Una guía para principiantes sobre automatización

Los robots están ganando una amplia aceptación y popularidad por sus capacidades de manejo de materiales en la carga y descarga de piezas dentro y fuera de las máquinas herramienta y otros equipos de fabricación. Cuando un taller toma la decisión de sumergirse e implementar esta tecnología, se enfrenta a algunas preguntas importantes. Aquí examinaremos muchos de los detalles básicos, como dónde comprar la automatización del brazo articulado y qué saber antes de que comience la búsqueda de dicho equipo.

Robots

En el corazón del sistema de carga está el robot, y se pueden considerar muchas marcas, estilos y opciones diferentes. En su mayor parte, este artículo tratará sobre los robots de brazo articulado que se han vuelto tan populares en los escenarios de carga de máquinas. Cuando un taller busca comprar dicho equipo, debe estar seguro de que puede manejar el trabajo como se espera y considerar la organización detrás del robot. No es ningún secreto que los robots son una parte integral de nuestras industrias automotrices, que brindan un gran ejemplo de los altos niveles de soporte requerido. Una tienda debe considerar marcas de robots que puedan brindar este tipo de soporte después de la compra.

Diferentes robots están diseñados para diferentes tipos de entornos. Para las empresas de fabricación, es importante seleccionar un robot de grado industrial que esté diseñado para trabajar en el entorno cubierto de virutas y goteo de refrigerante que es normal en nuestro mundo de carga de máquinas herramienta, y no algo diseñado para trabajar en un laboratorio o procesamiento de alimentos. planta.

Los robots se dimensionan por alcance y carga útil. El alcance del robot requerido probablemente lo determine mejor el equipo que diseña la celda. Es una función del tamaño de la celda en combinación con el lugar de donde provienen las piezas entrantes, dónde se colocarán las piezas terminadas y el acceso disponible a la máquina que se está cargando y descargando.

La carga útil es la cantidad de peso que el robot puede levantar, pero este número puede ser un poco engañoso. Más allá del peso de la pieza en sí, la carga útil es la cantidad que un robot puede levantar, incluidas todas las herramientas, las pinzas, las placas de adaptación, las extensiones, etc., que están montadas en el robot para agarrar las piezas. Además, este peso se indica desde un punto específico en la parte frontal del robot. Cuanto más lejos de este punto se encuentra el peso, menos peso puede manejar el robot. Como regla general, para la mayoría de las aplicaciones estándar de carga/descarga, solo la mitad de la carga útil debe atribuirse a las piezas. Para una verificación más definitiva de esto, la mayoría de las empresas de robots tienen un software de verificación de carga útil para garantizar que la carga útil esté dentro de las especificaciones del robot.

Herramientas de final de brazo

Las herramientas de extremo de brazo (EOAT) son herramientas que se montan en el extremo del robot para ayudar a realizar las tareas necesarias, como el movimiento de piezas. Mientras que varios tipos de herramientas, como ventosas e imanes, están disponibles para recoger piezas, el estilo más común en el taller utiliza pinzas neumáticas. Al igual que con el propio robot, son importantes las pinzas de calidad que sean apropiadas para el entorno de trabajo.

La aplicación dictará el tamaño y la cantidad de mordazas y pinzas que se necesitarán. Las pinzas están disponibles en muchas configuraciones y pueden tener dos, tres o cuatro mordazas. Las pinzas de cierre paralelo de dos mordazas son las pinzas de referencia para cualquier cosa cuadrada, rectangular o que se levante fácilmente entre dos dedos. Las pinzas de tres mordazas se prestan para recoger piezas redondas y hexagonales, al igual que un mandril de tres mordazas es tan frecuente en un torno. Sin embargo, para piezas redondas y hexagonales en una matriz repetible, como una bandeja configurada con columnas y filas de piezas, las pinzas de cuatro mordazas suelen ser más manejables.

Sistema de entrada/salida

Entrada/salida es el término dado al método para llevar las piezas entrantes al robot o celda y alejar las piezas terminadas. El sistema de alimentación almacena una cantidad de piezas en cola y lleva esas piezas entrantes a un lugar repetible para que el robot se prepare para cargarlas en la máquina. El sistema de salida aleja las piezas terminadas del robot y las lleva al operador y también almacenará una cantidad limitada de piezas terminadas.

Configurar un sistema de automatización requiere muchas decisiones, pero una de las más importantes es el sistema de entrada/salida. Este sistema será el punto donde el operador interactúe más con el sistema de automatización, por lo que es importante asegurarse de que sea compatible con lo que se necesita. Por ejemplo, hacer que el operador coloque las piezas en una orientación específica en un cajón es una buena solución para volúmenes más bajos, pero requerirá mucha mano de obra cuando se fabriquen muchas de las mismas piezas, especialmente si el tiempo del ciclo es corto. Los sistemas de entrada y salida pueden estar separados (por ejemplo, un sistema vibratorio de entrada a granel y un conducto de salida) o pueden combinarse (por ejemplo, un cajón, donde el operador coloca las piezas entrantes y el robot toma la pieza sin procesar de y vuelve a colocar las piezas terminadas). Las respuestas a las preguntas en la barra lateral de este artículo ayudan a identificar mejor qué configuración funcionará mejor.

Los cajones normalmente se adjuntan al costado de la protección de la celda de automatización y permiten al operador una interfaz conveniente con el sistema de automatización. Los cajones tienen una capacidad limitada, por lo que un método popular es tener varios cajones en una configuración de apilamiento similar a los de una cómoda. El robot abrirá el cajón específico que requiere. Cuando termine con el cajón, el robot empujará ese cajón hacia atrás en la cómoda y sacará el siguiente cajón para continuar con el proceso. Normalmente, habrá un inserto en el cajón con una serie de bolsillos en filas y columnas para permitir el posicionamiento preciso y repetible de las piezas para que el robot sepa dónde está la pieza para recoger.

