600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Cobots: Новая опция для литьевых формовщиков

Технологии силовой преобразовательной техники

Автор: Джо Кэмпбелл, старший менеджер по разработке приложений, Universal Robots

Тридцать лет назад полностью сервоуправляемые роботы любой кинематической конфигурации редко применялись для литья под давлением. Наиболее распространенным подходом было развертывание простого трехосного декартова робота «точка-точка», который монтировался на машине. При достаточном Z (вертикальном) ходе, чтобы достичь центральной линии валика, эти очень простые роботы быстро извлекали детали из формы и доставляли их на тотализаторы или конвейеры.
Двадцать лет назад широко распространились полностью сервоуправляемые декартовы роботы, обеспечивающие большую точность и контроль над конечными инструментами. Пятнадцать лет назад формовщики начали все чаще применять шестиосевых роботов.
Наблюдайте, как коботы из Universal Robots ухаживают за машинами для литья под давлением в Dynamic Group в Миннесоте, Alpha Corporation в Японии и в Xiamen Runner в Китае
Эта эволюция была обусловлена несколькими техническими и бизнес-факторами, которые продолжаются и сегодня:

Процессы после формования. Заказчикам требуется, чтобы формовщики поставляли более полные детали и узлы, и формовщики рады увеличить их стоимость. Дегазация, обрезка, полировка, декорирование, сборка, обертывание и упаковка в настоящее время являются обычными задачами, которые идеально подходят для автоматизации.

Улучшенная отделка поверхности. Заказчики устанавливают очень высокие стандарты отделки поверхности, которые требуют бережного обращения с деталями от формы до окончательной упаковки или транспортировочного контейнера.

Более короткие жизненные циклы продукта. Темпы обновления продукции и внедрения новых продуктов требуют постоянных изменений в производственных процессах.

Высокое смешивание / низкий объем. Кастомизация продукта, небольшие размеры партий и производство по требованию для сокращения запасов приводят к коротким тиражам, что делает настройку еще более сложной.

За последние 10 лет, и в последнее время все чаще, переработчики пластмасс начали переходить на новый уровень автоматизации, называемый совместными роботами, или “коботами”. Как правило, основанные на технологии шарнирных рычагов, эти коботы повышают уровень безопасности, программируемости пользователем и мобильности по сравнению со стандартными шестиосевыми роботами. Чтобы понять привлекательность коботов, полезно начать с обзора того, что в первую очередь делает роботов с шарнирно-сочлененными руками популярными.
Гибкость позиционирования и общий рабочий диапазон шестиосевых роботов являются ключом к их успеху в области литья под давлением. Дополнительные степени свободы приводят к большему выбору на всех этапах обработки материалов, сборки и других применений, что приводит к реальным технологическим преимуществам.:

Гибкость в выполнении процессов до и после формования. Установка вставок в форму и перемещение деталей с помощью процессов после формования требуют сложных движений и требовательных углов и положений.

Снижение затрат на оснастку. Четырехосные декартовы роботы часто требуют сложной оснастки, чтобы компенсировать их кинематические ограничения. Диапазон движения и гибкость шестиосевых шарнирно-сочлененных роботов упрощают затраты на оснастку и захваты, а также их сложность.

Гибкость при загрузке прецизионных пластин. Получение и установка прецизионных пластин обеспечивается гибкостью позиционирования и повторяемостью шестиосевых роботов.

Упрощено извлечение сложных деталей. Сложные детали трудно извлекать без выталкивателей, но ловкость шестиосевых роботов позволяет аккуратно извлекать детали из формы.

Гибкость, позволяющая избегать препятствий. Тяги, направляющие, шланги и зажимы часто препятствуют перемещению деталей. Шестиосевые роботы обеспечивают наибольшую гибкость при перемещении по пресс-форме.

Срок технического обслуживания. Шестиосевые роботы герметичны, снижают затраты на техническое обслуживание и увеличивают время безотказной работы. Большинство декартовых роботов для литья под давлением требуют регулярного технического обслуживания, так как их приводные механизмы подвержены воздействию.

