Guide du débutant sur l'automatisation

Les robots sont de plus en plus acceptés et populaires pour leurs capacités de manutention de matériaux dans le chargement et le déchargement de pièces dans et hors des machines-outils et autres équipements de fabrication. Lorsqu'un magasin prend la décision de plonger et de mettre en œuvre cette technologie, il est confronté à des questions importantes. Ici, nous examinerons de nombreux détails de base, tels que où acheter l'automatisation des bras articulés et ce qu'il faut savoir avant de commencer la recherche d'un tel équipement.

Robots

Au cœur du système de chargement se trouve le robot, et de nombreuses marques, styles et choix différents peuvent être envisagés. Pour l'essentiel, cet article traitera des robots à bras articulé qui sont devenus si populaires dans les scénarios de chargement de machine. Lorsqu'un magasin cherche à acheter un tel équipement, il doit être sûr qu'il peut gérer le travail comme prévu et tenir compte de l'organisation derrière le robot. Ce n'est un secret pour personne que les robots font partie intégrante de nos industries automobiles, qui fournissent un excellent exemple des niveaux élevés de soutien requis. Un magasin devrait considérer les marques de robots qui peuvent fournir ce type d'assistance après l'achat.

Différents robots sont conçus pour différents types d'environnements. Pour les entreprises de fabrication, il est important de sélectionner un robot de qualité industrielle conçu pour fonctionner dans l'environnement couvert de copeaux et de gouttes de liquide de refroidissement qui est normal dans notre monde de chargement de machines-outils, et non quelque chose conçu pour fonctionner dans un laboratoire ou la transformation des aliments. plante.

Les robots sont dimensionnés en fonction de la portée et de la charge utile. La portée du robot requise est probablement mieux déterminée par l'équipe qui conçoit la cellule. C'est une fonction de la taille de la cellule en combinaison avec la provenance des pièces entrantes, l'endroit où les pièces finies vont être placées et l'accès disponible à la machine en cours de chargement et de déchargement.

La charge utile est la quantité de poids que le robot peut ramasser, mais ce nombre peut être un peu trompeur. Au-delà du poids de la pièce elle-même, la charge utile est la quantité qu'un robot peut soulever, y compris tous les outils, pinces, plaques d'adaptation, extensions, etc. qui sont montés sur le robot pour saisir les pièces. De plus, ce poids est indiqué à partir d'un point spécifique à l'avant du robot. Plus le poids est éloigné de ce point, moins le robot peut supporter de poids. En règle générale, pour la plupart des applications de chargement/déchargement standard, seule la moitié environ de la charge utile doit être attribuée aux pièces. Pour une vérification plus définitive à ce sujet, la plupart des sociétés de robots disposent d'un logiciel de vérification de la charge utile pour s'assurer que la charge utile est conforme aux spécifications du robot.

Outillage de fin de bras

L'outillage d'extrémité de bras (EOAT) est un outillage monté à l'extrémité du robot pour faciliter l'exécution des tâches nécessaires, telles que le déplacement des pièces. Alors que divers types d'outillage, tels que des ventouses et des aimants, sont disponibles pour le prélèvement de pièces, le style le plus courant dans l'atelier utilise des pinces pneumatiques. Comme pour le robot lui-même, des préhenseurs de qualité adaptés à l'environnement de travail sont importants.

L'application dictera la taille et la quantité de mâchoires et de pinces qui seront nécessaires. Les pinces sont disponibles dans de nombreuses configurations et peuvent avoir deux, trois ou quatre mâchoires. Les pinces à deux mâchoires à fermeture parallèle sont les pinces idéales pour tout ce qui est carré, rectangulaire ou facile à saisir entre deux doigts. Les pinces à trois mors se prêtent à la saisie de pièces rondes et hexagonales, tout comme un mandrin à trois mors est si répandu sur un tour. Cependant, pour les pièces rondes et hexagonales dans un réseau reproductible, comme un plateau configuré avec des colonnes et des rangées de pièces, les pinces à quatre mâchoires sont souvent plus faciles à gérer.

