Η ρομποτική λαξεύση έχει γίνει μια ολοένα και πιο σημαντική λύση για τους κατασκευαστές που επιθυμούν να αυτοματοποιήσουν τις επαναλαμβανόμενες εργασίες άλεσης, αποστρίχωσης και τελικής επεξεργασίας επιφανειών.Η απλή εγκατάσταση βιομηχανικού ρομπότ δεν εγγυάται αυτόματα σταθερή ποιότητα γυάλωσης.
Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην αυτοματοποιημένη τελική επεξεργασία επιφάνειας είναι ο έλεγχος της δύναμης επαφής μεταξύ του εξοπλισμού και του εργαστηρίου.
Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές εφαρμογές ρομπότ, όπως ο χειρισμός υλικών ή η συναρμολόγηση, η άλεση και η γυάλωση απαιτούν συνεχή φυσική επαφή με το εργαλείο.Ακόμη και μια μικρή διαφορά στις διαστάσεις του εργασιακού υλικού, οι ανοχές χύτευσης, η φθορά του εργαλείου ή η γεωμετρία της επιφάνειας μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά το τελικό αποτέλεσμα.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο έλεγχος της δύναμης γίνεται μια απαραίτητη τεχνολογία στα σύγχρονα ρομποτικά μηχανήματα γυάλωσης.
Γιατί ο Παραδοσιακός Έλεγχος Ρομπότ Δεν Αρκεί
Τα περισσότερα βιομηχανικά ρομπότ είναι σχεδιασμένα κυρίως για ακριβή έλεγχο θέσης και κίνησης.
Ωστόσο, η τελική επιφάνεια δεν αφορά μόνο την παρακολούθηση προκαθορισμένης διαδρομής.
Ας σκεφτούμε ένα μεταλλικό χύτεμα με μια μικρή διαστασιακή απόκλιση.αλλά η πραγματική κατάσταση επαφής μεταξύ του τροχού γυάλωσης και του εργαστηρίου μπορεί να αλλάξει από το ένα μέρος στο άλλο.
Εάν το ρομπότ ασκεί υπερβολική πίεση, μπορεί να προκύψουν διάφορα προβλήματα:
- Υπερβολική απομάκρυνση υλικού
- Ακατάλληλη επιφάνεια
- Ορατά σημάδια άλεσης
- Τραυματισμοί στις άκρες και στις γωνίες
- Προωθημένη φθορά από το ακαθαρτικό
- Αυξημένη απόρριψη και αναδιαμόρφωση
Αν η δύναμη επαφής είναι πολύ χαμηλή, το ρομπότ μπορεί να μην μπορέσει να αφαιρέσει πλήρως τα σχίσματα, τα σημάδια χύτευσης, τις γραμμές διαχωρισμού ή άλλα ελαττώματα της επιφάνειας.
Ως αποτέλεσμα, ένα ρομπότ μπορεί να εκτελεί την ίδια προγραμματισμένη κίνηση επανειλημμένα παράγοντας διαφορετικά αποτελέσματα.
Αυτή είναι μια από τις βασικές διαφορές μεταξύ της συμβατικής ρομποτικής αυτοματοποίησης και ενός κατάλληλα σχεδιασμένου ρομποτικού συστήματος άλεσης και γυαλισμού.
Τι Είναι ο Ελέγχος της Δύναμης στην Ρομποτική Λούστρωση;
Ο έλεγχος της δύναμης επιτρέπει στο ρομποτικό σύστημα να ανταποκρίνεται στην πραγματική κατάσταση επαφής μεταξύ του εργαλείου γυάλωσης και του εργασιακού τμήματος.
Αντί να ελέγχει μόνο τη θέση του ρομπότ, το σύστημα παρακολουθεί τη δύναμη αλληλεπίδρασης και προσαρμόζει ανάλογα την κίνηση του ρομπότ ή τις παραμέτρους επεξεργασίας.
Η βασική έννοια μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:
Κίνηση ρομπότ + ανατροφοδότηση δύναμης + έλεγχος διαδικασίας = πιο συνεπή τελική επιφάνεια
Όταν το εργαλείο γυάλωσης συναντά μια διαφορά στην επιφάνεια του εργασιακού υλικού, το σύστημα μπορεί να αντισταθμίσει την αλλαγή αντί να συνεχίσει να εφαρμόζει ακριβώς την ίδια κίνηση και πίεση.
Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο κατά την επεξεργασία χύτευσης και σύνθετων μεταλλικών εξαρτημάτων.
Γιατί έχει σημασία ο έλεγχος της δύναμης για την χύτευση με πετονιά του αλουμινίου
Το χύτευμα με πετύπωση από αλουμίνιο είναι ένα παράδειγμα όπου ο έλεγχος της δύναμης μπορεί να κάνει σημαντική διαφορά.
Συστατικά αλουμινίου μπορούν να περιέχουν:
- Γραμμές διαχωρισμού
- Φλας
- Πύλες
- Μπουρς
- Σημάδια χύτευσης
- Ακανόνιστες επιφάνειες
- Διαστάσεις
Ταυτόχρονα, το αλουμίνιο είναι σχετικά μαλακό σε σύγκριση με πολλά υλικά χάλυβα.
Ένα συμβατικό ρομπότ σταθερής πορείας μπορεί να αντιμετωπίσει δυσκολίες όταν το πραγματικό εργασιακό κομμάτι διαφέρει ελαφρώς από το προγραμματισμένο μοντέλο.
Μια ρομποτική μηχανή γυαλισμού που ελέγχεται με δύναμη μπορεί να προσαρμόσει τη δύναμη επεξεργασίας σύμφωνα με την πραγματική κατάσταση επαφής.
Αυτό επιτρέπει στους κατασκευαστές να αυτοματοποιούν εργασίες όπως:
- Άλλες συσκευές για την επεξεργασία των υλικών
- Απομάκρυνση πύλης
- Στρίψιμο γραμμής διαχωρισμού
- Τελική επεξεργασία των ακρογωνίων
- Στρίψιμο επιφάνειας
- Προβλήρωση
- Τελική γυάλωση
Έλεγχος της δύναμης και φθορά εργαλείων
Τα συσσωρευτικά εργαλεία δεν παραμένουν στην ίδια κατάσταση καθ' όλη τη διάρκεια της παραγωγής.
Οι ταινίες τριβής, οι τροχοί συσσωρευτών, οι τροχοί με φλαπ, οι τροχοί γυαλισμού και τα υλικά γυαλισμού φθαρούν σταδιακά κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.
Καθώς το εργαλείο φθείρεται, η διάμετρος, η κατάσταση της επιφάνειας, η απόδοση κοπής και τα χαρακτηριστικά επαφής του μπορεί να αλλάξουν.
Αυτό δημιουργεί μια άλλη πρόκληση για τη ρομποτική άλεση.
Εάν το σύστημα βασίζεται εξ ολοκλήρου σε μια σταθερή θέση και σταθερή διαδρομή επεξεργασίας, η φθορά του εργαλείου μπορεί τελικά να προκαλέσει ασυνεπή αφαίρεση υλικού.
Ο έλεγχος της δύναμης παρέχει ένα άλλο στρώμα αντιστάθμισης της διαδικασίας.
Με την παρακολούθηση της κατάστασης επαφής, το ρομποτικό σύστημα μπορεί να διατηρήσει μια πιο σταθερή αλληλεπίδραση με το εργασιακό κομμάτι, ακόμη και όταν το αθρεπτικό εργαλείο αλλάζει κατά τη διάρκεια της παραγωγής.
Αυτό μπορεί να βοηθήσει τους κατασκευαστές να επιτύχουν πιο συνεπή τελική επιφάνεια σε μεγαλύτερες σειρές παραγωγής.
Έλεγχος δύναμης έναντι πλωτών μηχανισμών
Είναι σημαντικό να διακρίνεται ο πραγματικός έλεγχος της δύναμης από τους απλούς μηχανικούς ή πνευματικούς πλωτούς μηχανισμούς.
Ένας πλωτός μηχανισμός μπορεί να εξασφαλίσει συμμόρφωση μεταξύ του εργαλείου και του εργαστηρίου, το οποίο μπορεί να είναι χρήσιμο για την απορρόφηση μικρών διακυμάνσεων.
