Um guia para iniciantes em automação

Os robôs estão ganhando ampla aceitação e popularidade por suas capacidades de manuseio de materiais no carregamento e descarregamento de peças dentro e fora de máquinas-ferramentas e outros equipamentos de fabricação. Quando uma loja toma a decisão de mergulhar e implementar essa tecnologia, ela enfrenta algumas questões importantes. Aqui examinaremos muitos dos detalhes básicos, como onde comprar automação de braço articulado e o que saber antes de começar a busca por tais equipamentos.

Robôs

No coração do sistema de carregamento está o robô, e muitas marcas, estilos e opções diferentes podem ser considerados. Na maior parte, este artigo tratará dos robôs de braço articulado que se tornaram tão populares em cenários de carregamento de máquinas. Quando uma loja deseja comprar esse equipamento, ela precisa ter certeza de que pode lidar com o trabalho conforme o esperado e considerar a organização por trás do robô. Não é nenhum segredo que os robôs são parte integrante de nossas indústrias automotivas, que fornecem um ótimo exemplo de altos níveis de suporte necessário. Uma loja deve considerar marcas de robôs que possam fornecer esse tipo de suporte após a compra.

Diferentes robôs são projetados para diferentes tipos de ambientes. Para empresas de manufatura, é importante selecionar um robô de nível industrial projetado para trabalhar no ambiente coberto de cavacos e gotejamento de refrigerante que é normal em nosso mundo de carregamento de máquinas-ferramenta, e não algo projetado para funcionar em laboratório ou processamento de alimentos plantar.

Os robôs são dimensionados por alcance e carga útil. O alcance do robô necessário é provavelmente melhor determinado pela equipe que projeta a célula. É uma função do tamanho da célula em combinação com a origem das peças que chegam, onde as peças acabadas serão colocadas e o acesso disponível à máquina que está sendo carregada e descarregada.

A carga útil é a quantidade de peso que o robô pode pegar, mas esse número pode ser um pouco enganador. Além do peso da peça em si, a carga útil é a quantidade que um robô pode levantar, incluindo todas as ferramentas, garras, placas de adaptação, extensões e assim por diante que são montadas no robô para pegar as peças. Além disso, esse peso é indicado a partir de um ponto específico na frente do robô. Quanto mais longe deste ponto o peso estiver localizado, menos peso o robô pode suportar. Para uma boa regra geral, para a maioria das aplicações padrão de carga/descarga, apenas cerca de metade da carga útil deve ser atribuída às peças. Para uma verificação mais definitiva sobre isso, a maioria das empresas de robôs possui software de verificação de carga útil para garantir que a carga útil esteja dentro da especificação do robô.

Ferramentas de fim de braço

As ferramentas de extremidade de braço (EOAT) são ferramentas montadas na extremidade do robô para auxiliar na execução das tarefas necessárias, como o movimento de peças. Enquanto vários tipos de ferramentas, como ventosas e ímãs, estão disponíveis para coleta de peças, o estilo mais comum no chão de fábrica usa garras pneumáticas. Tal como acontece com o próprio robô, garras de qualidade apropriadas para o ambiente de trabalho são importantes.

A aplicação ditará o tamanho e a quantidade de garras e garras que serão necessárias. As garras estão disponíveis em várias configurações e podem ter duas, três ou quatro garras. As garras de duas garras paralelas são as garras para qualquer coisa quadrada, retangular ou facilmente pega entre dois dedos. As garras de três garras se prestam a pegar peças redondas e hexagonais, assim como um mandril de três garras é tão comum em um torno. No entanto, para peças redondas e hexagonais em uma matriz repetível, como uma bandeja configurada com colunas e linhas de peças, as garras de quatro garras geralmente são mais gerenciáveis.

Sistema de entrada/saída

Infeed/outfeed é o termo dado ao método para trazer as peças de entrada para o robô ou célula e mover as peças acabadas. O sistema de alimentação armazena um número de peças na fila e traz essas peças de entrada para um local repetível para o robô em preparação para serem carregados na máquina. O sistema de saída traz as peças acabadas para longe do robô e para o operador e também armazena um número limitado de peças acabadas.

A configuração de um sistema de automação requer muitas decisões, mas uma das mais importantes é o sistema de entrada/saída. Este sistema será o ponto em que o operador mais interage com o sistema de automação, portanto, é importante garantir que ele suporte o que é necessário. Por exemplo, fazer com que o operador coloque as peças em uma orientação específica em uma gaveta é uma boa solução para volumes menores, mas será trabalhoso ao fazer muitas das mesmas peças, especialmente se o tempo de ciclo for curto. Os sistemas de entrada e saída podem ser separados (por exemplo, um sistema vibratório de entrada a granel e uma calha de saída) ou podem ser combinados (por exemplo, uma gaveta, onde o operador coloca as peças de entrada e o robô retira a peça bruta do e coloca as peças acabadas de volta). As respostas às perguntas na barra lateral deste artigo ajudam a identificar melhor qual configuração funcionará melhor.

As gavetas são normalmente fixadas na lateral da proteção da célula de automação e permitem ao operador uma interface conveniente com o sistema de automação. As gavetas têm capacidade limitada, portanto, um método popular é ter várias gavetas em uma configuração de empilhamento semelhante às de uma cômoda. O robô abrirá a gaveta específica necessária. Quando terminar com a gaveta, o robô empurrará essa gaveta de volta para o baú e puxará a próxima gaveta para continuar o processo. Normalmente, haverá uma inserção na gaveta com uma série de bolsos em linhas e colunas para permitir o posicionamento preciso e repetível das peças para que o robô saiba onde está a peça para picking.

