Представление деталей — не всегда самая простая для решения проблема автоматизации, но она может быть одной из самых важных при определении уровня повышения производительности, который вы можете добавить к производственной линии. Эффективная платформа для представления деталей может обеспечить запасы, достаточные для работы в течение всей ночной смены без вмешательства оператора, и может исключить ненужные этапы выстраивания процесса, которые замедляют время цикла. Не все детали и операции обработки являются хорошими кандидатами для непрерывности производственного процесса, поэтому понимание препятствий и возможностей проектирования, которые представляет ваша задача, поможет разработать лучший метод для обеспечения потребностей при роботизации производства.
Презентация деталей для робототехнических систем
Для некоторых операций механической обработки всю работу выполняют автоматические подающие линии. Прокатная сталь может быть сплющена для штамповочных прессов, а длинные прутки могут продвигаться через заднюю часть патрона токарного станка. Другие операции требуют, чтобы каждая деталь представлялась и ориентировалась индивидуально, например, заготовки для листогибочного пресса или заготовка типа «ласточкин хвост» для станка с ЧПУ.
В двух последних случаях процесс состоит из двух этапов: презентации и выравнивания. Презентация — это шаг, на котором части становятся доступными для захвата системой. Выравнивание — это шаг, на котором устраняются несоответствия в методе представления. Хорошо спроектированное приспособление выполняет оба шага одновременно, если это позволяет геометрия деталей.
Автоматизированная презентация деталей также сопряжена с рядом проблем. Как сделать подачу непрерывной? Как автоматизированная система находит следующую деталь? Что делать, если система подачи выходит из строя, а задача продолжает выполняться без частей? Давайте рассмотрим их ниже.
Непрерывная подача
Метод представления деталей с непрерывной подачей — это метод, при котором следующая обрабатываемая деталь автоматически располагается в заданном положении для захвата манипулятором промышленного робота. Лучший способ представить это приспособление — это горка, по которой стержни заданной длины могут катиться к лотку подачи. Оператор загружает стержни, и сила тяжести подаёт их к нижней части направляющей, где упор удерживает их на месте. Манипулятор робота тянется только к той части, которая прилегает к ограждению, и под действием силы тяжести следующая часть перемещается на её место.
В этом сценарии следующая захватываемая деталь всегда представлена в одном месте, а приспособление можно непрерывно пополнять сверху или запроектировать таким образом, чтобы оно оставалось настолько длинным, насколько это необходимо для желаемого времени производства.
Расположение детали
Настоящие решения для подбора контейнеров являются непомерно дорогостоящими и могут быть сложными для программирования. Если есть возможность представить массив частей вашей системы в виде сетки или стопки, вы можете упростить программирование робота и адаптацию к различным частям подающего устройства.
И сеточный режим и стековый имеют свои преимущества. При сборе стопки используется сила, чтобы найти верхнюю часть стопки, и вытягивает элементы/заготовки, пока их не останется в наборе, а манипулятор не достигнет дна. Во многих программируемых инструментах можно использовать блок записи позиции (Save Position), чтобы запрограммировать систему на базе, для запоминания, где находится вершина стека, когда она извлекает части, сокращая время, необходимое для поиска каждой части. Сбор стопкой лучше всего подходит для плоских деталей. Выбор подачи/выбора «на сетке» хорошо работает, когда детали не могут располагаться ровно друг над другом или слишком велики для стопки. В программных инструментах для выбора сетки, как правило, используется блок Grid для создания массива равномерно расположенных путевых точек. Каждый раз, когда этот исполнительный блок выполняется, система будет перемещать «руку» робота к следующей части сетки.
Выравнивание заготовок
Когда оператор загружает станок, он может проверить, правильно ли ориентирована деталь и плотно ли она прилегает к упорам или патрону. Например, в современном интерфейсе программирования Task Canvas для любых автоматизированных линий, которая работает под Forge/OS, система подачи может использовать силовые движения для проверки правильности размещения деталей, но это при условии, что они были правильно подобраны. Если часть элементов в презентации немного смещена, это несоответствие может отразиться на шаге размещения.
Гравитационные вибролотки — это эффективный способ гарантировать, что все детали станут захватываться последовательно перед тем, как они будут помещены в обрабатывающее механизированное устройство. Гравитационный лоток — это платформа, на которой упавшая деталь катится или соскальзывает в угол, откуда её можно захватить манипулятором. Независимо от того, как деталь падает, она скользит в один и тот же угол и, следовательно, всегда захватывается одним и тем же способом.
Включение выравнивания производственных деталей в презентацию для захвата на конце манипулятора (EOAT) — это эффективный способ гарантировать постоянную обработку на протяжении всего заданного автоматизированного цикла. Круглые детали можно центрировать в 3-пальцевом захвате и прижимать их дном к механически обработанным пальцам. Вырезанный лазером или гидроабразивной резкой кондуктор для позиционирования деталей позволяет расположить каждый элемент в точном месте. Созданное ограждение для набора деталей в стопе, к которому будет прижиматься следующую деталь, прежде чем манипулятор робота захватит её, убедившись, что она прижата нужной плоскостью к этой поверхности, намного исключает сбой процесса. Эти простые дополнения к выравниванию совокупно сокращают время производственного цикла на многие ценные минуты даже за одну рабочую смену и делают программирование роботов более последовательным.
Сбой подачи или дефектные детали
Не все манипуляции проходят всегда без сбоев. Излишне изогнутый стержень или большой заусенец могут стать критическим фактором между хорошей деталью и плохой. А рассеянный оператор мог забыть заполнить сетку, оставив станок с ЧПУ резать воздух. Почти все современные интерфейсы позволяют программировать циклы принудительной обратной связи, которые реагируют на отсутствующую или неисправную деталь и уведомляют оператора, если что-то не так.
Робот использует силовое движение, чтобы захватить детали из сетки, и приостанавливает задачу, если датчик манипулятора не чувствует элемент там, где он должен быть. Остановив цикл, он передаёт сигнал об остановке оператору, который исправляет дефект. Убедившись, что деталь правильно установлена в патроне, и переместив манипулятор робота над ней, он запускает процесс с того места, в котором робот его остановил. Если деталь не опущена до упора, «рука» робота столкнётся с ней и может либо попытаться установить её снова в правильное положение, либо может поместить деталь в корзину для брака.
Детали определённой геометрии требуют определённых сложных настроек для представления их роботу. Другие физические формы оставляют место для экспериментов. Сейчас уже разработаны удобные приложения для программирования, которые дают операторам возможность пробовать различные решения, пока те не найдут подходящее оптимизированное решение. Благодаря интерактивным инструментам, уведомляющим операторов об окончании запасов, и интерфейсам, поощряющим на внедрение новых идеи операторами, такие системы никогда не станут препятствием для среды автоматизации, а наоборот упрощают настройку и обслуживание роботизированных комплексов и станков с ЧПУ.
