Hoe de juiste robotpoetsmachine voor metalen onderdelen te kiezen

Het kiezen van de juiste robotpolijstmachine is een belangrijke beslissing voor fabrikanten die slijpen, ontbramen, polijsten en andere oppervlaktebewerkingen willen automatiseren.

Het selecteren van een robotpolijstsysteem is echter niet simpelweg een kwestie van het kiezen van een industriële robot en het bevestigen van een polijstgereedschap.

De werkelijke prestaties van een geautomatiseerd afwerkingssysteem zijn afhankelijk van vele factoren, waaronder werkstukmateriaal, onderdeelgeometrie, oppervlaktevereisten, productievolume, schuurgereedschappen, krachtcontrole, werkstukopspanning, stofopvang en software.

Een systeem dat goed werkt voor het ene metalen onderdeel is mogelijk niet geschikt voor het andere.

Voordat fabrikanten in robotpolijstapparatuur investeren, moeten ze daarom het volledige productieproces evalueren.

1. Identificeer het werkstukmateriaal

De eerste vraag is eenvoudig:

Welk materiaal moet worden verwerkt?

Veel voorkomende materialen voor robotslijpen en polijsten zijn onder meer:

• Aluminium
• Roestvrij staal
• Messing
• Koper
• Staal
• Gietijzer
• Zinklegering

Verschillende materialen gedragen zich anders tijdens het slijpen en polijsten.

Aluminium kan bijvoorbeeld relatief zacht zijn en vereist mogelijk een zorgvuldige controle van de slijpdruk.

Roestvast staal kan meerdere schuurfasen vereisen om de vereiste oppervlakteafwerking te bereiken.

Messingcomponenten kunnen specifieke polijstschijven en -polijstmiddelen vereisen, afhankelijk van het gewenste uiterlijk.

Daarom moeten het schuurgereedschap, de verwerkingssnelheid, de contactkracht en de polijstvolgorde worden geselecteerd op basis van het daadwerkelijke materiaal.

2. Begrijp de onderdeelgeometrie

De vorm van het werkstuk is een van de belangrijkste factoren bij robotpolijsten.

Een eenvoudig vlak onderdeel is relatief eenvoudig te verwerken.

Een complex gietstuk kan het volgende omvatten:

• Gebogen oppervlakken
• Interne holtes
• Scherpe randen
• Smalle kanalen
• Ribben
• Hoeken
• Onregelmatige oppervlakken
• Meerdere afwerkingsgebieden

Deze functies kunnen de toegankelijkheid van de robot aanzienlijk beïnvloeden.

Voordat fabrikanten een robotpolijstmachine selecteren, moeten ze beoordelen of de robot en het polijstgereedschap fysiek alle vereiste oppervlakken kunnen bereiken.

Een simulatie op basis van CAD-gegevens kan vaak helpen bij het identificeren van potentiële toegankelijkheidsproblemen voordat apparatuur wordt vervaardigd.

3. Definieer de vereiste oppervlakteafwerking

“Polijsten” kan afhankelijk van de toepassing heel verschillende dingen betekenen.

Het kan zijn dat een fabrikant alleen bramen hoeft te verwijderen.

Een andere fabrikant heeft mogelijk een hoogglans gepolijst decoratief oppervlak nodig.

Typische afwerkingsfasen zijn onder meer:

• Ontbramen
  Verwijdering van bramen, flitsen en scherpe randen.
• Slijpen
  Verwijderen van poorten, scheidingslijnen, gietsporen en overtollig materiaal.
• Fijn slijpen
  Verbetering van de oppervlakteconsistentie en vermindering van grove slijpsporen.
• Oppervlakteafwerking
  Het creëren van een gecontroleerde textuur of uitstraling.
• Polijsten
  Verbetering van de gladheid en visuele kwaliteit.
• Spiegel polijsten
  Waar nodig een sterk reflecterend oppervlak produceren.

Voordat de klant apparatuur kiest, moet hij het gewenste resultaat duidelijk definiëren.

Een robotslijpsysteem dat is ontworpen voor het verwijderen van zwaar materiaal is mogelijk niet de beste oplossing voor het eindpolijsten.

4. Evalueer het productievolume

Het productievolume kan een grote impact hebben op de automatiseringsoplossing.

Voor de productie van grote volumes kunnen fabrikanten profiteren van een sterk geautomatiseerd systeem dat in staat is tot repetitieve verwerking met beperkte tussenkomst van de operator.

Voor productie met een lager volume of een hogere mix kan flexibiliteit belangrijker zijn.

Het systeem moet mogelijk meerdere werkstukmodellen, verschillende opspanningen en verschillende polijstprogramma's verwerken.

Daarom moeten fabrikanten overwegen:

• Dagelijks productievolume
• Aantal productmodellen
• Productiecyclustijd
• Verschuif structuur
• Betrokkenheid van de operator
• Omschakeltijd

Het doel is niet simpelweg de aanschaf van de meest geautomatiseerde machine die er is.