Ωστόσο, η συμμόρφωση από μόνη της δεν σημαίνει απαραίτητα ότι το σύστημα μπορεί να μετρήσει και να ελέγξει ενεργά την πραγματική δύναμη επεξεργασίας.
Ένα σύγχρονο ρομποτικό σύστημα γυάλωσης μπορεί να συνδυάσει:
- Ανίχνευση δύναμης
- Έλεγχος κίνησης ρομπότ
- Έλεγχος εργαλείων
- Επαναφορά θέσης
- Παράμετροι διαδικασίας
- Αλγόριθμοι λογισμικού
Συνολικά, οι τεχνολογίες αυτές επιτρέπουν στο σύστημα να ανταποκρίνεται δυναμικά στις αλλαγές κατά τη διάρκεια της άλεσης και της γυάλωσης.
Για τους κατασκευαστές που αξιολογούν μια ρομποτική μηχανή γυάλωσης, η ερώτηση για το πώς το σύστημα διαχειρίζεται τη δύναμη επαφής μπορεί επομένως να είναι πιο σημαντική από το να ρωτήσουν απλώς ποια μάρκα ρομπότ είναι εγκατεστημένη.
Συνδυασμός όρασης και ελέγχου της δύναμης
Ο έλεγχος της δύναμης δεν είναι η μόνη τεχνολογία που μεταμορφώνει την ρομποτική επιφάνεια.
Η μηχανική όραση μπορεί να βοηθήσει στην αναγνώριση της θέσης και του προσανατολισμού του εργασιακού υλικού πριν από την επεξεργασία.
Ένα σύστημα όρασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντιστάθμιση:
- Λάθη τοποθέτησης του εργασιακού τμήματος
- Αποκλίσεις των στερεωτικών
- Διαφορετικοί προσανατολισμοί μερών
- Αλλαγές μεταξύ παρτίδων
Ο έλεγχος δύναμης στη συνέχεια διαχειρίζεται τη φυσική αλληλεπίδραση μεταξύ του εργαλείου και του εργαστηρίου.
Ο συνδυασμός μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμος για τους κατασκευαστές που επεξεργάζονται πολλαπλά μοντέλα ή εξαρτήματα με σχετικά υψηλή διαστασιακή διαφορά.
Μια απλοποιημένη αυτοματοποιημένη ροή εργασίας μπορεί να μοιάζει με:
Φορτίο → Αναγνώριση όρασης → Διόρθωση θέσης → Ρομποτική άλεση → Έλεγχος της δύναμης → Επιθεώρηση → Αφόρτωση
Η προσέγγιση αυτή μπορεί να μειώσει την εξάρτηση από την απόλυτα επαναληπτή χειροκίνητη τοποθέτηση.
Εφαρμογές πέρα από το αλουμίνιο
Παρόλο που η χύτευση με πεζοδρόμιο αλουμινίου είναι μια σημαντική εφαρμογή, η ρομποτική άλεση και γυάλωση με έλεγχο δύναμης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για πολλά άλλα μεταλλικά εξαρτήματα.
Τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:
- Υγιεινές συσκευές από ανοξείδωτο χάλυβα
- Συσκευές από χαλκό
- Προϊόντα από χαλκό
- Άλλα είδη χύτευσης
- Συσκευές αντλιών και βαλβίδων
- Συσκευαστικά οχημάτων
- Μέρη μηχανών
- Προϊόντα υλικού
- Βιομηχανικά χύτευμα
Οι απαιτούμενες παράμετροι της διαδικασίας θα ποικίλλουν ανάλογα με το υλικό, τη γεωμετρία, τα εργαλεία άθρησης και την απαιτούμενη ποιότητα της επιφάνειας.
Για παράδειγμα, ένα κομμάτι από χαλκό μπορεί να απαιτεί διαφορετική ακολουθία γυαλισμού από ένα χύτευμα από ανοξείδωτο χάλυβα, ενώ ένα σύνθετο περίβλημα από αλουμίνιο μπορεί να απαιτεί συνδυασμό αποσίδωσης, άλεσης,και γυαλιστερό.
Τι Πρέπει να Αξιολογούν οι Κατασκευαστές;
Όταν επιλέγουν ένα ρομποτικό σύστημα γυάλωσης, οι κατασκευαστές θα πρέπει να κοιτάζουν πέρα από το ίδιο το ρομπότ.
