Automatisering Essentials: Een beginnersgids voor robotintegratie

Robots winnen brede acceptatie en populariteit voor hun materiaalhandling-capaciteiten in het laden en lossen van onderdelen in en uit werktuigmachines en andere fabricageapparatuur. Wanneer een zaak de beslissing neemt om in te duiken en deze technologie te implementeren, staat het voor sommige belangrijke vragen. Hier zullen we veel van de basisdetails onderzoeken, zoals waar articulatie-arm automatisering te kopen en wat te weten voordat de zoektocht naar dergelijke apparatuur begint.

Robots

In het hart van het laadsysteem zit de robot, en veel verschillende merken, stijlen en keuzes kunnen overwogen worden. Voor het grootste deel zal dit artikel gaan over de articulatie-arm robots die zo populair geworden zijn in machine-laadscenario's. Wanneer een zaak zoekt om dergelijke apparatuur te kopen, moet het ervan verzekerd zijn dat het de taak kan uitvoeren zoals verwacht en de organisatie achter de robot overwegen. Het is geen geheim dat robots een integraal deel zijn van onze auto-industrie, die een geweldig voorbeeld bieden van hoge niveaus van vereiste ondersteuning. Een zaak zou robotmerken moeten overwegen die dit type ondersteuning na de aankoop kunnen bieden.

Verschillende robots zijn ontworpen voor verschillende omgevingen. Voor fabricagebedrijven is het belangrijk om een industriële-kwaliteit robot te selecteren die ontworpen is om in de spaan-bedekte, koelvloeistof-druppelende omgeving te werken die normaal is in onze werktuigmachine-laadwereld, en niet iets ontworpen om in een laboratorium of voedselverwerkingsfabriek te werken.

Robots worden gesizeerd op bereik en payload. Het bereik van de benodigde robot wordt waarschijnlijk het best bepaald door het team dat de cel ontwerpt. Het is een functie van de grootte van de cel in combinatie met waar de binnenkomende onderdelen vandaan komen, waar de voltooide onderdelen geplaatst zullen worden en de beschikbare toegang tot de machine die geladen en gelost wordt.

Payload is het gewicht dat de robot kan optillen, maar dit getal kan een beetje misleidend zijn. Naast het onderdeelgewicht zelf, is payload het bedrag dat een robot kan tillen, inclusief alle tooling, greifers, aanpassingsplaten, extensies enz. die op de robot gemonteerd zijn om de onderdelen te grijpen. Daarnaast wordt dit gewicht aangegeven vanaf een specifiek punt aan de voorkant van de robot. Hoe verder weg van dit punt het gewicht zich bevindt, des te minder gewicht de robot kan hanteren. Als een goede regel, voor de meeste standaard laad/los-toepassingen, zou slechts ongeveer de helft van de payload aan de onderdelen toegeschreven moeten worden. Voor een meer definitieve controle op dit, hebben de meeste robotbedrijven payload-checksoftware om te verzekeren dat de payload binnen de robot’s specificatie valt.

End of Arm Tooling

End of arm tooling (EOAT) is tooling die aan het einde van de robot gemonteerd is om de benodigde taken uit te voeren, zoals onderdelenverplaatsing. Terwijl verschillende soorten tooling, zoals vacuümkoppels en magneetjes, beschikbaar zijn voor het oppikken van onderdelen, is de meest voorkomende stijl op de werkvloer het gebruik van pneumatische greifers. Net als met de robot zelf, zijn kwalitatieve greifers die geschikt zijn voor de werkomgeving belangrijk.

De toepassing zal de grootte en hoeveelheid kaken en greifers dicteren die nodig zijn. Greifers zijn beschikbaar in veel configuraties en kunnen twee, drie of vier kaken hebben. Twee-kakige, parallel-sluitende greifers zijn de go-to greifers voor alles wat vierkant, rechthoekig of gemakkelijk tussen twee vingers opgepikt kan worden. Drie-kakige greifers lenen zich voor het oppikken van ronde en zestienkante onderdelen, net zoals een drie-kakige spis zo prevalent is op een draaibank. Echter, voor ronde en zestienkante onderdelen in een herhaalbare array, zoals een bak opgesteld met kolommen en rijen van onderdelen, zijn vier-kakige greifers vaak beter beheersbaar.

