В этой серии статей объясняется каждый этап процесса формования, от гранулы до готовой детали. В данной статье основное внимание будет уделено открытию пресс-формы, извлечению детали и автоматизации процесса, будь то сброс, вакуумная очистка или извлечение деталей из пресс-формы. Роботизированные возможности формовочного цеха в сочетании с концевым манипулятором (EOAT) напрямую влияют на конструкцию пресс-формы, время цикла и стоимость. Здесь мы рассмотрим использование робота для извлечения детали из пресс-формы.

Одна из целей любого проекта — обеспечить взаимодействие и совместную работу всех заинтересованных сторон для разработки оптимального плана. Помимо множества других преимуществ, это гарантирует приобретение правильного автоматизированного оборудования. Существует много типов роботов. Два отраслевых стандарта — это...линейныйисочлененныйЛинейные роботы, как правило, дешевле, позволяют быстрее извлекать детали из пресс-формы и проще в программировании. Однако они обеспечивают меньшую подвижность детали и менее полезны для постобработки после формования. Поскольку линейные роботы перемещаются линейно, они часто ограничены плоскостями X, Y или Z и не обеспечивают свободу позиционирования, подобную человеческой руке. Линейные роботы могут быть установлены со стороны оператора или без оператора на прессе, или в конце пресса (L-образное крепление).

Шарнирные роботы многофункциональны, более полезны для постобработки после формования и могут быть сконфигурированы для работы в стесненных условиях благодаря своей гибкости, подобной человеческой руке. Обычно они устанавливаются на полу рядом с машиной или на закрепленной на ней плите. Например, в постобработке после формования, таких как сборка или упаковка, шарнирные роботы позволяют осуществлять орбитальное позиционирование, которое настраивается под положение детали для выполнения операции. Однако эти роботы требуют больше места и часто сложнее в программировании из-за таких орбитальных положений. Кроме того, они, как правило, дороже и обеспечивают более медленное извлечение деталей из пресс-формы.

EOATЭто еще один важный фактор. Зачастую производители пресс-форм выбирают самую дешевую конфигурацию EOAT, что может привести к неточному результату, не позволяющему поддерживать необходимые допуски для работы в пределах технологических допусков.

Движения запястьяЕще один аспект, касающийся робототехники, — это возможность поворота на 90 градусов от вертикали к горизонтали. Традиционно линейные роботы оснащены пневматическим механизмом вращения на 90 градусов от вертикали к горизонтали, чего достаточно для большинства операций захвата и перемещения. Однако чаще всего требуются дополнительные степени свободы для выполнения операций после формования или просто для извлечения детали из формы. Во многих новых автоматизированных системах детали проектируются с учетом деталей, не предусмотренных при вырубке штампа, что требует от робота «покачивания» детали над формой. Для этого требуется сервопривод запястья, который, по сути, добавляет двухкоординатное шарнирное движение к концу вертикального рычага линейного робота.

Тип запястья, используемого в паре с роботом, может напрямую влиять на конструкцию пресс-формы. Например, он влияет на расстояние открытия пресс-формы, или длину линейного хода зажима, необходимую для того, чтобы робот мог извлечь детали из пресс-формы. Конструкция с двумя противоположно расположенными запястьями для литья с закладными элементами может минимизировать расстояние открытия пресс-формы на 25 процентов, упростить программирование и сократить время открытия пресс-формы, что в совокупности улучшает время цикла.

При выборе варианта запястья следует учитывать требования к крутящему моменту, вес запястья, вес полезной нагрузки (деталей и направляющих), а также дополнительное пространство, необходимое для запястья, полезной нагрузки и движения. Вкратце, выбор запястья в основном определяется требованиями к применению, но иногда чрезмерный крутящий момент или минимальные требования к пространству могут играть более важную роль в этом выборе. Эти факты часто упускаются из виду, что приводит к преждевременному выходу из строя компонентов или полной неработоспособности автоматизированной системы.

ДопускиПри проектировании автоматизированной ячейки следует учитывать еще один важный момент. Робот имеет заданный допуск на позиционирование. Однако на него, как правило, нельзя полагаться для обеспечения точности позиционирования в ячейке, поскольку суммарный допуск всего узла часто значительно превышает допустимые отклонения, указанные в чертеже конечной детали. Также следует помнить, что робот находится на движущемся станке. Таким образом, для автоматизированной ячейки с жесткими допусками лучше исключить робота из суммарного допуска, рассматривая его только как носитель эксцентриковой захватной платформы (EOAT), в которой EOAT, пресс-форма и автоматизированные приспособления являются рабочими частями изолированной системы. Для обеспечения более жестких допусков часто используются установочные штифты, обеспечивающие правильное позиционирование базовых точек между тремя частями этой трехкомпонентной изолированной системы.

ВибрацияЗачастую именно это является главной проблемой при обеспечении точности позиционирования. Учитывая, что робот, установленный на плите станка, имеет под собой движущуюся часть механизма, неудивительно, что поддержание точности позиционирования представляет собой сложную задачу. Силы, действующие в работающем формовочном станке, распространяются по синусоидальной кривой. Когда эта синусоидальная кривая заканчивается в точке захвата эксцентрика, она превращается в высокочастотную вибрацию.

Причина: синусоидальное движение формовочной машины передается через массы металла, и большая масса способствует низким частотам, а меньшая масса — высоким. По мере того, как эта синусоидальная кривая вибрации перемещается от неподвижной плиты к подъемнику робота, затем к поперечной балке, к толчку, к вертикальному рычагу и, наконец, к захватному устройству, масса экспоненциально уменьшается, что чрезмерно увеличивает вибрацию. Решение состоит в том, чтобы снизить вибрацию, добавив опорную ножку с достаточной массой, пропорциональной роботу. Это обеспечит путь для передачи этих сил на виброизоляционную подушку, примыкающую к полу. Чем больше ножка, тем больше масса, тем легче она перемещается и тем меньше вибрация.

Эти основные аспекты, касающиеся робототехники, помогут команде, занимающейся литьем, обеспечить полный и стабильный процесс формования.