Σημαντικά ερωτήματα περιλαμβάνουν:
- Πώς μετράται η δύναμη επαφής;
Το σύστημα θα πρέπει να παρέχει σαφή εξήγηση του τρόπου ανίχνευσης και ελέγχου της δύναμης. - Πώς το σύστημα αντισταθμίζει τις διακυμάνσεις στο εργασιακό κομμάτι;
Τα γύψανα του πραγματικού κόσμου σπάνια είναι πανομοιότυπα με ένα τέλειο μοντέλο CAD. - Πώς χειρίζεται κανείς την φθορά των εργαλείων;
Τα εκθραυστικά εργαλεία αλλάζουν κατά τη διάρκεια της παραγωγής και το σύστημα πρέπει να το λαμβάνει υπόψη. - Μπορεί το μηχάνημα να χειριστεί διαφορετικά κομμάτια εργασίας;
Για τους κατασκευαστές με πολλαπλά μοντέλα προϊόντων, η ευελιξία μπορεί να αποτελέσει σημαντικό παράγοντα. - Πώς αντιμετωπίζεται η σκόνη;
Η άλεση και η γυάλωση μπορούν να δημιουργήσουν σημαντικές ποσότητες μεταλλικής σκόνης.
Το Μέλλον της Ρομποτικής Τελειοποίησης Επιφανειών
Η εξέλιξη της ρομποτικής άλεσης και γυαλισμού προχωρά πέρα από την απλή επαναλαμβανόμενη κίνηση.
Τα μελλοντικά συστήματα θα συνδυάζουν όλο και περισσότερο:
Ρομποτική + Έλεγχος Δύναμης + Μηχανική Όραση + Ευφυής Παρακολούθηση Διαδικασιών
Ο στόχος δεν είναι απλώς να κάνει ένα ρομπότ να εκτελέσει την ίδια κίνηση με έναν ανθρώπινο χειριστή.
Ο πραγματικός στόχος είναι να δημιουργηθεί μια διαδικασία τελικής επεξεργασίας επιφάνειας που να μπορεί να κατανοεί τις διαφορές, να ανταποκρίνεται στις μεταβαλλόμενες συνθήκες και να διατηρεί σταθερή ποιότητα παραγωγής.
Για τους κατασκευαστές που αντιμετωπίζουν αυξανόμενα κόστη εργασίας, έλλειψη χειριστών, ασταθές χειροποίητο φινίρισμα και αυξανόμενες απαιτήσεις ποιότητας,Αυτή η μετάβαση μπορεί να προσφέρει ένα πρακτικό δρόμο προς την αυτοματοποιημένη παραγωγή.
Συμπεράσματα
Η ρομποτική μηχανή γυάλωσης είναι πολύ περισσότερο από ένα βιομηχανικό ρομπότ εξοπλισμένο με εργαλείο γυάλωσης.
Για τις εφαρμογές άλεσης, αποστρώματος και τελικής επιφάνειας, η ικανότητα ελέγχου της αλληλεπίδρασης μεταξύ του εργαλείου και του εργαστηρίου μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στην τελική ποιότητα του προϊόντος.
Ο έλεγχος της δύναμης μπορεί να συμβάλει στην αντιστάθμιση της διακύμανσης του εργασιακού υλικού, της φθοράς του εργαλείου και των αλλαγών στη γεωμετρία της επιφάνειας, καθιστώντας την ρομποτική άλεση και γυάλωση πιο σταθερή και επαναλαμβανόμενη.
Για τους κατασκευαστές που εξετάζουν την αυτοματοποίηση, το βασικό ερώτημα δεν πρέπει να είναι απλώς:
Μπορεί ένα ρομπότ να γυαλίσει το προϊόν μου;
Αντίθετα, η καλύτερη ερώτηση είναι:
Το πλήρες ρομποτικό σύστημα γυάλωσης μπορεί να ελέγχει με συνέπεια τη διαδικασία και να επιτύχει την ποιότητα της επιφάνειας που χρειάζομαι;"
Εκεί είναι που ο έλεγχος της δύναμης γίνεται ένα απαραίτητο μέρος της σύγχρονης ρομποτικής τελικής επεξεργασίας επιφανειών.