Infeed/Outfeed Systeem

Infeed/outfeed is de term gegeven aan de methode voor het brengen van binnenkomende onderdelen naar de robot of cel en het wegbrengen van voltooide onderdelen. Het infeed-systeem slaat een aantal onderdelen in de wachtrij op en brengt die binnenkomende onderdelen naar een herhaalbare plek voor de robot ter voorbereiding op het laden in de machine. Het outfeed-systeem brengt de voltooide onderdelen weg van de robot en naar de operator en zal ook een beperkt aantal voltooide onderdelen opslaan.

Het opzetten van een automatiseringssysteem vereist veel beslissingen, maar een van de belangrijkste is het infeed/outfeed-systeem. Dit systeem zal het punt zijn waar de operator het meest interfaceert met het automatiseringssysteem, dus ervoor zorgen dat het ondersteunt wat nodig is, is belangrijk. Bijvoorbeeld, het laten plaatsen van onderdelen in een specifieke oriëntatie in een lade is een goede oplossing voor lagere volumes, maar zal arbeidsintensief zijn bij het maken van veel van dezelfde onderdelen, vooral als de cyclus tijd kort is. De infeed- en outfeed-systemen kunnen apart zijn (bijvoorbeeld, een vibratoire bulk-infeed-systeem in en een gloot uit) of gecombineerd (bijvoorbeeld, een lade, waar de operator de binnenkomende onderdelen plaatst, en de robot de ruwe onderdeel van pakt en de voltooide onderdelen terug plaatst). De antwoorden op de vragen in de bijlage van dit artikel helpen beter te identificeren wat voor opstelling het beste werkt.

Lades worden normaal aan de zijkant van de automatiseringscel-beveiliging bevestigd en bieden de operator een handige interface met het automatiseringssysteem. Lades hebben beperkte capaciteit, dus een populaire methode is om meerdere lades in een stapelconfiguratie te hebben, vergelijkbaar met die in een kommode. De robot trekt de specifieke lade open die het vereist. Klaar met de lade, duwt de robot die lade terug in de kast en trekt de volgende lade open om het proces voort te zetten. Normaal zal er een insert in de lade zitten met een reeks zakken in rijen en kolommen om de nauwkeurige en herhaalbare positionering van onderdelen te laten zodat de robot weet waar het onderdeel is voor het oppikken.

Transportbanden bieden ook een flexibele (en populaire) methode om onderdelen in en uit een automatiseringscel te brengen. De transportband kan verstelbare baanleiders gebruiken en rijen onderdelen naar herhaalbare posities voor de robot brengen om uit te pikken, of kan in een configuratie van het bewegen van meerdere palletten onderdelen in en uit de cel ingesteld worden bij het hanteren van een groot volume onderdelen. Transportbanden zijn flexibels en normaal competitief op prijs, maar wanneer nodig voor grote volumes onderdelen, kunnen hun lengtevereisten ruimteproblemen creëren in een drukke zaak.

Een gloot is een goede en goedkope methode van outfeed. De robot laat simpelweg een onderdeel op een hellende gloot vallen om zwaartekracht te gebruiken om het naar een doos te brengen. Niet alle onderdelen kunnen een gloot gebruiken, aangezien onderdelschade iets is om te overwegen met deze methode.

Bulk vibratoire infeed (komvoeder of dergelijke) is een geweldige methode voor het hanteren van grote volumes onderdelen. Bijna geen operator-arbeid is vereist, beperkt tot simpelweg een grote emmer onderdelen in de kom te dumpen. Deze bulk-voerders zijn niet bekend om hun flexibiliteit en zijn meestal ontworpen om slechts een paar vergelijkbare onderdelen te hanteren.

Spanning

Zoals bij elke non-automatisering taak, is hoe het onderdeel vastgehouden moet worden voor de bewerkingsoperatie belangrijk, maar bij het gebruik van automatisering, moet de machine-spanning nu automatisch zijn. Daarnaast is hoe de robot het onderdeel tijdens laden en lossen vasthoudt van gelijke zorg, zodat de machine-spanning en de greifers op de robot samen kunnen werken. Bijvoorbeeld, spanklem-kaken kunnen vaak ontlast of licht gewijzigd worden om de robot-greifer-vingers die het onderdeel vasthouden te accommoderen.

