Roboty współpracujące w warsztatach maszynowych: Gdzie mają praktyczny sens?

Roboty współpracujące, powszechnie znane jako coboty, stają się praktyczną opcją automatyzacji dla obrabiarkowych, które potrzebują bardziej elastycznej produkcji bez całkowitego przeprojektowania swoich obiektów. Mogą one obsługiwać powtarzalne zadania, takie jak ładowanie, rozładowywanie maszyn CNC, transfer części i proste montaż.

Jednakże, cobot nie jest automatycznie najlepszym wyborem dla każdej operacji obróbki skrawaniem. Udźwig, czas cyklu, zmienność przedmiotu obrabianego, układ maszyny i wymagania bezpieczeństwa – wszystko to wpływa na to, czy automatyzacja współpracująca ma sens komercyjny.

Wiele obrabiarkowych obsługuje różne komponenty w małych lub średnich partiach produkcyjnych. Częste zmiany mogą sprawić, że dedykowane systemy automatyzacji będą trudne do uzasadnienia.

Roboty współpracujące oferują kilka potencjalnych zalet:

• Elastyczne wdrożenie: Odpowiedni cobot może być skonfigurowany do różnych zadań w miarę zmian wymagań produkcyjnych.

• Kompaktowa instalacja: Niektóre systemy mogą zmieścić się w istniejących obszarach roboczych z ograniczoną przestrzenią podłogi.

• Uproszczone programowanie: Przyjazne dla użytkownika interfejsy programowania mogą pomóc operatorom w ustawianiu powtarzalnych ruchów i zmianie zadań.

• Powtarzalne przenoszenie: Roboty mogą wykonywać spójne sekwencje ładowania i rozładowywania podczas produkcji.

• Stopniowa automatyzacja: Producenci mogą zacząć od jednej maszyny i rozszerzyć system po walidacji wyników.

Te korzyści są szczególnie istotne dla małych i średnich producentów, którzy chcą zautomatyzować wybrane operacje przed inwestycją w większą linię produkcyjną.

Obsługa maszyn CNC jest jednym z najbardziej praktycznych zastosowań dla robotów współpracujących. Cobot może podnieść surowy komponent, załadować go do uchwytu maszyny, wyjąć gotową część i umieścić ją w wyznaczonym miejscu.

Zmniejsza to powtarzalne ręczne przenoszenie i może pomóc utrzymać wydajność sprzętu obróbczego, gdy operatorzy są zajęci innymi zadaniami.

Kompletny system może obejmować robota współpracującego, chwytak elektryczny lub pneumatyczny, sterowanie drzwiami maszyny, tace na części i urządzenia bezpieczeństwa. Sekwencja pracy robota musi być skoordynowana z maszyną CNC, aby zapobiec ładowaniu przed zakończeniem cyklu obróbki.

Coboty mogą przenosić komponenty między stanowiskami obróbki, kontroli, czyszczenia i pakowania. Jest to przydatne, gdy produkcja obejmuje kilka krótkich operacji, a nie jedną ciągłą zautomatyzowaną linię.

Głównym czynnikiem jest to, czy robot może dotrzeć do wszystkich wymaganych stanowisk, spełniając jednocześnie wymagania dotyczące czasu transferu.

Cobot może pozycjonować części do kontroli lub wykonywać powtarzalne operacje montażowe, takie jak wkręcanie i umieszczanie komponentów. Wymagane narzędzia, dokładność pozycjonowania i siły procesu powinny zostać sprawdzone przed wyborem robota.

W przypadku zastosowań obejmujących ciężkie komponenty, wysokie siły lub wymagające czasy cyklu, konwencjonalny robot przemysłowy może być lepszym wyborem.

Decyzja zależy od procesu produkcyjnego, a nie tylko od kategorii robota.

Robot współpracujący może być odpowiedni, gdy:

• Warsztat obsługuje częste zmiany produktów.

• Waga części mieści się w znamionowej pojemności robota.

• Wymagany czas cyklu jest zgodny z limitami pracy cobota.

• Ważne jest elastyczne wdrożenie i łatwość programowania.

• Operatorzy potrzebują dostępu do pobliskich stanowisk roboczych.

Konwencjonalny robot przemysłowy może być preferowany, gdy:

• Produkcja wymaga bardzo wysokiej przepustowości.

• Przedmiot obrabiany lub narzędzie jest ciężkie.

• Proces obejmuje wysokie siły lub wymagające ruchy.

• Uzasadniona jest dedykowana, wielkoseryjna komórka produkcyjna.