Os transportadores também fornecem um método flexível (e popular) de trazer peças para dentro e para fora de uma célula de automação. O transportador pode usar guias de pista ajustáveis ​​e trazer fileiras de peças para posições repetíveis para o robô escolher, ou pode ser configurado em uma configuração de movimentação de vários paletes de peças para dentro e para fora da célula ao manusear um grande volume de peças . Os transportadores são flexíveis e normalmente competitivos em preço, mas quando necessários para grandes volumes de peças, seus requisitos de comprimento podem criar problemas de espaço em uma loja lotada.

Um chute é um método bom e barato de saída. O robô simplesmente solta uma peça em uma rampa inclinada para usar a gravidade para trazê-la para uma caixa. Nem todas as peças podem usar um chute, pois o dano à peça é algo a ser considerado com esse método.

A alimentação vibratória a granel (alimentador de tigela ou similar) é um ótimo método para manusear grandes volumes de peças. Quase nenhum trabalho do operador é necessário, limitado a simplesmente despejar um grande balde de peças na tigela. Esses alimentadores a granel não são conhecidos por sua flexibilidade e geralmente são projetados para lidar com apenas algumas peças semelhantes.

Retenção de trabalho

Como em qualquer trabalho não automatizado, como a peça precisa ser segurada para a operação de usinagem é importante, mas ao usar a automação, a fixação da máquina agora deve ser automática. Além disso, como o robô irá segurar a peça durante o carregamento e descarregamento é igualmente importante para que o suporte da máquina e as garras do robô possam trabalhar juntos. Por exemplo, as garras da morsa geralmente podem ser aliviadas ou levemente modificadas para acomodar os dedos da garra do robô que seguram a peça.

A maioria dos tornos já possui um sistema de acionamento hidráulico como padrão, mas a fixação e o controle da fixação normalmente não fazem parte do pacote padrão de uma fresadora. As opções de fixação em uma fresadora oferecem vantagens semelhantes, sejam elas automáticas ou não; tornos, mandris e mandris expansíveis são ótimas opções, dependendo dos requisitos das peças. A maior consideração refere-se a como o suporte de trabalho automático será controlado (hidraulicamente ou pneumaticamente).

Um sistema hidráulico é mais caro para adicionar a uma máquina, mas gerará mais força e tende a ser um bom método de controle de fixação de uso geral. Um sistema pneumático permitirá que a força de fixação seja ajustada discretamente para acomodar peças delicadas, mas não gerará tanta energia (e, por sua vez, força de fixação) quanto a hidráulica.

Onde comprar

Existem vários caminhos diferentes a serem considerados ao comprar automação. A automação do braço articulado normalmente é construída por um integrador especializado em trabalhar com robôs. Os robôs podem ser usados ​​de muitas maneiras diferentes, por isso é importante garantir que o integrador tenha conhecimento sobre como colocar robôs em máquinas. Ao colocar a robótica em um novo equipamento, algumas empresas de máquinas-ferramenta têm seu próprio grupo de integração que cuidará da integração, e algumas usam um integrador externo para o qual direcionarão a maior parte de seu trabalho de integração. Se a automação for adicionada a um equipamento existente na oficina, o fornecedor original da máquina poderá ajudar. Caso contrário, integradores independentes podem facilmente intervir para lidar com a instalação.

Independentemente de quem irá configurar o sistema, é importante ter clareza sobre quem será responsável pelo quê. Quando todos os equipamentos são adquiridos de um único fornecedor, é claramente responsabilidade da empresa certificar-se de que todos os diferentes equipamentos estejam funcionando corretamente juntos. No entanto, se a máquina-ferramenta for fornecida por uma empresa e o robô por outra, as linhas de responsabilidade podem ser facilmente confundidas. As questões difíceis em torno da responsabilidade precisam ser feitas antecipadamente a cada um dos fornecedores envolvidos.

Para obter mais informações sobre robôs e automação de Methods Machine Tools Inc., ligue para 978-443-5388 ou visite methodmachine.com.

Detalhando os requisitos

Uma análise detalhada dessas considerações ajudará bastante na configuração de um sistema de automação que forneça movimento de peças eficiente e eficaz. As respostas a essas perguntas serão importantes para a equipe que está projetando a célula:

• Quais são os pesos máximo e mínimo das peças que serão executadas na célula?
• Qual ​​é a condição das peças à medida que chegam à célula (forma, slug, barstock cortado, fundição, forjamento, pré-usinado, tamanho, arestas vivas/rebarbas, cobertas de cavacos/refrigerante/óleo)?
l>
• O processo de usinagem será de uma única operação ou de várias operações que exigem retrotrabalho?
• Quantas peças e por quanto tempo a fila de alimentação precisa fornecer?
• As luzes da célula ficarão sem luz ou um operador estará disponível para supervisionar o processo?
• Que tipo de inspeção em processo será incluída?
• Quanto espaço físico está disponível para a célula de automação?
• A capacidade desta máquina será ocupada com a automação ou será usada sem a automação por algum percentual de tempo?