De meeste draaibanken hebben al een hydraulisch bedieningssysteem als standaard, maar spanning en spanning-controle zijn normaal geen deel van een freesmachine’s standaardpakket. De spanning-opties op een freesmachine bieden vergelijkbare voordelen, of automatisch of niet; spanklemmen, spinnen en expanderende mandrels zijn allemaal geweldige keuzes, afhankelijk van de vereisten van de onderdelen. De grotere overweging betreft hoe de automatische spanning gecontroleerd zal worden (hydraulisch of pneumatisch).

Een hydraulisch systeem is duurder om aan een machine toe te voegen, maar genereert meer kracht en neigt een goed algemene-doel spanning-controle-methode te zijn. Een pneumatisch systeem laat de klemkracht discret aanpassen om delicaatere onderdelen te accommoderen, maar genereert niet zoveel kracht (en omgekeerd, klemkracht) als hydraulica.

Waar te kopen

Er zijn verschillende verschillende kanalen om te overwegen bij het kopen van automatisering. Articulatie-arm automatisering wordt normaal gebouwd door een integrator die gespecialiseerd is in het werken met robots. Robots kunnen op veel verschillende manieren gebruikt worden, dus het is belangrijk om ervoor te zorgen dat de integrator kennis heeft van het plaatsen van robots op machines. Bij het plaatsen van robotica op een nieuw stuk apparatuur, hebben sommige werktuigmachinebedrijven hun eigen integratiegroep die de integratie zal hanteren, en sommigen gebruiken een externe integrator die ze de meeste van hun integratiewerk zullen sturen. Als de automatisering aan een bestaand stuk apparatuur in de zaak toegevoegd moet worden, kan de oorspronkelijke machineleverancier helpen. Zo niet, kunnen onafhankelijke integrators gemakkelijk instappen om de installatie te hanteren.

Ongeacht wie het systeem opzet, is het belangrijk om duidelijkheid te hebben over wie verantwoordelijk zal zijn voor wat. Wanneer alle apparatuur van een enkele leverancier gekocht wordt, is het duidelijk die bedrijf’s verantwoordelijkheid om ervoor te zorgen dat alle verschillende apparatuurstukken correct samenwerken. Echter, als de werktuigmachine door één bedrijf geleverd wordt en de robot van een ander, kunnen de verantwoordelijkheidslijnen gemakkelijk vervagen. De moeilijke vragen rondom verantwoordelijkheid moeten vooraf aan elke betrokken leverancier gesteld worden.

Voor meer informatie over robots en automatisering van Methods Machine Tools Inc., bel 978-443-5388 of bezoek methodsmachine.com.

Vereisten detaileren

Een nauwe blik op deze overwegingen zal een lange weg gaan bij het opzetten van een automatiseringssysteem dat efficiënte en effectieve onderdelenverplaatsing biedt. De antwoorden op deze vragen zullen belangrijk zijn voor het team dat de cel ontwerpt:

• Wat zijn de maximum en minimum gewichten van de onderdelen die in de cel zullen draaien?
• Wat is de conditie van de onderdelen zoals ze aankomen bij de cel (vorm, slug, gesneden staafmateriaal, gietwerk, smeedwerk, pre-gemachineerd, afmeting, scherpe randen/graten, bedekt in spaan/koelvloeistof/olie)?
• Zal het bewerkingsproces enkele operatie of meerdere operaties zijn die backworking vereisen?
• Hoeveel onderdelen en voor hoe lang moet de infeed-wachtrij voorzien?
• Zal de cel lights-out draaien of zal een operator beschikbaar zijn om het proces te bewaken?
• Wat voor in-proces-inspectie zal opgenomen worden?
• Hoeveel vloerruimte is beschikbaar voor de automatiseringscel?
• Zal de capaciteit van deze machine ingenomen worden met de automatisering of zal het zonder de automatisering voor een percentage van de tijd gebruikt worden?