Het doel is om een ​​systeem te selecteren dat aansluit bij de daadwerkelijke productieomgeving.

5. Vraag hoe Force Control werkt

Een van de belangrijkste vragen bij de aanschaf van een robotpolijstmachine is:

Hoe werkt de contactkracht van het systeem?

Slijpen en polijsten zijn contactgebaseerde processen.

Als de druk te hoog is, kan het gereedschap te veel materiaal verwijderen.

Als de druk te laag is, kan het vereiste defect niet volledig worden verholpen.

De afmetingen van het werkstuk kunnen ook enigszins variëren van onderdeel tot onderdeel.

Een krachtgestuurd systeem kan de interactie tussen gereedschap en werkstuk bewaken en deze variaties compenseren.

Dit is vooral belangrijk voor:

• Aluminium spuitgieten
• Complexe gietstukken
• Gebogen componenten
• Dunwandige componenten
• Decoratieve oppervlakken
• Hoogwaardige polijsttoepassingen

Bij het vergelijken van verschillende leveranciers moeten fabrikanten daarom de daadwerkelijke krachtcontroletechnologie beoordelen in plaats van simpelweg te vragen of het systeem een ​​“zwevende” functionaliteit heeft.

6. Selecteer de juiste schuurmiddelen

Het schuurgereedschap is een ander belangrijk onderdeel van het systeem.

Afhankelijk van het proces kan een robotpolijstmachine het volgende gebruiken:

• Schuurbanden
• Slijpschijven
• Klep wielen
• Draadborstels
• Polijst wielen
• Polijst wielen
• Gespecialiseerd schuurgereedschap

Verschillende gereedschappen bieden verschillende niveaus van materiaalverwijdering en oppervlakteafwerking.

Agressief slijpen kan bijvoorbeeld geschikt zijn voor het verwijderen van de poort, terwijl een fijner schuurmiddel nodig kan zijn vóór het uiteindelijke polijsten.

Er moet ook rekening worden gehouden met de standtijd van het gereedschap.

Een goedkoop schuurgereedschap resulteert niet noodzakelijkerwijs in de laagste totale productiekosten als het regelmatig moet worden vervangen.

Fabrikanten moeten het volgende evalueren:

Standtijd + verwerkingstijd + oppervlaktekwaliteit + vervangingskosten

in plaats van alleen naar de aankoopprijs van het schuurmiddel te kijken.

7. Denk aan werkstukopspanning en armaturen

Zelfs een geavanceerde robot kan een slecht ontworpen armatuur niet compenseren.

Het werkstuk moet tijdens het slijpen en polijsten stabiel blijven.

Een goede armatuur moet zorgen voor:

• Stabiele positionering
• Herhaalbare klemming
• Gemakkelijk laden en lossen
• Voldoende toegang voor het polijstgereedschap
• Minimale interferentie met verwerkingsgebieden

Voor fabrikanten met meerdere producten kunnen flexibele opspansystemen de omsteltijd verkorten.

Het armatuurontwerp moet daarom samen met de robotpadplanning worden overwogen.

8. Controleer het bereik en de lading van de robot

De robot moet voldoende reikwijdte en laadvermogen hebben voor de toepassing.

De robotselectie mag echter niet alleen op deze twee specificaties gebaseerd zijn.

Het volledige systeem moet rekening houden met:

Robot + Gereedschap + Spindel + Krachtsensor + Kabelpakket + Werkstuk

Het gecombineerde gewicht en de dynamische beweging moeten binnen het juiste werkbereik van de robot blijven.

De robot heeft ook voldoende flexibiliteit nodig om de benodigde bewerkingsgebieden te bereiken zonder ongunstige hoeken of overmatige gewrichtsbewegingen te creëren.

9. Evalueer de vereisten voor machinevisie

Visie is mogelijk niet voor elke toepassing noodzakelijk.

Als een werkstuk altijd in precies dezelfde positie wordt geladen met behulp van een zeer herhaalbare opspanning, kan conventionele positionering voldoende zijn.

Machine vision kan echter extra flexibiliteit bieden wanneer:

• De positionering van het werkstuk varieert
• Er worden meerdere productmodellen verwerkt
• Handmatig laden is vereist
• De gietafmetingen variëren
• Er moeten verschillende oriëntaties worden gedetecteerd

Een visionsysteem kan helpen bij het bepalen van de werkelijke positie van het werkstuk vóór de bewerking.

Gecombineerd met krachtcontrole kan het het robotachtige oppervlakteafwerkingsproces flexibeler maken.

10. Negeer het verzamelen van stof niet

Stofafzuiging is een van de belangrijkste ondersteunende systemen bij robotslijpen en polijsten.

Bij het slijpen van metalen onderdelen kunnen fijne deeltjes vrijkomen die effectief moeten worden bestreden.