Гибкие варианты монтажа. Многие шестиосевые роботы могут быть установлены в различных положениях для оптимизации компоновки, досягаемости и времени цикла. В то время как типичная установка осуществляется на полу или подставке, установленной в отверстии с задней стороны, доступны другие варианты для настенного или потолочного монтажа. Для большинства шестиосевых роботов ориентация установки фиксирована и должна быть установлена на заводе во время сборки робота. Другие модели позволяют быстро устанавливать ориентацию в полевых условиях.

Низкий верхний зазор. Декартовы роботы имеют серьезный недостаток — вертикальная ось (Z) проходит выше центральной линии робота. Без сложной и дорогостоящей телескопической оси Z высота потолка должна быть по крайней мере такой же, как у удлинителя оси Z. На многих заводах трубопроводы, проволочные лотки, трубопроводы подачи воды, пара и пожаротушения затрудняют это, если не делают невозможным. Установка шестиосевого робота над инжекционной машиной может быть осуществлена даже в помещениях с очень низкими потолками.

Эффективное использование площади помещения. Рабочее пространство всегда дорого, на любом заводе. И по мере того, как формовщики добавляют в свои предложения все больше средств предварительной и послеплитной обработки, площадь пола вокруг машины пользуется еще большим спросом. Установка на станок шестиосевого робота обеспечивает преимущества шестиосевой гибкости при одновременном освобождении площади для вспомогательных операций.

Легкий доступ к машине. Формы действительно необходимо менять, и отдел технического обслуживания также нуждается в доступе. Установка шестиосевого робота на станке или над головой также обеспечивает свободный доступ при необходимости.

ПРЕИМУЩЕСТВО КОБОТА
Использование коботов стремительно развивается на рынке литья под давлением. В то время как коботы обеспечивают все преимущества шестиосевого управления, отмеченные выше, они также обеспечивают значительные преимущества, недоступные при традиционной автоматизации:

БОЛЬШЕ места на полу. Коллаборативные роботы были названы так за их способность безопасно работать в непосредственной близости от людей. При правильном применении (после оценки риска) коботы часто не требуют тяжелых, дорогих и занимающих много места защитных ограждений и входных дверей, связанных с традиционной автоматизацией. Их совместный характер освобождает еще больше места даже для установки на полу или пьедестале и обеспечивает быстрый доступ к рабочей зоне cobot без открытия защитных ворот, отключения сигнализации и т.д. (Обратите внимание, однако, что, хотя сами роботы могут быть сконструированы с датчиками и ограничениями скорости и крутящего момента, чтобы сделать их безопасными для людей, их конечные инструменты или детали, с которыми они работают, могут представлять опасность без какой-либо механической или электрооптической защиты.)

Операторы задействованы. Коботы предназначены для безопасной работы в непосредственной близости от операторов, других коботов и оборудования. Максимальное взаимодействие между квалифицированными операторами и коботами может быть более продуктивным, чем использование только роботов или людей-операторов.

Коботы можно легко перемещать от пресса к прессу, как показано здесь, в Dynamic Group.

Мобильность. Легкие и простые в настройке и программировании, коботы часто рассматриваются как производственный инструмент, перемещаемый с машины на машину в соответствии с требованиями производственного цикла и графика. Коботы были успешно установлены на подвижных основаниях или тележках и вывезены на место для короткого пробега. В других установках использовались магнитные основания или высокоточное цанговое крепление, позволяющее перемещать коботы от станка к станку.

Простота программирования – некоторые коботы предлагают чрезвычайно интуитивное программирование, что делает настройку, программирование и взаимодействие с формовочными машинами и другими периферийными устройствами очень простыми. При отсутствии специального программного языка для изучения, даже при использовании сквозного обучения, эксплуатационные расходы невелики, и даже на малых и средних предприятиях можно успешно внедрить автоматизацию роботов.
Низкая стоимость / быстрая окупаемость инвестиций. Коботы меняют способ внедрения автоматизации. Упрощенное программирование и настройка, предварительно спроектированные периферийные устройства, такие как захваты и даже системы визуального контроля, а также уменьшенная защита или ее отсутствие — все это позволяет автоматизировать работу примерно вдвое дешевле традиционных роботов. Системы Cobot обычно устанавливаются в диапазоне 75 000 долларов, что означает невероятно быструю окупаемость инвестиций, обычно в течение шести-девяти месяцев.

Любопытно узнать больше? Закажите звонок одному из наших экспертов по автоматизации уже сегодня!