Un aranjament liniar pe o șină, un robot central care deservește mașinile din jurul său și un aranjament mobil schimbă fiecare timpul de deplasare în funcție de suprafața etajată și complexitatea securității, fiecare aparținând comparației, mai degrabă decât unei presupuneri.
Protejarea unei mașini și a unui robot interblocat
O celulă de supraveghere este formată din două mașini care împart un spațiu și o secvență. Evaluarea riscurilor trebuie să acopere combinația, inclusiv ce se întâmplă când ușa mașinii se deschide în timp ce robotul este în mișcare și în ce stare este lăsată fiecare mașină atunci când are loc o oprire de protecție. Conform... ISO 12100: 2010, principiile generale de proiectare acoperă evaluarea riscurilor și reducerea riscurilor și, în conformitate cu ISO 10218-2: 2025, cerințele de siguranță se aplică aplicației și celulei robotului industrial.
Rezultatul practic al acestei evaluări este de obicei un set de interblocări definit și o stare de siguranță definită pentru fiecare dintre cele două comenzi, scrise și testate la acceptare, mai degrabă decât descoperite în timpul unei defecțiuni. Recuperarea - modul în care un operator deblochează o piesă blocată în mandrină fără a dezactiva o protecție - trebuie inclusă în același document.
Aceasta este, de asemenea, partea specificației care supraviețuiește cel mai mult. Celulele sunt reprogramate și reechipate; conceptul de protecție și contractul de interblocare rămân de obicei.
Măsurarea corectă a rezultatului
Odată ce o celulă rulează, tentația este de a raporta timpul ciclului de supraveghere a mașinii ca un singur număr. O înregistrare mai utilă separă timpul de manipulare, timpul de procesare a mașinii și timpul de așteptare și le raportează pe o perioadă suficient de lungă pentru a include întreruperile care se întâmplă cu adevărat. Conform ISO 22400-2: 2014, sunt definiți indicatori cheie de performanță pentru managementul operațiunilor de fabricație, ceea ce oferă un vocabular comun pentru raportare în loc de unul inventat local.
Pentru robotul în sine, conform ISO 9283: 1998, criteriile de performanță și metodele de testare aferente pentru manipularea roboților industriali includ condițiile în care se stabilesc cifrele de precizie și repetabilitate. Este important de știut că aceste cifre sunt măsurate în condiții definite de sarcină și viteză, deoarece un număr de fișă tehnică citat în afara acestor condiții nu reprezintă o promisiune cu privire la piesa dumneavoastră.
Acest ghid nu afirmă nicio cifră privind timpul de ciclu, producția sau utilizarea pentru nicio celulă. Imaginile din spatele acestuia arată o preluare, o încărcare într-un mandrin, o retragere și o descărcare; nu demonstrează o rată și niciuna nu este revendicată aici. Dacă comparați soluții automate pentru sisteme de sudură și îngrijind celulele dintr-o plantă, această distincție este cea care menține comparația semnificativă.
Ce să trimiți pentru un studiu preliminar
Un studiu util începe de la mașină, nu de la robot. Trimiteți desenul piesei cu masa și suprafețele de prindere, timpul de procesare al mașinii și secvența ușii și mandrinei, modul în care piesele sosesc astăzi, numărul de mașini pe care doriți să le acoperiți și semnalele de interblocare pe care le poate furniza unitatea de comandă a mașinii. Astfel, segmentul de manipulare poate fi estimat, iar segmentul de așteptare poate fi calculat, în loc să fie ghicit.
Rezultatele ar trebui să vă spună care segment este critic și ce ar trebui schimbat pentru a-l mișca. Dacă răspunsul este că mașina domină, recomandarea sinceră ar putea fi un robot mai simplu și o structură mai bună, în loc de un braț mai rapid.
Întrebări frecvente
Va scurta un robot mai rapid timpul ciclului de supraveghere a mașinii noastre?
Numai dacă segmentul de manipulare se află pe calea critică. Când timpul de procesare al mașinii este dominant, un braț mai rapid ajunge mai repede la poziția de așteptare, iar ciclul este neschimbat. Măsurați segmentele înainte de a plăti pentru viteză.
Poate un robot să deservească mai multe mașini?
Adesea da, și este modul obișnuit de a utiliza un timp lung de procesare. Lucrul de evaluat este conflictul: cât de des două mașini termină în aceeași fereastră și care este costul în cel mai rău caz. Modelați cel mai rău caz, nu media.
Ce oprește cel mai adesea o celulă de îngrijire nesupravegheată?
Prezentarea pieselor și gestionarea așchiilor sau a lichidului de răcire, urmate de erori de confirmare a predării. Niciuna dintre acestea nu este o problemă de viteză a robotului și toate sunt mai ieftine de rezolvat în momentul proiectării decât după instalare.
Cum ar trebui raportat timpul ciclului la acceptare?
Separat pe segmente — manipulare, procesare, așteptare — pe o perioadă suficient de lungă pentru a include întreruperi reale. ISO 22400-2:2014 definește indicatorii cheie de performanță pentru managementul operațiunilor de fabricație și oferă un vocabular comun pentru raportul respectiv.
Contribuții de proiect pentru o analiză a aplicației
Trimiteți următoarele informații, iar ciclul de îngrijire poate fi analizat în raport cu mașina dvs., în loc să se compare cu o cifră generică:
- desenul piesei cu cerințe de masă, suprafețe de prindere și orientare
- ciclul mașinii: timpul de procesare, timpii de secvență ai ușilor și mandrinelor și orice calibrare în timpul ciclului
- metoda actuală de staționare - tavă, container, transportor sau palet - și modul în care ajung piesele
- numărul de mașini pe care doriți să le deservească un singur robot, cu amplasarea lor
- semnalele de interblocare pe care le poate oferi deja sistemul dumneavoastră de control al mașinii
Trimiteți desenul piesei cu masa și suprafețele de prindere, timpul de procesare a mașinii cu secvența ușii și mandrinei, modul în care ajung piesele astăzi, numărul de mașini pe care ar trebui să le deservească un robot și semnalele de interblocare pe care le poate furniza unitatea de comandă a mașinii. Acest set este suficient pentru a împărți ciclul în segmente și a stabili care dintre ele limitează efectiv producția. Lectură conexă: opțiuni de roboți colaborativi.