Ein Leitfaden für Einsteiger in die Automatisierung

Roboter erfreuen sich aufgrund ihrer Materialhandhabungsfähigkeiten beim Be- und Entladen von Teilen in und aus Werkzeugmaschinen und anderen Fertigungsanlagen zunehmender Akzeptanz und Beliebtheit. Wenn ein Geschäft die Entscheidung trifft, in diese Technologie einzutauchen und sie zu implementieren, steht es vor einigen wichtigen Fragen. Hier werden wir viele der grundlegenden Details untersuchen, z. B. wo man Gelenkarmautomatisierung kaufen kann und was man wissen sollte, bevor man mit der Suche nach solchen Geräten beginnt.

Roboter

Das Herzstück des Ladesystems ist der Roboter, und viele verschiedene Marken, Stile und Auswahlmöglichkeiten können in Betracht gezogen werden. Dieser Artikel befasst sich größtenteils mit den Knickarmrobotern, die in Maschinenbeladungsszenarien so beliebt geworden sind. Wenn ein Geschäft solche Geräte kaufen möchte, muss es sicher sein, dass es die Aufgabe wie erwartet erledigen kann, und die Organisation hinter dem Roboter berücksichtigen. Es ist kein Geheimnis, dass Roboter ein wesentlicher Bestandteil unserer Automobilindustrie sind, die ein hervorragendes Beispiel für ein hohes Maß an erforderlicher Unterstützung darstellt. Ein Geschäft sollte Robotermarken in Betracht ziehen, die diese Art von Unterstützung nach dem Kauf bieten können.

Unterschiedliche Roboter sind für unterschiedliche Umgebungen ausgelegt. Für produzierende Unternehmen ist es wichtig, einen industrietauglichen Roboter zu wählen, der für den Einsatz in einer mit Spänen bedeckten, mit Kühlmittel tropfenden Umgebung ausgelegt ist, die in unserer Welt der Werkzeugmaschinenbeladung normal ist, und nicht für den Einsatz in einem Labor oder in der Lebensmittelverarbeitung Pflanze.

Roboter werden nach Reichweite und Nutzlast dimensioniert. Die Reichweite des erforderlichen Roboters wird wahrscheinlich am besten von dem Team bestimmt, das die Zelle entwirft. Es ist eine Funktion der Größe der Zelle in Kombination damit, woher die eingehenden Teile kommen, wo die fertigen Teile platziert werden und der verfügbare Zugang zur Maschine, die be- und entladen wird.

Die Nutzlast ist das Gewicht, das der Roboter aufnehmen kann, aber diese Zahl kann ein wenig irreführend sein. Über das Teilegewicht hinaus ist die Nutzlast die Menge, die ein Roboter heben kann, einschließlich aller Werkzeuge, Greifer, Adapterplatten, Verlängerungen usw., die am Roboter montiert sind, um die Teile zu greifen. Zusätzlich wird dieses Gewicht an einer bestimmten Stelle auf der Vorderseite des Roboters angegeben. Je weiter das Gewicht von diesem Punkt entfernt ist, desto weniger Gewicht kann der Roboter handhaben. Als gute Faustregel gilt, dass bei den meisten standardmäßigen Lade-/Entladeanwendungen nur etwa die Hälfte der Nutzlast auf die Teile entfallen sollte. Um dies genauer zu überprüfen, verfügen die meisten Roboterhersteller über Software zur Überprüfung der Nutzlast, um sicherzustellen, dass die Nutzlast innerhalb der Spezifikation des Roboters liegt .

End-of-Arm-Tooling

End-of-Arm-Tooling (EOAT) ist ein Werkzeug, das am Ende des Roboters montiert wird, um bei der Durchführung der erforderlichen Aufgaben, wie z. B. der Bewegung von Teilen, zu helfen. Während verschiedene Arten von Werkzeugen wie Saugnäpfe und Magnete zum Greifen von Teilen verfügbar sind, werden in der Werkstatt am häufigsten pneumatische Greifer verwendet. Wie beim Roboter selbst sind hochwertige Greifer, die für die Arbeitsumgebung geeignet sind, wichtig.

Die Anwendung bestimmt die Größe und Anzahl der Backen und Greifer, die benötigt werden. Greifer sind in vielen Konfigurationen erhältlich und können zwei, drei oder vier Backen haben. Parallel schließende Zweibackengreifer sind die Greifer der Wahl für alles, was quadratisch, rechteckig oder leicht zwischen zwei Fingern aufgenommen werden kann. Dreibackengreifer eignen sich zum Aufnehmen von runden und sechseckigen Teilen, so wie ein Dreibackenfutter auf einer Drehmaschine so weit verbreitet ist. Für runde und sechseckige Teile in einer wiederholbaren Anordnung, wie z. B. ein Tablett mit Spalten und Reihen von Teilen, sind Vierbackengreifer jedoch oft handlicher.

