برای سازندگانی که قطعات ریخته گری آلومینیومی را تولید می کنند، تکمیل سطح می تواند به یکی از چالش برانگیزترین فرآیندها پس از ریخته گری تبدیل شود.
اگرچه ریخته گری آلومینیومی راندمان تولید عالی را برای اجزای پیچیده ارائه می دهد، قطعات تمام شده ممکن است همچنان به عملیات اضافی مانند سوراخ کردن، برداشتن دروازه، سنگ زنی خط جداکننده، تکمیل لبه، سنگ زنی و پرداخت نیاز داشته باشند.
به طور سنتی، بسیاری از این عملیات به شدت به کار دستی بستگی دارد.
با این حال، افزایش هزینه های نیروی کار، کمبود اپراتور، کیفیت تکمیل ناسازگار، و تقاضا برای راندمان تولید بالاتر، تولیدکنندگان را تشویق می کند تا ماشین های پرداخت روباتیک و راه حل های تکمیل خودکار سطح را در نظر بگیرند.
چرا قطعات ریخته گری آلومینیومی نیاز به تکمیل دارند؟
فرآیند ریخته گری می تواند اشکال پیچیده ای را در حجم های تولید بالا ایجاد کند، اما برخی از عیوب ثانویه و مواد اضافی ممکن است پس از ریخته گری باقی بمانند.
مناطق معمولی که نیاز به تکمیل دارند عبارتند از:
- خطوط جدایی
- دروازه ها
- فلش
- برس
- نشانه های ریخته گری
- لبه های تیز
- بی نظمی های سطحی
فرآیند مورد نیاز به شدت به برنامه نهایی بستگی دارد.
برخی از اجزا ممکن است فقط نیاز به تمیز کردن ساده داشته باشند، در حالی که برخی دیگر ممکن است به چندین مرحله سنگ زنی و پرداخت قبل از رسیدن به سطح مورد نظر نیاز داشته باشند.
به عنوان مثال، یک محفظه آلومینیومی ممکن است نیاز به برداشتن دروازه و سنگ زنی لبه داشته باشد، در حالی که یک جزء آلومینیومی تزئینی ممکن است قبل از پوشش یا عملیات سطح بیشتر نیاز به پرداخت اضافی داشته باشد.
این باعث میشود که ریختهگری آلومینیومی بیشتر از یک فرآیند ساده حذف مواد باشد.
چالش های تکمیل دستی آلومینیوم
سنگ زنی و پرداخت دستی در بسیاری از کارخانه ها رایج است زیرا اپراتورهای ماهر می توانند حرکات خود را با توجه به شکل هر جزء منطبق کنند.
با این حال، تکمیل دستی چندین محدودیت دارد.
فشار تماس ناسازگار
اپراتورهای مختلف ممکن است مقادیر متفاوتی فشار اعمال کنند.
حتی یک اپراتور می تواند نتایج متفاوتی را پس از چندین ساعت کار تکراری ایجاد کند.
این می تواند منجر به حذف ناسازگار مواد و تغییرات در کیفیت سطح شود.
خستگی اپراتور
سنگ زنی و پرداخت می تواند از نظر فیزیکی سخت باشد.
اپراتورها ممکن است نیاز داشته باشند که به طور مکرر با ابزارهای سنگین کار کنند، موقعیت های کاری نامناسب را حفظ کنند و صدها یا هزاران جزء را پردازش کنند.
خستگی در نهایت می تواند بر بهره وری و کیفیت تأثیر بگذارد.
استخدام دشوار
پیدا کردن اپراتورهای با تجربه سنگ زنی و پرداخت می تواند چالش برانگیز باشد.
با افزایش حجم تولید، تولیدکنندگان ممکن است نیاز به آموزش کارگران اضافی یا تکیه بر تعداد کمتری از اپراتورهای با تجربه داشته باشند.