Système d'alimentation/sortie

L'alimentation/la sortie est le terme donné à la méthode d'acheminement des pièces entrantes vers le robot ou la cellule et d'évacuation des pièces finies. Le système d'alimentation stocke un certain nombre de pièces en file d'attente et amène ces pièces entrantes à un endroit reproductible pour le robot en vue de leur chargement dans la machine. Le système de sortie éloigne les pièces finies du robot vers l'opérateur et stocke également un nombre limité de pièces finies.

La mise en place d'un système d'automatisation nécessite de nombreuses décisions, mais l'une des plus importantes est le système d'alimentation/sortie. Ce système sera le point où l'opérateur s'interfacera le plus avec le système d'automatisation, il est donc important de s'assurer qu'il prend en charge ce qui est nécessaire. Par exemple, demander à l'opérateur de placer les pièces dans une orientation spécifique dans un tiroir est une bonne solution pour les volumes inférieurs, mais nécessitera beaucoup de main-d'œuvre lors de la fabrication de plusieurs pièces identiques, en particulier si le temps de cycle est court. Les systèmes d'alimentation et de sortie peuvent être séparés (par exemple, un système d'alimentation en vrac vibrant et une goulotte de sortie) ou peuvent être combinés (par exemple, un tiroir, où l'opérateur place les pièces entrantes, et le robot prend la pièce brute de et replace les pièces finies). Les réponses aux questions de l'encadré de cet article permettent de mieux identifier la configuration qui fonctionnera le mieux.

Les tiroirs sont normalement fixés sur le côté de la protection de la cellule d'automatisation et permettent à l'opérateur une interface pratique avec le système d'automatisation. Les tiroirs ont une capacité limitée, donc une méthode populaire consiste à avoir plusieurs tiroirs dans une configuration d'empilement similaire à ceux d'une commode. Le robot ouvrira le tiroir spécifique dont il a besoin. Lorsque vous avez terminé avec le tiroir, le robot repoussera ce tiroir dans le coffre et retirera le tiroir suivant pour continuer le processus. Normalement, il y aura un insert dans le tiroir avec une série de poches en rangées et en colonnes pour permettre le positionnement précis et reproductible des pièces afin que le robot sache où se trouve la pièce pour le prélèvement.

Les convoyeurs fournissent également une méthode flexible (et populaire) pour amener des pièces dans et hors d'une cellule d'automatisation. Le convoyeur peut utiliser des guides de voie réglables et amener des rangées de pièces à des positions répétables pour que le robot puisse les prélever, ou il peut être configuré dans une configuration permettant de déplacer plusieurs palettes de pièces dans et hors de la cellule lors de la manipulation d'un grand volume de pièces. . Les convoyeurs sont flexibles et normalement compétitifs en termes de prix, mais lorsqu'ils sont nécessaires pour de gros volumes de pièces, leurs exigences de longueur peuvent créer des problèmes d'espace dans un atelier bondé.

Une goulotte est une méthode de sortie efficace et peu coûteuse. Le robot dépose simplement une pièce sur une goulotte inclinée pour utiliser la gravité pour l'amener dans une boîte. Toutes les pièces ne peuvent pas utiliser une goulotte, car les dommages aux pièces sont à prendre en compte avec cette méthode.

L'alimentation vibrante en vrac (bol d'alimentation ou similaire) est une excellente méthode pour manipuler de grands volumes de pièces. Presque aucun travail de l'opérateur n'est requis, limité au simple déversement d'un grand seau de pièces dans le bol. Ces chargeurs en vrac ne sont pas connus pour leur flexibilité et sont généralement conçus pour ne traiter que quelques pièces similaires.