Een geautomatiseerde polijstcel kan daarom het volgende omvatten:

• Afgesloten verwerkingsruimte
• Industriële stofafscheider
• Filtersysteem
• Kanalen
• Vonkenbeheer
• Bewakingssystemen
• Veiligheidsvergrendelingen

Bij het slijpen van aluminium is bijzondere aandacht voor stofbeheersing vereist, omdat fijn aluminiumstof onder bepaalde omstandigheden verbrandingsgevaren kan veroorzaken.

Daarom moet stofopvang worden geëvalueerd als onderdeel van het volledige ontwerp van de apparatuur.

11. Test echte werkstukken voordat u bestelt

Een van de meest effectieve manieren om een ​​robotpolijstoplossing te evalueren, is door de werkelijke werkstukken van de klant te testen.

Een leverancier kan beoordelen:

• Werkstukgeometrie
• Materiaal
• Braam staat
• Gietfouten
• Vereiste slijpdiepte
• Oppervlakteruwheid
• Vereist polijstniveau
• Cyclustijd
• Gereedschap selectie

De test kan vervolgens bepalen of het voorgestelde systeem het gewenste resultaat kan bereiken.

Dit is vooral belangrijk bij complexe gietstukken.

Een machine kan er indrukwekkend uitzien in een demonstratievideo, maar toch aanzienlijke aanpassingen vereisen voor een specifiek onderdeel.

12. Evalueer de totale kosten, niet alleen de machineprijs

De initiële machineprijs is slechts een deel van de totale investering.

Fabrikanten moeten ook rekening houden met:

• Schurend verbruik
• Elektriciteit
• Onderhoud
• Vervanging van gereedschap
• Downtime van robots
• Vereisten voor operators
• Inrichtingskosten
• Stofopvang
• Reserveonderdelen
• Programmering en integratie

Een iets duurder robotpolijstsysteem kan lagere totale eigendomskosten opleveren als het een betere stabiliteit, een langere standtijd, eenvoudiger onderhoud en een hogere productie-efficiëntie biedt.

13. Houd rekening met toekomstige productievereisten

Een robotpolijstmachine zou idealiter toekomstige productiebehoeften moeten ondersteunen.

Fabrikanten kunnen nieuwe productmodellen introduceren, de productievolumes verhogen of andere oppervlakteafwerkingen vereisen.

Vraag bij het evalueren van een systeem:

• Kunnen er nieuwe producten toegevoegd worden?
• Kunnen polijstprogramma's worden gewijzigd?
• Kunnen er extra tools worden geïntegreerd?
• Kan het armatuursysteem verschillende componenten bevatten?

Een flexibel automatiseringsplatform kan op de lange termijn meer waarde bieden dan een systeem dat rond slechts één product is ontworpen.

Een praktische checklist vóór de aankoop

Voordat fabrikanten een robotpolijstmachine selecteren, kunnen ze de volgende checklist gebruiken:

Werkstuk

• Welk materiaal wordt verwerkt?
• Wat zijn de afmetingen?
• Wat is het gewicht?
• Wat is de geometrie?
• Waar zitten de bramen of gietsporen?

Proces

• Is de eis ontbramen?
• Slijpen?
• Oppervlakteafwerking?
• Polijsten?
• Spiegel polijsten?

Productie

• Hoeveel stuks worden er per dag geproduceerd?
• Hoeveel productmodellen zijn er nodig?
• Wat is de beoogde cyclustijd?
• Hoeveel handarbeid is er momenteel nodig?

Automatisering

• Is krachtbeheersing nodig?
• Is machinevisie vereist?
• Hoe moet het werkstuk worden gepositioneerd?
• Hoe zal gereedschapslijtage worden beheerd?
• Hoe zal de productwisseling worden afgehandeld?

Veiligheid

• Welk type stof ontstaat?
• Welk stofopvangsysteem is vereist?
• Welke behuizing is nodig?
• Welke veiligheidsnormen zijn van toepassing?

Het beantwoorden van deze vragen voordat apparatuur wordt geselecteerd, kan het risico op het kiezen van een ongeschikte automatiseringsoplossing aanzienlijk verminderen.

De juiste robotpolijstmachine is een compleet systeem

Het belangrijkste principe bij de aanschaf van robotpolijstapparatuur is om het volledige proces te evalueren in plaats van de robot alleen.

Een hoogwaardige geautomatiseerde oplossing voor oppervlakteafwerking moet het volgende integreren:

Robot + Force Control + Schuurgereedschap + Armatuur + Besturingssysteem + Stofopvang + Procesprogrammering

Elk onderdeel heeft invloed op het eindresultaat.

• De robot zorgt voor beweging.
• Het schuurgereedschap voert materiaalverwijdering uit.
• Het armatuur behoudt zijn positionering.
• Force control beheert het contact.
• Het besturingssysteem coördineert het proces.
• Stofopvang beheert de werkomgeving.
• Procesprogrammering maakt van al deze componenten een herhaalbare productieoperatie.