Obremenitev glave valja robota je stabilna le, če se določanje referenčne točke, položaj prijemala, dostop do stroja, čiščenje odrezkov, čas takta in nenormalni povratek obravnavajo kot ena zaprta zanka. Robot lahko dvigne težko ulitko, vendar je stabilnost proizvodnje odvisna od tega, ali vsak del prispe, se namesti, raztovori in vrne v istem ritmu obdelave.
Hitri odgovor
Pri glavah valjev, ohišjih in drugih nepravilnih avtomobilskih ulitkih je treba nalaganje robota oceniti kot zanko, ki obvladuje stroj, in ne kot dejanje »poberi in namesti«. Kupec mora pred oceno pripravljenosti celice potrditi vhodno orientacijo, ponovljivost referenčnih točk, podporo prijemala, čas odpiranja vrat CNC, stanje odrezkov in hladilne tekočine, potrditev razkladanja, kontrolne točke in obravnavanje izjem.
Ta priročnik se osredotoča na robotsko nakladanje in razkladanje okoli obdelovalne opreme. Ne zajema zasnove procesa litja, parametrov CNC rezanja ali vseh vrst vpenjalnih naprav. Cilj je pomagati proizvodnim ekipam pri opredelitvi praktičnega obsega avtomatizacije pred oddajo ponudb, poskusnim zagonom ali sprostitvijo linije.
Zakaj je obremenitev glave valja drugačna
Surovine glav valjev niso preproste škatle. So težke, nepravilne in občutljive na obdelovalne podatke. Ulitek ima lahko rebra, odprtine, hrapave površine, ostanke olja ali razlike med serijami. Če prijemalo prime le najlažjo površino, se lahko del še vedno premakne, ko vstopi v obdelovalni stroj ali ko se okoli vpenjala naberejo odrezki in hladilna tekočina.
V praksi mnogi projekti nestabilnega upravljanja strojev ne propadejo zato, ker robot ne more prenesti dela. Propadejo zato, ker je bil postopek nalaganja načrtovan kot eno gibanje in ne kot celotna proizvodna zanka. Del prispe v eni orientaciji, prijemalo se približa iz druge, vrata stroja imajo svoj čas, operater pa potrebuje jasen način za popravilo manjkajočega ali poševnega dela.
| Območje načrtovanja | Kaj potrditi | Proizvodno tveganje, če se ga ne upošteva |
|---|---|---|
| Vhodna orientacija | Smer pladnja, tekočega traku, zabojnika ali ročnega odlaganja | Prijemalo se približa delu, ki je vrten ali ni nameščen |
| Strategija podatkov | Katera površina ali značilka določa lokacijo obdelave | Del se ponavlja v robotski poti, ne pa v referenčni točki vpenjalne točke. |
| Podpora prijemala | Kontaktna površina, hod čeljusti, podpora proti padcu in odmik | Težka litina zdrsne, se nagne ali trči v bližini stroja |
| Strojni vmesnik | Vrata, vpenjalna glava, vpenjalo, hladilna tekočina in časovni okvir signala | Robot čaka, izvaja dvojno obdelavo ali vstopi, preden je stroj pripravljen |
| Nenavadna vrnitev | Manjkajoči del, slab oprijem, poševno nalaganje ali neusklajenost pri razkladanju | Linija se ustavi brez čiste poti za obnovitev |
Začnite z referenčno točko, ne z robotsko obremenitvijo
Nosilnost je nujna, vendar ni prva rešitev pri načrtovanju. Robot z zadostno nosilnostjo lahko še vedno ustvari nestabilno obremenitev, če je referenčna točka nejasna. Za glavo valja potrebuje obdelovalno vpenjalo ponovljivo referenco. Prijemalo mora nositi del na način, ki ščiti to referenco, ne le tako, da se izogne padcu.
EVST običajno loči zasnovo na okno podatkovnih točk dela in okno gibanja robota. Okno podatkovnih točk določa, kako naj bi ulitek prispel, se namestil, vpel in zapustil. Okno gibanja določa, kako lahko robot pobira, vrti, vstavlja, umika in izvleče, ne da bi pri tem motil to podatkovno točko.
| Okno | Tipični vhodi | Kaj mora celica zaščititi |
|---|---|---|
| Referenčno okno | Referenca obdelave, omejitev vpenjalne točke, variacija dela | Ponovljiva namestitev pred začetkom rezanja |
| Okno za prijem | Kontaktna površina, hod čeljusti, težišče, logika proti padcu | Stabilno rokovanje brez pretiranega vpenjanja grobega ulitka |
| Okno stroja | Časovni potek vrat, signal vpenjalne glave ali vpenjala, hladilna tekočina, stanje odrezkov | Vhod in izhod robota usklajen s pripravljenostjo stroja |
| Inšpekcijsko okno | Potrditev sedenja, potrditev razkladanja, zavrnitev poti | Napake in zgrešeni deli se odkrijejo pred naslednjim ciklom |
Drža prijemala se mora ujemati z dejanskim ulitkom
Prijemalo je treba izbrati šele po tem, ko ekipa razume geometrijo ulitka, ne prej. Plosko vzporedno prijemalo je morda videti preprosto, vendar je lahko nezanesljivo, če je površina dela hrapava, zožena ali prekrita z ostanki obdelave. Za stabilnost dela med približevanjem in vrtenjem je morda potrebna oblikovana čeljust, podporna plošča, locirni zatič ali pomožni naslonjalo.
