By Чен ХаоСтарший инженер по производству промышленных ячеек · Команда инженеров по тяжелым ячейкам EVST · • Проверено инженерами по интеграции робототехники компании EVST.
На ковочном цехе высокая температура, пар и масляный туман делают процесс извлечения деталей самым сложным для персонала и самым опасным. Стандартный промышленный робот, брошенный рядом с прессом, выходит из строя в течение шести месяцев: пар и масляный туман достигают электрооборудования, и производственная ячейка отключается, не успев окупить себя. Здесь проблема не в манипуляторе, а в степени защиты. Полностью герметичный корпус с классом защиты IP67 и защитой от избыточного давления обеспечивает длительную работу в условиях ковки; гибкий поплавковый захват извлекает горячую деталь, не заклинивая матрицу; блокировка захвата предотвращает холостой ход пресса. При типичных условиях эксплуатации станция окупается примерно за два года, и операторы навсегда покидают зону воздействия огня и паров.
Основные выводы
- Стандартный робот рядом с ковочным прессом, изготавливающим штампы. ~ 6 месяца (Пар + масляный туман разрушают электронику).
- Корпус с полной герметизацией IP67 + защита от избыточного давления обеспечивает долгосрочное воздействие на окружающую среду.
- Гибкий поплавковый захват Поглощает смещения, устанавливается без заеданий и царапин.
- Самовывоз циклически заблокирован Для прессы — открытие, приемка, закрытие, никаких простоев.
- Операторы вне зоны горения и испарений; Типичный срок окупаемости составляет около 2 лет. (типичный для отрасли диапазон, рассчитанный на конкретный проект).
- Промышленное подразделение стандартами качества ISO 10218; Степень защиты IP на IEC 60529.
Данная статья предназначена для владельцев кузнечных цехов, руководителей производства и инженеров-технологов, занимающихся автоматизацией процесса горячей вытяжки. В ней рассматриваются контрольные ячейки с классом защиты IP67 на ковочных и литейных прессах; она не охватывает вопросы обработки расплава, последующей механической обработки или операций, не связанных с горячей вытяжкой.
Почему обычные роботы умирают через 6 месяцев
Стандартный шестиосевой манипулятор предназначен для типичных условий работы станка — пыли, слабого масляного тумана и температуры окружающей среды. Ковочный пресс создает иную обстановку: высокотемпературный пар от охлаждения штампа, распыленный масляный туман от системы смазки и излучение тепла, значительно превышающее 60°C, внутри рабочей зоны. В результате возникают три типа отказов:
- Проникновение жидкости через уплотнительные линии. Стандартные уплотнения IP54 или IP65 пропускают мелкодисперсное масло в течение нескольких месяцев. Как только масло попадает в электрооборудование, подшипники двигателя и сервоприводы выходят из строя.
- Усталость прокладки при термических циклах. Ежедневные термические циклы деформируют уплотнительные прокладки до тех пор, пока они не начнут протекать. Робот внешне выглядит исправным, но внезапно отключается.
- Загрязнение энкодера. Мелкие частицы в масляном тумане покрывают энкодеры, вызывая смещение их положения с течением времени, пока точность не выйдет за пределы допустимых значений.
Решение заключается не в более прочном стандартном роботе. Речь идёт о защите другого класса.
Когда автоматизация извлечения подделок приносит свои плоды — и когда нет.
Решающими факторами являются трудозатраты, риски для безопасности и расходы на защитуИспользуйте эту рамку:
| Выбирайте ковочные материалы со степенью защиты IP67, когда… | Пересмотрите свои планы, когда… |
|---|---|
| Тепло, пар и масляный туман образуются непрерывно. | Подходит для прохладного и сухого помещения по стандарту IP54. |
| Воздействие ожогов и паров представляет собой реальный риск получения травм. | Ручная экстракция имеет приемлемый уровень безопасности. |
| Цикл нажатия будет приостановлен из-за задержки со стороны оператора. | Цикл достаточно медленный, поэтому темп работы оператора вполне устраивает. |
| Необходима двухсменная работа. | Односменная работа, низкая загрузка. |
| Квалифицированная рабочая сила в горнодобывающей отрасли дефицитна. | Наличие квалифицированного персонала. |
EVST проводит обследование ковочной ячейки с помощью того, что наши инженеры называют... Метод «Защита прежде всего»Сначала определите степень защиты IP и систему избыточного давления в соответствии с реальными условиями окружающей среды, а затем спроектируйте захват и блокировку цикла — потому что робот, который выдерживает воздействие окружающей среды, но застревает в матрице, или чисто извлекает материал, но подвергается коррозии, в обоих случаях выйдет из строя.
