CNC-productie verdubbelen met een robotarm

Gepost op 7 maart 2019 | Door WayKen Rapid Manufacturing, Projectmanager bij WayKen

Geautomatiseerde productie was minder dan 50 jaar geleden een fantasie. Vandaag is het zo gemeen als een automaat in een luchthavengang door het opkomen van de CNC-prototypingdienstindustrie. Als nog maar een paar jaar geleden je een hooggekwalificeerde specialist moest inhuren om een robotarmlader te installeren, nu heeft veel CNC-fabricageapparatuur voorgeprogrammeerde opties die je toestaan de arm zelf aan te sluiten. De noodzaak voor automatisering van elke CNC-productie moet echter scherp beoordeeld worden, omdat robots in essentie erg duur zijn.

Wanneer is een robot noodzakelijk?

Het is oorspronkelijk overwogen dat CNC-automatisering gebruikt moet worden voor monotoon werk, voor uiterst nauwkeurige operaties die mensen niet kunnen doen en voor gevaarlijke productiekettens. Vandaag zijn robots goedkoper geworden en ik zou zeggen dat de belangrijkste reden om robots te kiezen is deze: rekening houdend met de kosten van de robot zelf, zal het je meer winst opleveren in de komende vijf jaar dan je zou krijgen als je het niet kocht. Simpelweg: tel je kosten en winsten. Deel de prijs van de robot door vijf en kijk naar je productieplannen. Als productie-automatisering je CNC-productie zo zal boosten dat je genoeg nieuwe taken kunt aanvaarden om 1/5e van de prijs van de robot dit jaar te overwinnen, koop het dan zeker.

De arm kiezen

Er zijn veel robotarmen voor verschillende geautomatiseerde productiedoeleinden. Sommige laden of lossen onderdelen in en uit het werktuig, wat het CNC-proces versnelt, anderen kunnen lasoperaties uitvoeren, elementen in een machine monteren, etc. De eenvoudigste en meest efficiënte robot voor CNC-bedrijven (laag-volume CNC-productiebedrijven) en prototypefabrikanten zijn robotarmen die onderdelen laden en lossen.

Nu, de armen verschillen in de manier waarop je ze programmeert. Vroeger was het een erg complex en tijdrovend proces, dus het was alleen haalbaar als je honderdduizenden onderdelen had of als je de ultieme positioneringsprecisie vereistde. Tegenwoordig zijn er armen die een cyclus kunnen leren. Hoe? Je zet het in de leermodus en beweegt het handmatig van de eerste actie tot de laatste. De arm onthoudt wat je met hem deed en zal je acties namaken. De positioneringsprecisie is niet zo precies, maar het duurt aanzienlijk minder tijd om zo'n arm te programmeren.

Het hoofvoordeel van een laad-robotarm

Hun hoofvoordeel is dat als je een batch identieke onderdelen hebt om op een werktuig te produceren, je het CNC-proces volledig kunt automatiseren tot een punt waar je een doos blanks binnenbrengt en naar huis gaat, morgen terugkomt en de hele batch klaar is. De arm werkt een tweede en derde shift voor je.

Wat je nodig hebt om de arm te installeren en in te stellen

Dus, je hebt alles overwogen en besloten dat het creëren van een slimme fabriek je business ten goede zal komen. Misschien heb je de arm al gekocht. Wat nu? Wel, de twee apparaten moeten in unisono werken. Het belangrijkste factor is dat ze informatie naar elkaar kunnen sturen en ontvangen. Aangezien de arm werkt wanneer het werktuig gepauzeerd is en vice versa, hoeven ze niet veel te begrijpen van elkaars operaties. Je zult ze meestal nodig hebben om een signaal te ontvangen om te starten en een signaal te sturen wanneer hun deel van de cyclus compleet is.

De arm naar het werktuig

De arm moet gaan werken zodra het werktuig het onderdeel heeft verwerkt en de deur heeft geopend. Het moet dat signaal ontvangen, een blank oppakken, het naar het werktuig-fixture bewegen, het loslaten en zijn stand-by positie innemen. Er zijn enkele nuances bij het loslaten. Voor sommige processen, zoals draaien, moet het onderdeel vastgezet worden (of vastgehouden) terwijl de spanning gedaan wordt. Dus het programma zal iets complexer zijn, want de arm moet het signaal naar de draaibank sturen dat het tijd is om te spannen en de draaibank moet het signaal naar de arm sturen dat het spannen klaar is.

Het werktuig naar de arm

Hoe verbind je de arm met het werktuig en laat ze elkaar begrijpen. Als je mechatronica kent, kun je elke arm en elk soort CNC-werktuig met elkaar verbinden. Er zijn verschillende manieren, zoals het instellen via een USB-poort of het direct verbinden via een van zijn apparatuur-relais. Dan kun je een klein conversieprogramma schrijven om het uitgaande signaal van de arm te laten begrijpen door de programmeertaal van het werktuig. Bijvoorbeeld, dat de arm het signaal van een M-programma stuurt om de deur te sluiten in plaats van gewoon een onbekende output.

Echter, als je geen mechatronica-ingenieur bent, raad ik aan om te kijken naar welke apparatuur of controlepanelen de arm die je wilt kopen compatibel is. Als je werktuig niet in de lijst staat, raad ik aan de fabrikant te raadplegen. Ze zullen het zeker weten en je kunnen helpen met de opstelling. Ze hebben misschien zelfs handleidingen die je CNC-bedrijf geld op technici kunnen besparen.

De programmering van de CNC-werktuigdeur

Een belangrijk kenmerk bij het instellen van geautomatiseerde productie voor CNC-precisiebewerking is de deur van het werktuig. Deze moet automatisch open of dicht gaan. Als je deze optie niet op je werktuig hebt, raad ik aan ermee te beginnen door het te kopen. En zelfs met een nieuw geautomatiseerde deur gekocht, kunnen er problemen zijn. Het hoofprobleem is dat de deur tijd nodig heeft om open te gaan. Dus je moet een vertraging instellen voor de arm om te wachten, anders botst hij met de openende deur.

Een ander ernstig probleem is dat wanneer je de "open deur" functie in het programmeert en ergens daarna, het controlepaneel kan denken dat de deur geblokkeerd is, omdat het niet direct open gaat. Als je zo'n probleem op je werktuig hebt, is de eenvoudigste oplossing om je arm te programmeren om de "open/dicht deur" knop op het controlepaneel zelf in te drukken (zoals een menselijke bewerker). Het is niet moeilijk te doen en bespaart je veel tijd en moeite met knutselen aan het controlepaneel en de deur.

Hoe WayKen je kan dienen

Wij zijn expert in het maken van rapid prototyping diensten en lage-volume productie ter ondersteuning van de ontwikkeling van nieuwe geautomatiseerde CNC-productoplossingen. Wij bezitten een sterke productiecapaciteit en uitstekende leveringsketens om custom CNC-bewerking en rapid injectiemoulds binnen de kortst mogelijke levertijden te leveren. Als je geïnteresseerd bent in hoe we je strategische partner kunnen zijn, neem dan gerust contact met ons op.