Pomembno je tudi težišče. Glavo valja je mogoče enostavno dvigniti, vendar jo je težko čisto vrteti v bližini CNC stroja. Če položaj zapestja postane tesen v bližini vrat ali vpenjala, bo robot morda moral upočasniti, se ustaviti ali narediti daljšo pot. To vpliva na čas takta in lahko uspešno predstavitev spremeni v ozko grlo.
Strojni signali so del rešitve za nalaganje
Nalaganje robota se ne sme zanašati na vizualno opazovanje ali presojo operaterja po vsakem ciklu. Stroj in robot potrebujeta jasne signale za odprta vrata, pripravljenost vpenjalnega elementa, zaključek vpenjanja, zaključek obdelave, dovoljenje za razkladanje in stanje alarma. Logika rokovanja mora določati tudi, kaj se zgodi, ko je zaporedje signalov nepopolno.
V skladu z varnostnimi zahtevami standarda ISO 10218 za robotske sisteme se zmanjšanje tveganja nanaša na celoten robotski sistem, ne le na robotsko roko. V celici za nalaganje v strojno opremo ta sistem vključuje robota, prijemalo, vrata stroja, vpenjalo, zaščito, blokade, ročno dvigovanje in dostop za vzdrževanje. Zanesljiva zasnova celice bi morala vse to obravnavati kot en sam nadzorovan proces.
| Signal ali preverjanje | Praktična zahteva | Zakaj je pomembno |
|---|---|---|
| Vrata odprta | Robot vstopi šele po potrditvi odprtega in varnega stanja | Preprečuje trčenje in nevaren vstop |
| Pripomoček pripravljen | Vpenjalo, lokator ali vpenjalna glava se potrdijo pred nalaganjem | Izogiba se namestitvi ulitka v nedostopno vpenjalo |
| Delno sedeč | Postavitev potrdi senzor, vid ali logika položaja | Zmanjšuje poševno obdelavo in ponovno obdelavo |
| Razkladanje končano | Robot potrdi odstranitev dela pred ponastavitvijo cikla | Preprečuje dvojno nalaganje ali zagozdene dele |
| Obnovitev alarma | Celica določa, kam gresta robot in del po napaki | Izogiba se ročnemu ugibanju med zaustavitvami proizvodnje |
Pogoji za odrezke, hladilno tekočino in umazanijo morajo biti zasnovani v
Obdelovalne celice ustvarjajo odrezke, meglico hladilne tekočine, olje in ostanke. Ti pogoji vplivajo na prijemalo, vpenjalo, senzor in kamero. Če se poskusno delovanje izvede na čistem vpenjalu, morda ne predstavlja običajne proizvodne izmene. Koncept nalaganja mora vključevati uhajanje odrezkov, smer brizganja hladilne tekočine, čiščenje čeljusti in zaščito senzorja.
Pri grobih ulitkih se lahko kontaktne površine razlikujejo. Čeljust, ki dobro oprime eno serijo, lahko postane nestabilna, ko ostružki, olje ali odstopanja v ulitkih spremenijo dejanski stik. Praktična rešitev ni vedno bolj zapleten prijemalnik. Včasih je to jasnejša metoda priprave, boljša referenčna površina ali preprost korak čiščenja, preden del vstopi v stroj.
Taktni čas je zaprta zanka, ne pa število hitrosti robota
Hitrost robota je le en del takta. Pravi cikel vključuje prihod dela, potrditev izbire, vrtenje, časovni potek vrat stroja, nalaganje, potrditev vpenjanja, obdelavo, razkladanje, pregled in nenormalno ravnanje. Če je kateri koli korak nejasen, lahko povprečni takt odstopa, tudi če je programirana pot robota hitra.