Ручная и роботизированная экстракция при ковке
| фактор | Ручное извлечение | Обслуживание роботов IP67 |
|---|---|---|
| Воздействие оператора | Жара, пар, масляный туман, ожоги | Удалено из зоны |
| Время экстракции | Переменная, нажимает кнопку холостого хода | Режим блокировки, холостой ход отсутствует |
| Надежность сцепления | Ручные щипцы, царапины | Плавающий захват, не царапает поверхность. |
| Непрерывный ход | Одна смена с усталостью | Двухсменный график без дрейфа |
| Срок службы оборудования в данной среде | Текучесть кадров операторов | IP67 + избыточное давление для длительной работы |
Как устроен цех обслуживания ковочных работ EVST
Три технических аспекта определяют, выдержит ли ячейка серийное производство:
| Шаг | Что делает EVST? | Почему это важно |
|---|---|---|
| Степень защиты | Корпус с полной герметизацией IP67 + защита от избыточного давления, рассчитанная под требуемый диаметр линии. | Отсутствие попадания жидкости или твердых частиц при длительной эксплуатации. |
| Конструкция захвата | Гибкий поплавковый захват, изготовлен из материалов, устойчивых к окислению и высоким температурам. | Поглощает смещения, не заклинивает, не оставляет следов литья. |
| Блокировка велосипеда | Сигналы нажатия двери, выброса и безопасности передаются контроллеру робота. | Пресс-служба никогда не ждет реакции оператора. |
| Теплозащита | Светоотражающий кожух над запястьем робота и интерфейсом захвата. | Снижает тепловую нагрузку, продлевает срок службы захвата. |
| Доступ для обслуживания | Быстросъемный захватный модуль + сервисные позиции | Плановое обслуживание без нарушения IP-диапазона |
На практике чаще всего мы сталкиваемся с тем, что защита рассматривается как второстепенный вопрос: стандартный робот, брошенный рядом с прессом, работает в эффектной демонстрации и через несколько месяцев подвергается коррозии. Компания EVST лидирует по показателю IP-класса. IEC 60529 и проверяет работоспособность захвата в самых жарких и загрязненных условиях внутри камеры.
Рентабельность инвестиций: безопасность превыше всего, затем – бесперебойная работа.
В отличие от многих случаев автоматизации, здесь ключевым фактором окупаемости инвестиций является компонентов безопасностиОператоров навсегда выводят из опасной зоны, насыщенной горячими парами. Снижение затрат на лечение травм (ожоги, воздействие паров, повторяющиеся напряжения) является основным фактором окупаемости — типичное влияние на страховые тарифы достаточно значимо, чтобы предприятия с активными исками о травмах наблюдали сокращение сроков окупаемости.
Второй рычаг — Провел на сайте: робот с защитой IP67 работает круглосуточно, пресс никогда не простаивает благодаря времени реакции оператора, и производительность повышается с того же самого пресса. Третий вариант — уменьшение количества литейного лома — Поплавковый захват устраняет толчки и падения, которые возникают при использовании ручных клещей.
В совокупности они обычно обеспечивают Окупаемость примерно за 2 года на оборудованных установками для обслуживания кузнечных цехов EVST. Фактическая окупаемость зависит от веса дроби, цикла, текущего штатного расписания и истории страховых случаев; мы рассчитываем ее для каждого цеха отдельно.
Где это применимо в различных отраслях
- Автомобильная промышленность и новые источники энергии — конструкционные отливки, особенно крупные алюминиевые гигалиты.
- Метизы и металлопродукция — кованые изделия малого и среднего размера и детали, изготовленные методом литья под давлением.
- Посуда и бытовая техника — Корпуса и корпуса кухонной посуды, отлитые в больших объемах.