Blocage

Comme pour tout travail non automatisé, la façon dont la pièce doit être maintenue pour l'opération d'usinage est importante, mais lors de l'utilisation de l'automatisation, le serrage de la machine doit désormais être automatique. De plus, la façon dont le robot maintiendra la pièce pendant le chargement et le déchargement est tout aussi importante afin que le serrage de la machine et les pinces du robot puissent fonctionner ensemble. Par exemple, les mâchoires de l'étau peuvent souvent être soulagées ou légèrement modifiées pour s'adapter aux doigts du préhenseur du robot qui maintiennent la pièce.

La plupart des tours disposent déjà d'un système d'actionnement hydraulique en standard, mais le serrage et le contrôle du serrage ne font normalement pas partie de l'ensemble standard d'une fraiseuse. Les options de serrage sur une fraiseuse offrent des avantages similaires, qu'elles soient automatiques ou non; les étaux, les mandrins et les arbres expansibles sont tous d'excellents choix, selon les exigences des pièces. La plus grande considération concerne la manière dont le serrage automatique sera contrôlé (hydrauliquement ou pneumatiquement).

Un système hydraulique est plus coûteux à ajouter à une machine, mais générera plus de force et tend à être une bonne méthode de contrôle de serrage à usage général. Un système pneumatique permettra d'ajuster discrètement la force de préhension pour s'adapter aux pièces délicates, mais ne générera pas autant de puissance (et, par conséquent, de force de serrage) que l'hydraulique.

Où acheter

Il existe plusieurs avenues différentes à considérer lors de l'achat d'automatisation. L'automatisation des bras articulés est normalement construite par un intégrateur spécialisé dans le travail avec des robots. Les robots peuvent être utilisés de différentes manières, il est donc important de s'assurer que l'intégrateur est bien informé pour mettre des robots sur des machines. Lors de l'installation de la robotique sur un nouvel équipement, certaines sociétés de machines-outils disposent de leur propre groupe d'intégration qui s'occupera de l'intégration, et certaines font appel à un intégrateur externe vers lequel elles dirigeront la majeure partie de leur travail d'intégration. Si l'automatisation doit être ajoutée à un équipement existant dans l'atelier, le fournisseur de la machine d'origine peut être en mesure d'aider. Sinon, des intégrateurs indépendants peuvent facilement intervenir pour gérer l'installation.

Peu importe qui mettra en place le système, il est important de savoir clairement qui sera responsable de quoi. Lorsque tout l'équipement est acheté auprès d'un seul fournisseur, il est clairement de la responsabilité de l'entreprise de s'assurer que tous les différents équipements fonctionnent correctement ensemble. Cependant, si la machine-outil est fournie par une entreprise et le robot par une autre, les lignes de responsabilité peuvent facilement être floues. Les questions difficiles entourant la responsabilité doivent être posées dès le départ à chacun des fournisseurs concernés.

Pour plus d'informations sur les robots et l'automatisation auprès de Methods Machine Tools Inc., appelez le 978-443-5388 ou visitez methodmachine.com.

Détailler les exigences

Un examen attentif de ces considérations contribuera grandement à la mise en place d'un système d'automatisation permettant un mouvement efficace et efficace des pièces. Les réponses à ces questions seront importantes pour l'équipe qui conçoit la cellule :

• Quels sont les poids maximum et minimum des pièces qui fonctionneront dans la cellule ?
• Quel est l'état des pièces lorsqu'elles arrivent à la cellule (forme, lingot, barre coupée, moulage, forgeage, pré-usinage, taille, arêtes vives/bavures, couvertes de copeaux/liquide de refroidissement/huile) ?
• Le processus d'usinage sera-t-il une seule opération ou plusieurs opérations nécessitant un contre-usinage ?
• Combien de pièces et pendant combien de temps la file d'attente d'alimentation doit-elle fournir ?
• La cellule s'éteindra-t-elle ou un opérateur sera-t-il disponible pour superviser le processus ?
• Quel type d'inspection en cours de fabrication sera inclus ?
• Quelle est la surface au sol disponible pour la cellule d'automatisation ?
• La capacité de cette machine sera-t-elle occupée par l'automatisation ou sera-t-elle utilisée sans l'automatisation pendant un certain pourcentage de temps ?