Proizvodne ekipe bi se morale vprašati, kako se celica obnaša po običajni motnji. Kaj se zgodi, če manjka en ulitek? Kaj če je del v pladnju poševno nagnjen? Kaj če prijemalo ne doseže tlaka? Kaj če se alarm stroja pojavi, ko robot že izbere naslednji surovec? Ta vprašanja določajo, ali je celica pripravljena za proizvodnjo.
| Taktni element | Hiter ogled predstavitve | Pogled na produkcijo |
|---|---|---|
| Izberi | Robot hitro prime del | Del je potrjen, preden robot zapusti oder. |
| Obremenitev | Robot gladko vstopi v stroj | Preverjanja vrat, vpenjal, objemk in sedežev so zaporedno |
| Čakanje stroja | Obravnavano kot zunaj obsega robota | Vključeno v dejanski celični ritem |
| Raztovori | Robot odstrani končni del | Končan del je rezkan, preverjen in očiščen |
| Obnovitev | Upravljavec poseže ročno | Pot napake je določena pred sprostitvijo |
Poskusne vožnje morajo vključevati robne pogoje
En sam čisti poskus ni dovolj za obremenitev glave valja robota. Preskus mora vključevati minimalno in maksimalno odstopanje dela, pričakovane ostanke na površini, različne položaje priprave, normalno stanje odrezkov in hladilne tekočine ter vsaj nekaj nenormalnih scenarijev. Cilj je potrditi, da se lahko proces robota, prijemala, stroja in operaterja obnovi brez spreminjanja osnovnega načrta.
V praksi EVST med pregledom išče tri rezultate. Prvič, del mora vstopiti v vpenjalo, ne da bi pri tem silil v referenčno točko. Drugič, pot robota se mora med celotnim ciklom izogibati stroju, prijemalu in delu. Tretjič, izhod iz sistema mora biti razumljiv proizvodni ekipi, ne le programerju, ki je izdelal demo.
Kje je EVST del projekta
EVST podpira projekte nalaganja glav valjev in ulitkov s skupnim pregledom teže dela, težišča, koncepta prijemala, referenčne točke vpenjalne naprave, postavitve stroja, varnostnih meja in rokovanja signalov. Cilj ni prodati robotsko roko ločeno, temveč narediti obremenitveno celico dovolj ponovljivo za vsakodnevno strojno proizvodnjo.
Pri avtomobilskih delih je ta pristop uporaben, kadar mora en obrat stabilizirati obremenitev glav valjev, ohišij, pokrovov ali podobnih ulitkov med več obdelovalnimi operacijami. EVST lahko pomaga pri definiranju palete modelov robotov, strukture prijemala, dostopa do vpenjal, krmilnega vmesnika in postopka sprejemanja glede na dejanski del in postavitev stroja.
| Faza projekta | Osredotočenost na pregled EVST | Izhod za kupca |
|---|---|---|
| Izvedljivost | Teža dela, referenčna točka, cilj cikla, postavitev stroja | Ali je robotsko nalaganje obdelovanca praktično |
| Idejna zasnova | Doseg robota, prijemalo, dostop do vpenjala, varnostna meja | Koncept celice, ki se ujema z ritmom obdelave |
| Poskusna vožnja | Namestitev, razbremenitev, zaporedje signalov, okrevanje po napaki | Ponovljivo okno pred izdajo v produkcijo |
| Izročiti | Vzdrževalni dostop, obraba čeljusti, čiščenje, okrevanje operaterja | Postopek, ki ga lahko obrat izvaja po integraciji |
FAQ
Kaj je treba najprej preveriti pred avtomatizacijo nalaganja glave valja?
Začnite z referenčno točko obdelave in orientacijo vhodnega dela. Če se del ne more vrniti na stabilno referenčno točko, koristna obremenitev in hitrost robota ne bosta rešila proizvodnega problema.
Ali je za vsako merilno celico glave valja potreben vid?
Ne vedno. Vid je uporaben, kadar se orientacija dela spreminja ali je priprava ohlapna. Če del prispe v nadzorovanem vpenjalu ali pladnju, sta lahko zadostna mehansko lociranje in preprosti potrditveni senzorji.
Zakaj celica opravi preizkus, vendar ne uspe v proizvodnji?
Najpogostejši razlog je, da poskus ne vključuje običajnih odrezkov, hladilne tekočine, variacij delov, okrevanja operaterja ali robnih delov. Demo dokazuje gibanje, vendar proizvodnja potrebuje stabilno zanko.
Kaj je treba vključiti v sprejemno testiranje?
Sprejem mora vključevati potrditev prevzema, namestitve obremenitve, potrditev vpenjanja, potrditev razkladanja, čas cikla, nenormalno vrnitev in varno ročno dvigovanje v realnih pogojih stroja.
zaključek
Nalaganje robotskih glav valjev postane zanesljivo, ko je projekt zasnovan okoli zaprte zanke: lociranje surovca, njegov prijem brez motenja referenčne točke, sinhronizacija s strojem, potrditev namestitve, čisto razkladanje in odprava običajnih napak. Obravnava teh korakov kot enega sistema je tisto, kar loči demonstracijo gibanja od proizvodne nakladalne celice.
EVST načrtuje rešitve za nalaganje robotov glede na težo obdelovanca, referenčno točko vpenjalne naprave, razporeditev stroja, zasnovo prijemala, varnost in signalno logiko, tako da lahko ekipe za avtomobilsko strojno obdelavo preidejo s poskusnega gibanja na ponovljivo proizvodnjo.