کار تکراری
بسیاری از عملیات تکمیل ریخته گری آلومینیوم بسیار تکراری هستند.
هنگامی که همان عملیات به طور مداوم انجام می شود، اتوماسیون می تواند فرصت قابل توجهی برای بهبود کارایی تولید فراهم کند.
چگونه پولیش رباتیک می تواند تکمیل قالب ریخته گری آلومینیوم را خودکار کند
یک ماشین پولیش رباتیک می تواند ربات، ابزار ساینده، سیستم محل کار، کنترل نیرو و پارامترهای فرآیند را در یک سلول خودکار ادغام کند.
یک گردش کار معمولی ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- در حال بارگذاری
- موقعیت یابی
- دبر زدایی
- سنگ زنی
- جلا دادن
- بازرسی
- تخلیه کردن
بسته به محصول، برخی از مراحل را می توان ترکیب یا حذف کرد.
به عنوان مثال، یک جزء با یک دروازه ریخته گری بزرگ ممکن است ابتدا نیاز به سنگ زنی رباتیک داشته باشد تا مواد اضافی را قبل از وارد شدن به یک فرآیند پرداخت از بین ببرد.
یک جزء پیچیده تر ممکن است به چندین ابزار ساینده مختلف نیاز داشته باشد.
سوراخزدایی رباتیک برای ریختهگریهای آلومینیومی
سنگ زدایی اغلب یکی از اولین فرآیندهای تکمیلی است که برای قطعات ریخته گری آلومینیومی اعمال می شود.
هدف از بین بردن سوراخ های ناخواسته و لبه های تیز بدون آسیب رساندن به هندسه اصلی قطعه است.
جداسازی رباتیک می تواند چندین مزیت را به همراه داشته باشد.
ربات می تواند یک مسیر برنامه ریزی شده را در اطراف لبه ها و سطوح خاص دنبال کند، در حالی که پارامترهای فرآیند را می توان با توجه به مواد و نتیجه مورد نیاز تنظیم کرد.
برای تولید با حجم بالا، این می تواند میزان کارهای دستی تکراری را کاهش دهد.
با این حال، رباتزدایی موفق به چیزی بیش از برنامهریزی ساده یک ربات برای دنبال کردن یک مسیر ثابت نیاز دارد.
سیستم باید تفاوت در موقعیت قطعه کار، تحمل ریخته گری، سایش ابزار و شکل واقعی قطعه را در نظر بگیرد.
چرا کنترل نیرو برای آلومینیوم مهم است؟
یکی از بزرگترین چالش ها در آسیاب آلومینیوم، کنترل حذف مواد است.
آلومینیوم در مقایسه با بسیاری از فلزات آهنی نسبتاً نرم است، بنابراین نیروی سنگ زنی بیش از حد می تواند نتایج ناخواسته ای ایجاد کند.
مشکلات احتمالی عبارتند از:
- سنگ زنی بیش از حد
- خراش های سطحی
- حذف بیش از حد لبه
- حذف ناهموار مواد
- علائم ابزار قابل مشاهده
به همین دلیل است که کنترل نیرو می تواند یک ویژگی مهم در یک سیستم تکمیل آلومینیوم خودکار باشد.
به جای تکیه کامل به موقعیت ثابت ربات، این سیستم می تواند بر تعامل بین ابزار ساینده و قطعه کار نظارت کرده و فرآیند را بر این اساس تنظیم کند.
این می تواند به حفظ یک نتیجه سنگ زنی و صیقل بیشتر کمک کند.
از سنگ زنی تا پرداخت
سنگ زنی و پرداخت نباید دقیقاً یک عملیات در نظر گرفته شوند.
سنگ زنی رباتیک به طور کلی بر حذف مواد و اصلاح عیب تمرکز دارد.
