В этой серии статей описывается каждый этап процесса формования, от превращения гранулы в деталь. В статье основное внимание уделено открытию формы, извлечению детали и задействованной автоматизации, будь то сброс, вакуумирование или извлечение деталей из формы. Возможности робототехники формовщика в сочетании с концевым инструментом (EOAT) напрямую влияют на конструкцию формы, продолжительность цикла и стоимость. В данной статье мы рассмотрим использование робота для извлечения детали из формы.

Одна из целей каждого проекта — обеспечить взаимодействие и совместную работу всех участников для разработки оптимального плана. Помимо множества других преимуществ, это гарантирует приобретение необходимого оборудования для автоматизации. Существует множество типов роботов. Существуют два отраслевых стандарта:линейныйисочлененныйЛинейные роботы, как правило, дешевле, обеспечивают более быстрое извлечение детали из формы и проще в программировании. Однако они обеспечивают меньшую подвижность детали и менее полезны для постформовочной обработки. Поскольку линейные роботы перемещаются линейно, их перемещение часто ограничено плоскостями X, Y или Z, и они не обеспечивают свободу позиционирования, подобную человеческой руке. Линейные роботы могут быть установлены как со стороны оператора, так и со стороны, не связанной с оператором, или в конце пресса (L-образное крепление).

Шарнирные роботы многофункциональны, более полезны для постформовочных операций и могут быть сконфигурированы для работы в ограниченном пространстве благодаря своей гибкости, сравнимой с человеческой рукой. Обычно они устанавливаются на полу рядом с машиной или на закрепленной на ней плите. Например, в постформовочных операциях, таких как сборка или упаковка, шарнирные роботы позволяют осуществлять орбитальное позиционирование, настраиваемое на положение, необходимое для выполнения операции. Однако такие роботы требуют больше места и зачастую сложнее программируются из-за орбитального позиционирования. Кроме того, они, как правило, дороже и обеспечивают более медленное извлечение деталей из формы.

ЕОАТЭто ещё один важный фактор. Зачастую формовщики выбирают наименее затратную конфигурацию EOAT, что может привести к неточной конструкции, неспособной обеспечить допуски, необходимые для работы в рамках технологических допусков.

Движения запястья– ещё один аспект, который следует учитывать при выборе робота. Традиционно линейные роботы оснащаются пневматическим механизмом поворота на 90 градусов из вертикальной в горизонтальную сторону, чего достаточно для большинства операций захвата и установки. Однако чаще всего требуются дополнительные степени свободы для выполнения операций после формовки или просто для извлечения детали из формы. Многие новые автоматизированные системы используют детали, разработанные с учётом деталей, не предусмотренных в вытяжке пресс-формы, что требует от робота «покачивать» деталь из формы. Для этого требуется сервоклапан, который, по сути, добавляет двухосное шарнирное движение к концу вертикальной руки линейного робота.

Тип запястья, используемого в сочетании с роботом, может напрямую влиять на конструкцию пресс-формы. Например, он влияет на просвет или расстояние раскрытия пресс-формы, которое представляет собой величину линейного хода зажима, необходимого для раскрытия пресс-формы на расстояние, достаточное для извлечения деталей роботом. Конструкция с двумя противостоящими запястьями для литья со вставками может уменьшить просвет на 25%, упростить программирование и сократить время раскрытия пресс-формы, что в итоге приводит к увеличению продолжительности цикла.

При выборе запястья необходимо учитывать требования к крутящему моменту, вес запястья, вес полезной нагрузки (деталей и направляющих), а также дополнительное освещение, необходимое для запястья, полезной нагрузки и движения. Вкратце, выбор запястья определяется главным образом требованиями к применению, но иногда чрезмерный крутящий момент или минимальное освещение могут играть более важную роль. Эти факторы часто упускаются из виду, что приводит к преждевременному выходу из строя компонентов или полному отказу системы автоматизации.

ДопускиПри проектировании автоматизированной ячейки необходимо учитывать ещё один фактор. Робот имеет заданный допуск рабочего позиционирования. Однако, как правило, на него нельзя полагаться для точности позиционирования в ячейке, поскольку весь набор допусков ячейки часто выходит далеко за пределы контролируемых допусков окончательной печати детали. Также следует учитывать, что робот находится на движущемся станке. Таким образом, для автоматизированной ячейки с жёсткими допусками лучше исключить робота из набора допусков, рассматривая его только как носителя EOAT, в котором EOAT, пресс-форма и автоматическая оснастка являются рабочими частями изолированной системы. Для обеспечения более жёстких допусков часто используются установочные штифты, обеспечивающие правильное расположение базовых точек между тремя частями этой трёхкомпонентной изолированной системы.

ВибрацияЧасто является основной проблемой, связанной с допуском положения. Если учесть, что робот, установленный на плите машины, имеет под собой движущуюся часть оборудования, неудивительно, что поддерживать допуск положения сложно. Силы, действующие в работающей формовочной машине, движутся по синусоиде. Когда эта синусоида заканчивается в точке EOAT, она превращается в высокочастотную вибрацию.

Причина: синусоидальное движение формовочной машины передаётся через металлическую массу, причём большая масса допускает низкую частоту, а меньшая — высокую. По мере того, как эта синусоида вибрации перемещается от неподвижной плиты к подъёмной платформе робота, к траверсе, к ударному рычагу, к вертикальному рычагу и далее к EOAT, масса экспоненциально уменьшается, что приводит к чрезмерному увеличению вибрации. Решение заключается в том, чтобы заземлить вибрацию, добавив опорную ногу с достаточной массой, пропорциональной массе робота. Это создаёт путь для передачи этих сил на виброизолирующую подкладку, расположенную на полу. Чем больше нога, тем больше масса, тем легче она перемещается и тем меньше вибрация.

Эти основные рекомендации по робототехнике помогут бригаде, занимающейся литьем, обеспечить полный и последовательный процесс литья.