Einlauf-/Auslaufsystem

Infeed/Outfeed ist die Bezeichnung für das Verfahren, um eingehende Teile zum Roboter oder zur Zelle zu bringen und fertige Teile abzutransportieren. Das Zuführsystem speichert eine Reihe von Teilen in einer Warteschlange und bringt diese eingehenden Teile zu einem wiederholbaren Ort für den Roboter, um das Laden in die Maschine vorzubereiten. Das Auslaufsystem bringt die Fertigteile vom Roboter weg zum Bediener und speichert auch eine begrenzte Anzahl von Fertigteilen.

Die Einrichtung eines Automatisierungssystems erfordert viele Entscheidungen, aber eine der wichtigsten ist das Zuführ-/Abführsystem. Dieses System wird der Punkt sein, an dem der Bediener am häufigsten mit dem Automatisierungssystem interagiert, daher ist es wichtig sicherzustellen, dass es das unterstützt, was benötigt wird. Wenn der Bediener beispielsweise Teile in einer bestimmten Ausrichtung in eine Schublade legt, ist dies eine gute Lösung für geringere Mengen, ist jedoch arbeitsintensiv, wenn viele gleiche Teile hergestellt werden, insbesondere wenn die Zykluszeit kurz ist. Die Zufuhr- und Ausgabesysteme könnten getrennt sein (z. B. ein Vibrationsschüttgutzufuhrsystem und eine Rutsche heraus) oder könnten kombiniert werden (z. B. eine Schublade, in der der Bediener die eingehenden Teile platziert und der Roboter das Rohteil entnimmt und legt die fertigen Teile zurück). Die Antworten auf die Fragen in der Seitenleiste dieses Artikels helfen dabei, besser zu erkennen, welche Einrichtung am besten funktioniert.

Schubladen sind normalerweise an der Seite der Automatisierungszellen-Abschirmung angebracht und ermöglichen dem Bediener eine bequeme Schnittstelle mit dem Automatisierungssystem. Schubladen haben eine begrenzte Kapazität, daher besteht eine beliebte Methode darin, mehrere Schubladen in einer Stapelkonfiguration ähnlich der in einer Kommode zu haben. Der Roboter zieht die spezifische Schublade, die er benötigt, auf. Wenn Sie mit der Schublade fertig sind, schiebt der Roboter diese Schublade zurück in die Truhe und zieht die nächste Schublade heraus, um den Vorgang fortzusetzen. Normalerweise befindet sich in der Schublade ein Einsatz mit einer Reihe von Taschen in Reihen und Spalten, um die genaue und wiederholbare Positionierung von Teilen zu ermöglichen, damit der Roboter weiß, wo sich das Teil zum Entnehmen befindet.

Förderbänder bieten auch eine flexible (und beliebte) Methode, um Teile in und aus einer Automatisierungszelle zu befördern. Das Förderband kann einstellbare Spurführungen verwenden und Teilereihen an wiederholbare Positionen bringen, aus denen der Roboter entnehmen kann, oder es könnte in einer Konfiguration eingerichtet werden, bei der mehrere Paletten mit Teilen in die Zelle hinein und aus ihr heraus bewegt werden, wenn ein großes Volumen an Teilen gehandhabt wird . Förderer sind flexibel und normalerweise preislich konkurrenzfähig, aber wenn sie für große Teilemengen benötigt werden, kann ihre erforderliche Länge in einem überfüllten Geschäft zu Platzproblemen führen.

Eine Rutsche ist eine gute und kostengünstige Art der Ausschleusung. Der Roboter lässt ein Teil einfach auf eine geneigte Rutsche fallen, um es mithilfe der Schwerkraft zu einer Kiste zu bringen. Nicht alle Teile können eine Rutsche verwenden, da Teileschäden bei dieser Methode zu berücksichtigen sind.

Schüttgut-Vibrationszuführung (Schalenförderer oder ähnliches) ist eine großartige Methode zur Handhabung großer Teilemengen. Es ist fast keine Bedienerarbeit erforderlich, die darauf beschränkt ist, einfach einen großen Eimer mit Teilen in die Schüssel zu kippen. Diese Bulk-Feeder sind nicht für ihre Flexibilität bekannt und sind normalerweise nur für die Handhabung einiger weniger ähnlicher Teile ausgelegt.