عملیات سنگ زنی معمولی عبارتند از:
- حذف دروازه
- حذف خط جدایی
- حذف فلش
- حذف سوراخ
- لبه سنگ زنی
- تصحیح سطح
پرداخت به طور کلی بیشتر بر روی بهبود ظاهر و صافی سطح تمرکز دارد.
بسته به نیاز مشتری، فرآیند ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- سنگ زنی
- سنگ زنی خوب
- تکمیل سطح
- جلا دادن
توالی دقیق به شرایط سطح شروع و ظاهر نهایی مورد نظر بستگی دارد.
برنامه های ریخته گری آلومینیومی مناسب
پرداخت و سنگ زنی رباتیک را می توان برای بسیاری از انواع قطعات ریخته گری آلومینیومی در نظر گرفت.
نمونه های معمولی عبارتند از:
قطعات خودرو
قطعات آلومینیومی خودرو اغلب قبل از رنگآمیزی، پوشش، ماشینکاری یا مونتاژ نیاز به عملیات سطحی ثابت دارند.
محفظه های موتور و برق
محفظه های آلومینیومی می توانند دارای لبه های پیچیده، دنده ها و سطوح منحنی باشند که نیاز به تکمیل کنترل شده دارند.
اجزای پمپ و شیر
بدنههای پمپ و شیر آلومینیومی ریختهگری ممکن است نیاز به برداشتن دروازه، سوراخزدایی و تکمیل سطح داشته باشند.
قطعات ماشین آلات صنعتی
برای قطعات صنعتی، سنگ زنی رباتیک می تواند به استانداردسازی عملیات تکمیلی مکرر کمک کند.
قطعات تزئینی و مصرفی
در جایی که ظاهر مهم است، پولیش رباتیک میتواند پوشش ثابتتری را در سرتاسر دستههای تولیدی بزرگ فراهم کند.
ویژن و پولیش رباتیک
موقعیت قطعه کار یکی دیگر از عوامل مهم است.
حتی زمانی که از یک فیکسچر استفاده می شود، ممکن است تفاوت های کوچکی در نحوه قرارگیری هر جزء وجود داشته باشد.
بینایی ماشین می تواند به شناسایی موقعیت یا جهت واقعی قطعه کار قبل از شروع پردازش ربات کمک کند.
سپس سیستم می تواند مسیر برنامه ریزی شده را جبران کند.
هنگامی که با کنترل نیرو ترکیب می شود، فرآیند انعطاف پذیرتر می شود:
- چشم انداز تعیین می کند که قطعه کار کجا باشد.
- ربات نحوه حرکت را تعیین می کند.
- کنترل نیرو نحوه تعامل ابزار با سطح را تعیین می کند.
این ترکیب می تواند به ویژه برای کاربردهای ریخته گری آلومینیوم با هندسه پیچیده ارزشمند باشد.
کاهش وابستگی به کار یدی
یکی از دلایل اصلی که سازندگان به پرداخت سطح روباتیک توجه می کنند، صرفاً جایگزینی کارگران نیست.
هدف بزرگتر این است که اپراتورها را از فرآیندهای تکراری و از نظر فیزیکی سخت دور کرده و به سمت وظایف با ارزش بالاتر مانند:
- نظارت بر تولید
- بازرسی کیفیت
- مدیریت ابزار
- بهینه سازی فرآیند
- تعمیر و نگهداری تجهیزات
یک سلول تکمیل خودکار که به درستی طراحی شده باشد می تواند به طور مداوم برای چرخه های تولید طولانی کار کند و در عین حال وابستگی به مهارت اپراتور را کاهش دهد.
جمع آوری گرد و غبار و ایمنی
سنگ زنی و پرداخت ذرات معلق در هوا ایجاد می کند و جمع آوری گرد و غبار را به بخشی ضروری از یک سیستم تکمیل خودکار تبدیل می کند.
پردازش آلومینیوم نیاز به توجه ویژه ای به مدیریت گرد و غبار دارد زیرا ذرات ریز آلومینیوم می توانند تحت شرایط خاصی خطرات احتراق را ایجاد کنند.
