Considerazioni per la valutazione dei requisiti di robotica

In che modo le capacità di un robot lineare come questo influiscono sul design dello stampo, sui tempi di ciclo e sui costi.

Questa serie di articoli fornisce una spiegazione di ogni fase del processo di stampaggio, come un pellet viene trasformato in una parte. Questo articolo si concentrerà sull'apertura dello stampo, l'espulsione del pezzo e l'automazione coinvolta, indipendentemente dal fatto che i pezzi vengano fatti cadere, aspirati o prelevati dallo stampo. Le capacità robotiche dello stampatore, combinate con gli utensili end-of-arm (EOAT), hanno un impatto diretto sulla progettazione dello stampo, sui tempi di ciclo e sui costi. Qui esamineremo l'utilizzo di un robot per prelevare la parte dallo stampo.

Uno degli obiettivi di ogni progetto è far sì che tutte le parti coinvolte comunichino e lavorino insieme per progettare il piano migliore. Oltre ai numerosi altri vantaggi, ciò garantisce l'acquisto dell'attrezzatura di automazione corretta. Esistono molti tipi di robot. Due standard di settore sono lineari e articolati. I robot lineari sono in genere meno costosi, consentono una rimozione più rapida dei pezzi dallo stampo e sono più facili da programmare. Tuttavia, offrono una minore articolazione del pezzo e sono meno utili per il post-stampaggio. Poiché i robot lineari si muovono in modo lineare, sono spesso limitati a un piano X, Y o Z e non forniscono libertà di posizioni simili a quelle di un braccio umano. I robot lineari possono essere installati sul lato operatore o non operatore della pressa o all'estremità della pressa (montaggio a L).

I robot articolati sono multifunzionali, più utili per il post-stampaggio e possono essere configurati per spazi ristretti grazie alla loro flessibilità simile al braccio umano. Solitamente sono montati sul pavimento accanto alla macchina o sulla piastra fissata alla macchina. Ad esempio, nelle applicazioni post-stampaggio, come l'assemblaggio o l'imballaggio, i robot articolati consentono il posizionamento orbitale personalizzato in base alla posizione in cui deve trovarsi la parte per eseguire l'operazione. Tuttavia, questi robot richiedono più spazio e spesso sono più difficili da programmare a causa di queste posizioni orbitali. Sono anche in genere più costosi e offrono una rimozione più lenta delle parti dallo stampo.

EOAT è un altro fattore importante. Spesso, gli stampatori scelgono la configurazione EOAT meno costosa, che può produrre un design impreciso che non è in grado di mantenere le tolleranze necessarie per operare entro i limiti del processo.

I movimenti del polso sono un'altra considerazione robotica. Tradizionalmente, i robot lineari vengono forniti con rotazione pneumatica di 90 gradi da verticale a orizzontale, che è adeguata nella maggior parte delle applicazioni pick-and-place. Tuttavia, più spesso, sono necessari ulteriori gradi di libertà per eseguire applicazioni post-stampaggio o semplicemente per liberare la parte dallo stampo. Molte applicazioni di automazione più recenti hanno parti progettate con dettagli che non sono nel disegno dello stampo, il che richiede al robot di "spostare" la parte fuori dallo stampo. Ciò richiede un servo polso che essenzialmente aggiunga un movimento articolato a due assi all'estremità del braccio verticale su un robot lineare.

Il tipo di polso associato al robot può influire direttamente sul design dello stampo. Ad esempio, influisce sulla luce diurna, o distanza di apertura dello stampo, che è la quantità di corsa lineare del morsetto necessaria per aprire lo stampo abbastanza da consentire a un robot di rimuovere le parti. Un design a doppio polso contrapposto per lo stampaggio a inserti può ridurre al minimo l'apertura della luce del giorno del 25 percento, semplificare la programmazione e ridurre il tempo di apertura dello stampo, il che migliora il tempo di ciclo.

Le considerazioni per le opzioni del polso includono i requisiti di coppia, il peso del polso, il peso del carico utile (parti e guide) e la luce diurna aggiuntiva necessaria per il polso, il carico utile e il movimento. In poche parole, la scelta del polso è dettata principalmente dai requisiti dell'applicazione, ma a volte coppie eccessive o requisiti minimi di luce diurna possono svolgere un ruolo più importante in questa scelta. Questi fatti sono spesso trascurati, con conseguente guasto prematuro dei componenti o totale disfunzione dell'automazione.

Le tolleranze nella progettazione delle celle di automazione sono un'altra considerazione. Un robot ha una determinata tolleranza di posizionamento operativo. Tuttavia, in genere non si può fare affidamento su questo per l'accuratezza della posizione nella cella, poiché l'impilamento delle tolleranze dell'intera cella è spesso ben oltre le tolleranze controllate della stampa della parte finale. Inoltre, tieni presente che il robot è seduto su una macchina in movimento. Pertanto, per una cella di automazione con tolleranze ristrette, è meglio eliminare il robot dall'accumulo di tolleranze considerando il robot solo come un portatore dell'EOAT in cui l'EOAT, lo stampo e i dispositivi di automazione sono parti operative di un sistema isolato . Per garantire tolleranze più strette, i perni di posizionamento vengono spesso utilizzati per garantire la corretta posizione del riferimento tra i tre pezzi di quel sistema isolato in tre parti.

La vibrazione è spesso la sfida principale per posizionare la tolleranza. Considera che un robot montato su una piastra della macchina ha un macchinario in movimento sotto di esso, quindi non sorprende che mantenere una tolleranza di posizione sia difficile. Le forze di una macchina di stampaggio operativa viaggiano in una curva sinusoidale. Quando quella curva sinusoidale termina all'EOAT, diventa vibrazione ad alta frequenza.

Motivo: il movimento della curva sinusoidale della macchina di stampaggio si trasferisce attraverso masse di metallo e più massa consente la bassa frequenza, mentre meno massa promuove l'alta frequenza. Man mano che la curva sinusoidale della vibrazione si sposta dalla piastra fissa al montante del robot, alla trave trasversale, alla corsa di spinta, al braccio verticale e quindi all'EOAT, la massa si riduce in modo esponenziale e questo aumenta eccessivamente la vibrazione. La soluzione è mettere a terra la vibrazione aggiungendo una gamba di supporto con una massa sufficiente in proporzione al robot. Ciò fornisce un percorso per il trasferimento di tali forze a un cuscinetto di isolamento dalle vibrazioni sul pavimento. Più grande è la gamba, maggiore è la massa, più facile è viaggiare e meno vibrazioni.

Queste considerazioni di base sui robot aiuteranno il team di stampaggio a fornire un processo di stampaggio completo e coerente.