- Запчасти для мотоциклов — компоненты рамы и двигателя.
- Электроинструменты — отливки корпусов инструментов.
Принцип "защита прежде всего" сохраняется, поскольку окружающая среда — жара, пар, масляный туман, опасные зоны — одинакова на всей территории кластера.
FAQ
Что на самом деле означает IP67? IEC 60529 Стандарт IP67 определяет полную пыленепроницаемость («6») и защиту от временного погружения в воду («7»). Для обслуживания кузнечных станков это важно не потому, что робот погружается в воду, а потому, что распыленный масляный туман и пар ведут себя как мелкие жидкие загрязнения — стандарты IP54 или IP65 пропускают достаточное количество влаги за несколько месяцев, чтобы выйти из строя. IP67 же выдерживает это.
Зачем нужно положительное давление, если тело и так герметично? На всякий случай. Даже у корпуса с классом защиты IP67 есть люки доступа и кабельные вводы, которые со временем изнашиваются. Положительное давление означает, что внутреннее давление немного выше атмосферного, поэтому любая небольшая утечка позволяет чистому воздуху выходить наружу, а не загрязненному воздуху поступать внутрь. В стандартных ковочных ячейках EVST используются оба типа давления.
Не застрянет ли поплавковый захват в матрице? Гибкий поплавковый захват компенсирует небольшие погрешности позиционирования (обычно ±2–3 мм) по осям X, Y и вращению, благодаря чему он надежно фиксируется в зазоре матрицы, не заклинивая. Смещение положения за пределы диапазона поплавка приводит к срабатыванию предохранительного упора, а не к принудительному перемещению захвата. В результате исключается заклинивание и повреждение.
Замедлит ли это работу прессы? Нет — когда загрузка/выгрузка интегрирована с циклом прессования посредством сигналов открытия/открытия двери/предохранения. Робот реагирует на сигнал открытия пресса за те же доли секунды, что и быстрый оператор, но стабильно при каждом нажатии кнопки. EVST обеспечивает согласование синхронизации на этапе планирования; мы не прикрепляем робота как отдельную машину.
А как насчет разных видов литья? Новая отливка представляет собой изменение вставки захвата и программы; степень защиты остается неизменной. Ступенчатое изменение геометрии, не имеющее программируемой логики, выходит за рамки автоматического режима; многовариантность в рамках одного семейства обрабатывается с помощью быстросменных вставок захвата.
Насколько это безопасно? Промышленное подразделение работает под охраной стандартами качества ISO 10218 внутри своей ячейки; вся суть ячейки заключается в том, чтобы изолировать оператора от опасной зоны с высоким температурным воздействием. Система безопасности соответствует стандартам ISO 10218-1 и ISO 10218-2 для манипулятора и интегрированной системы.
Перенесите это на ваше растение.
Процесс извлечения заготовок перестает быть самой сложной задачей для персонала, когда робот рассчитан на условия эксплуатации, а не на соответствие каталогу. Начните с класса защиты IP67 и системы избыточного давления, спроектируйте плавающий захват с учетом фактического диапазона смещения и обеспечьте циклическую блокировку относительно пресса. ЭВСТ Разработаны производственные цеха для ковки с применением метода «Защита прежде всего», объединяющие герметичного робота, гибкий захват и устройство для прессования в единый цех. См. наши руководства по... уход за роботом, тяжелая паллетизация и окупаемость инвестиций в коботовили обратитесь в EVST по поводу определения объема работ по созданию ковочной ячейки.
Об авторе - Чен Хао является старшим инженером по промышленным ячейкам в компании... Команда инженеров по тяжелым ячейкам EVSTОбладая 13-летним опытом внедрения роботизированных ячеек IP67 в кузнечном деле, литье под давлением, литейном производстве и линиях обработки высокотемпературных материалов, он сначала оценивает ячейки с учетом наихудших условий эксплуатации — уровня защиты, податливости захвата и блокировки пресса — используя описанный выше метод «Защита прежде всего». Данные проверены инженерами по интеграции робототехники EVST на предмет технической точности; цифры представляют собой типичные достижимые диапазоны, а не гарантии, и рассчитаны для каждого проекта отдельно. Исправления и обновления: см. дату последнего обновления.