بنابراین، یک راه حل کامل پولیش رباتیک باید در نظر گرفته شود:
- استخراج گرد و غبار
- فیلتراسیون
- مدیریت جرقه
- محفظه تجهیزات
- پیکربندی گرد و غبار
- رویه های تعمیر و نگهداری
- الزامات ایمنی قابل اجرا
جمع آوری گرد و غبار باید همراه با سلول پولیش طراحی شود نه به عنوان یک لوازم جانبی اختیاری.
چگونه می توان تصمیم گرفت که آیا پولیش رباتیک مناسب است یا خیر
قبل از سرمایه گذاری در یک سیستم تکمیل خودکار، تولید کنندگان باید چندین عامل را ارزیابی کنند.
هندسه محصول
سطوح پیچیده، نواحی داخلی، لبههای باریک و حفرههای عمیق ممکن است به ابزار سفارشی و مسیرهای روبات نیاز داشته باشند.
حجم تولید
هر چه حجم تولید بیشتر باشد، سود بالقوه اتوماسیون بیشتر است.
الزامات سطحی
تولیدکنندگان باید تعریف کنند که آیا هدف این است:
- دبر زدایی
- سنگ زنی
- تکمیل ساتن
- جلا دادن
- تکمیل آینه
نیازهای مختلف به ابزارها و پارامترهای فرآیند متفاوتی نیاز دارند.
تنوع مواد
آلیاژهای مختلف آلومینیوم و فرآیندهای ریخته گری می توانند شرایط سطحی متفاوتی را ایجاد کنند.
بنابراین، سیستم اتوماسیون باید در صورت امکان با قطعات تولید واقعی آزمایش شود.
آینده تکمیل ریخته گری آلومینیومی
از آنجایی که دایکاست آلومینیوم همچنان در کاربردهای خودرو، صنعتی، الکتریکی، مصرفکننده و ماشینآلات مورد استفاده قرار میگیرد، تولیدکنندگان تحت فشار فزایندهای برای بهبود راندمان تولید و در عین حال حفظ کیفیت ثابت هستند.
سنگ زنی و پرداخت رباتیک فرصتی برای خودکارسازی یکی از پر زحمت ترین مراحل پس از ریخته گری فراهم می کند.
نسل بعدی سیستم ها به طور فزاینده ای ترکیب می شوند:
- حرکت رباتیک
- کنترل نیرو
- ماشین بینایی
- نظارت بر فرآیند هوشمند
این رویکرد میتواند تکمیل خودکار سطوح را انعطافپذیرتر و برای قطعات پیچیده آلومینیومی مناسبتر کند.
نتیجه گیری
برای تولید کنندگان ریخته گری آلومینیومی، پرداخت روباتیک به یک راه حل عملی فزاینده برای خودکار کردن سوراخ کردن، سنگ زنی و پرداخت سطح تبدیل می شود.
یک سیستم موفق نباید به سادگی حرکت یک اپراتور دستی را بازتولید کند.
باید بر اساس مواد واقعی، هندسه، حجم تولید، نیازهای سطح، ابزارهای ساینده، کنترل نیرو و الزامات ایمنی برنامه طراحی شود.
هنگامی که این عناصر به درستی ادغام شوند، یک ماشین پولیش روباتیک می تواند به تولیدکنندگان کمک کند تا کیفیت پرداخت ثابت تری داشته باشند و در عین حال عملیات دستی مکرر را کاهش دهند.
برای شرکتهایی که حجم بالایی از قطعات ریختهگری آلومینیومی تولید میکنند، اکنون زمان خوبی برای ارزیابی اینکه کدام بخش از فرآیند تکمیل میتواند خودکار باشد و کجا آسیاب یا پرداخت رباتیک میتواند مزایای تولید قابل اندازهگیری را ارائه دهد، است.