Arbeitshaltung

Wie bei jedem nicht automatisierten Job ist es wichtig, wie das Teil für den Bearbeitungsvorgang gehalten werden muss, aber wenn die Automatisierung verwendet wird, muss die Maschinenspannung jetzt automatisch erfolgen. Darüber hinaus ist es von gleicher Bedeutung, wie der Roboter das Teil beim Be- und Entladen hält, damit die Werkstückhalterung der Maschine und die Greifer am Roboter zusammenarbeiten können. Beispielsweise können Schraubstockbacken oft entlastet oder leicht modifiziert werden, um die Greiferfinger des Roboters aufzunehmen, die das Teil halten.

Die meisten Drehmaschinen verfügen bereits standardmäßig über ein hydraulisches Betätigungssystem, aber Werkstückspannung und Werkstücksteuerung gehören normalerweise nicht zum Standardpaket einer Fräsmaschine. Die Werkstückhalteoptionen auf einer Fräsmaschine bieten ähnliche Vorteile, ob automatisch oder nicht; Schraubstöcke, Spannfutter und Spreizdorne sind alle eine gute Wahl, je nach den Anforderungen der Teile. Die größere Überlegung bezieht sich darauf, wie die automatische Werkstückspannung gesteuert wird (hydraulisch oder pneumatisch).

Ein hydraulisches System ist teurer in der Anbringung an einer Maschine, erzeugt aber mehr Kraft und ist in der Regel eine gute Allzweck-Werkzeugsteuerungsmethode. Ein pneumatisches System ermöglicht eine diskrete Anpassung der Greifkraft an empfindliche Teile, erzeugt jedoch nicht so viel Leistung (und damit auch Klemmkraft) wie eine Hydraulik.

Wo kaufen

Beim Kauf von Automatisierung sind verschiedene Wege zu berücksichtigen. Gelenkarmautomatisierung wird normalerweise von einem Integrator gebaut, der auf die Arbeit mit Robotern spezialisiert ist. Roboter können auf viele verschiedene Arten eingesetzt werden, daher ist es wichtig sicherzustellen, dass der Integrator mit der Installation von Robotern auf Maschinen vertraut ist. Beim Einbau von Robotik in ein neues Gerät haben einige Werkzeugmaschinenhersteller ihre eigene Integrationsgruppe, die sich um die Integration kümmert, und einige verwenden einen externen Integrator, auf den sie den größten Teil ihrer Integrationsarbeit richten. Wenn die Automatisierung zu einem vorhandenen Gerät in der Werkstatt hinzugefügt werden soll, kann der ursprüngliche Maschinenlieferant möglicherweise helfen. Wenn nicht, können unabhängige Integratoren problemlos die Installation übernehmen.

Unabhängig davon, wer das System einrichtet, ist es wichtig, Klarheit darüber zu haben, wer für was verantwortlich ist. Wenn die gesamte Ausrüstung von einem einzigen Lieferanten gekauft wird, liegt es eindeutig in der Verantwortung des Unternehmens, sicherzustellen, dass alle verschiedenen Ausrüstungsteile ordnungsgemäß zusammenarbeiten. Wenn jedoch die Werkzeugmaschine von einem Unternehmen geliefert wird und der Roboter von einem anderen, können die Zuständigkeiten leicht verschwimmen. Die schwierigen Fragen zur Verantwortung müssen jedem beteiligten Anbieter im Voraus gestellt werden.

Weitere Informationen zu Robotern und Automatisierung von Methods Machine Tools Inc., rufen Sie 978-443-5388 an oder besuchen Sie methodsmachine.com.

Detaillierung der Anforderungen

Ein genauer Blick auf diese Überlegungen wird viel dazu beitragen, ein Automatisierungssystem einzurichten, das eine effiziente und effektive Teilebewegung bietet. Die Antworten auf diese Fragen sind wichtig für das Team, das die Zelle entwirft:

• Was sind die maximalen und minimalen Gewichte der Teile, die in der Zelle laufen?
• Wie ist der Zustand der Teile, wenn sie die Zelle erreichen (Form, Rohling, geschnittenes Stangenmaterial, Guss, Schmieden, vorbearbeitet, Größe, scharfe Kanten/Grate, mit Spänen/Kühlmittel/Öl bedeckt)?
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• Wird der Bearbeitungsprozess ein einzelner Vorgang oder mehrere Vorgänge sein, die eine Rückseitenbearbeitung erfordern?
• Wie viele Teile und wie lange muss die Zuführwarteschlange liefern?
• Wird das Licht in der Zelle ausgeschaltet oder steht ein Bediener zur Verfügung, um den Prozess zu beaufsichtigen?
• Welche Art von In-Prozess-Inspektion ist enthalten?
• Wie viel Stellfläche steht für die Automatisierungszelle zur Verfügung?
• Wird die Kapazität dieser Maschine durch die Automatisierung belegt oder wird sie für einen bestimmten Prozentsatz der Zeit ohne die Automatisierung verwendet?