• Niebezpieczeństwa procesu sprawiają, że osłonięta komórka robota przemysłowego jest bardziej odpowiednia.

Roboty współpracujące nie eliminują automatycznie potrzeby osłaniania. Kompletna aplikacja musi przejść ocenę ryzyka, obejmującą robota, chwytak, przedmiot obrabiany, maszynę CNC, ostre krawędzie, ruchomy sprzęt i inne potencjalne zagrożenia.

Przed porównaniem modeli, obrabiarkowe powinny zdefiniować rzeczywiste wymagania operacyjne.

Udźwig: Uwzględnij przedmiot obrabiany, chwytak, adaptery i inne narzędzia końcowe. Sprawdź również obciążenie nadgarstka i bezwładność, a nie tylko całkowitą wagę.

Zasięg: Zmierz odległość między podstawą robota, uchwytem lub mocowaniem maszyny i pozycją ładowania części. Potwierdź, że robot może uzyskać dostęp do każdego punktu bez zakłóceń.

Czas cyklu: Oblicz czas wymagany do rozładowania, załadowania, obsługi drzwi, mocowania i transferu części. Sekwencja obsługi cobota musi zmieścić się w cyklu produkcyjnym.

Powtarzalność: Sprawdź, czy robot i mocowanie mogą konsekwentnie pozycjonować część do operacji obróbki. Sama powtarzalność nie gwarantuje dokładnego położenia przedmiotu obrabianego.

Integracja: Potwierdź, w jaki sposób robot będzie komunikował się z maszyną CNC, obsługiwał drzwi, odbierał sygnały zakończenia cyklu i reagował na błędy.

Bezpieczeństwo: Oceń, czy osłony, skanery bezpieczeństwa, blokady lub inne środki ochronne są wymagane dla kompletnej komórki.

Producenci oceniający współpracującą obsługę maszyn mogą rozważyć serię Universal Robots UR lub AUBO collaborative robots, w zależności od udźwigu, zasięgu, przestrzeni instalacyjnej i wymagań integracyjnych. Odpowiedni model powinien być wybierany na podstawie rzeczywistego przedmiotu obrabianego i układu maszyny, a nie tylko marki robota.

Narzędzia końcowe są równie ważne. Chwytaki elektryczne mogą być przydatne, gdy wymagane jest programowalne chwytanie, podczas gdy chwytaki pneumatyczne mogą być odpowiednie dla zastosowań z istniejącą infrastrukturą sprężonego powietrza. Niestandardowe palce, tace na części i mocowania mogą dodatkowo poprawić spójność przenoszenia.

W przypadku kompletnego projektu obsługi maszyn, system może również wymagać interfejsów maszynowych, sprzętu bezpieczeństwa, przenośników i wsparcia w uruchomieniu. Przegląd tych komponentów razem pomaga zidentyfikować problemy z integracją przed instalacją.

Projekt cobota powinien być oceniany przy użyciu rzeczywistego procesu produkcyjnego i kosztów operacyjnych.

Zacznij od zarejestrowania obecnego czasu poświęconego na ładowanie i rozładowywanie, czas przestoju maszyny, zaangażowanie operatora, częstotliwość zmian i wolumen produkcji. Następnie oszacuj, ile z tej pracy można realistycznie zautomatyzować.

Ocena powinna obejmować robota i narzędzia, integrację, sprzęt bezpieczeństwa, konserwację i wymagania programistyczne. Powinna również uwzględniać zadania, które nadal wymagają uwagi operatora, takie jak kontrole jakości, uzupełnianie i obsługa wyjątków procesowych.

Instalacja pilotażowa na jednej odpowiedniej maszynie CNC może pomóc w walidacji czasu cyklu, niezawodności i procesu zmiany przed rozszerzeniem automatyzacji na dodatkowe maszyny.

Roboty współpracujące mają praktyczne zastosowanie w obrabiarkowych, gdy elastyczność, powtarzalne przenoszenie i proste wdrożenie są ważniejsze niż maksymalna prędkość produkcji. Obsługa maszyn CNC jest dobrym punktem wyjścia, szczególnie dla producentów obsługujących różnorodne części i częste zmiany.

Najlepsze rozwiązanie zależy od całej aplikacji, w tym robota, chwytaka, interfejsu CNC, mocowań i środków bezpieczeństwa. Jasna ocena tych wymagań pomaga producentom zdecydować, czy cobot, czy konwencjonalny robot przemysłowy oferuje lepszą długoterminową wartość.