Los transportadores también proporcionan un método flexible (y popular) para llevar y sacar piezas de una celda de automatización. El transportador puede usar guías de carril ajustables y llevar filas de piezas a posiciones repetibles para que el robot las elija, o podría configurarse en una configuración para mover múltiples paletas de piezas dentro y fuera de la celda cuando se maneja un gran volumen de piezas. . Los transportadores son flexibles y normalmente tienen un precio competitivo, pero cuando se necesitan para grandes volúmenes de piezas, sus requisitos de longitud pueden crear problemas de espacio en un taller abarrotado.

Una tolva es un método bueno y económico de salida. El robot simplemente deja caer una pieza en un conducto inclinado para usar la gravedad y llevarla a una caja. No todas las partes pueden usar un conducto, ya que el daño de la parte es algo a considerar con este método.

La alimentación vibratoria a granel (alimentador de tazones o similar) es un excelente método para manipular grandes volúmenes de piezas. Prácticamente no se requiere mano de obra por parte del operador, que se limita simplemente a descargar una gran cubeta de piezas en el recipiente. Estos alimentadores a granel no son conocidos por su flexibilidad y, por lo general, están diseñados para manejar solo unas pocas piezas similares.

Sujeción

Al igual que con cualquier trabajo que no sea de automatización, la forma en que se debe sujetar la pieza para la operación de mecanizado es importante, pero cuando se utiliza la automatización, la sujeción de la máquina ahora debe ser automática. Además, la forma en que el robot sujetará la pieza durante la carga y la descarga es igualmente importante para que la sujeción de la máquina y las pinzas del robot puedan trabajar juntas. Por ejemplo, las mordazas del tornillo de banco a menudo se pueden aliviar o modificar ligeramente para acomodar los dedos de agarre del robot que sujetan la pieza.

La mayoría de los tornos ya tienen un sistema de accionamiento hidráulico como estándar, pero la sujeción y el control de la sujeción normalmente no forman parte del paquete estándar de una fresadora. Las opciones de sujeción de piezas en una fresadora ofrecen ventajas similares, sean automáticas o no; Los tornillos de banco, los mandriles y los árboles de expansión son excelentes opciones, según los requisitos de las piezas. La mayor consideración se relaciona con cómo se controlará la sujeción automática (hidráulica o neumáticamente).

Un sistema hidráulico es más costoso de agregar a una máquina, pero generará más fuerza y ​​tiende a ser un buen método de control de sujeción de piezas de propósito general. Un sistema neumático permitirá que la fuerza de agarre se ajuste discretamente para acomodar piezas delicadas, pero no generará tanta potencia (y, a su vez, fuerza de sujeción) como el sistema hidráulico.

Dónde comprar

Hay varias vías diferentes a considerar al comprar automatización. La automatización del brazo articulado normalmente la construye un integrador que se especializa en trabajar con robots. Los robots se pueden usar de muchas maneras diferentes, por lo que es importante asegurarse de que el integrador tenga conocimientos sobre la instalación de robots en las máquinas. Al poner la robótica en un nuevo equipo, algunas empresas de máquinas herramienta tienen su propio grupo de integración que se encargará de la integración, y algunas utilizan un integrador externo al que dirigirán la mayor parte de su trabajo de integración. Si la automatización se va a agregar a un equipo existente en el taller, el proveedor de la máquina original puede ayudar. De lo contrario, los integradores independientes pueden intervenir fácilmente para manejar la instalación.

Independientemente de quién configurará el sistema, es importante tener claro quién será responsable de qué. Cuando todo el equipo se compra a un solo proveedor, es claramente responsabilidad de la empresa asegurarse de que todas las diferentes piezas del equipo funcionen correctamente juntas. Sin embargo, si la máquina herramienta es suministrada por una empresa y el robot por otra, las líneas de responsabilidad pueden desdibujarse fácilmente. Las preguntas difíciles relacionadas con la responsabilidad deben plantearse desde el principio a cada uno de los proveedores involucrados.

Para obtener más información sobre robots y automatización de Methods Machine Tools Inc., llame al 978-443-5388 o visite methodsmachine.com.

Detalle de los requisitos

Una mirada de cerca a estas consideraciones contribuirá en gran medida a configurar un sistema de automatización que proporcione un movimiento de piezas eficiente y efectivo. Las respuestas a estas preguntas serán importantes para el equipo que está diseñando la celda:

• ¿Cuáles son los pesos máximo y mínimo de las piezas que se ejecutarán en la celda?
• ¿Cuál es el estado de las piezas cuando llegan a la celda (forma, fragmento, barra cortada, fundición, forja, premecanizado, tamaño, bordes afilados/rebabas, cubiertas de virutas/refrigerante/aceite)?
• ¿El proceso de maquinado será de una sola operación o de múltiples operaciones que requieran retrotrabajo?
• ¿Cuántas piezas y durante cuánto tiempo debe suministrar la cola de alimentación?
• ¿Se apagarán las luces de la celda o habrá un operador disponible para supervisar el proceso?
• ¿Qué tipo de inspección en proceso se incluirá?
• ¿Cuánto espacio de piso hay disponible para la celda de automatización?
• ¿Se ocupará la capacidad de esta máquina con la automatización o se utilizará sin la automatización durante algún porcentaje de tiempo?