Como escolher a máquina de polir robótica certa para peças metálicas

Escolher a máquina de polimento robótica certa é uma decisão importante para os fabricantes que buscam automatizar operações de retificação, rebarbação, polimento e outras operações de acabamento superficial.

No entanto, selecionar um sistema de polimento robótico não é simplesmente uma questão de escolher um robô industrial e instalar uma ferramenta de polimento.

O desempenho real de um sistema de acabamento automatizado depende de muitos fatores, incluindo material da peça, geometria da peça, requisitos de superfície, volume de produção, ferramentas abrasivas, controle de força, fixação da peça, coleta de poeira e software.

Um sistema que funciona bem para um componente metálico pode não ser adequado para outro.

Antes de investir em equipamentos robóticos de polimento, os fabricantes devem, portanto, avaliar todo o processo de produção.

1. Identifique o material da peça de trabalho

A primeira pergunta é simples:

Que material precisa ser processado?

Os materiais comuns para retificação e polimento robótico incluem:

• Alumínio
• Aço inoxidável
• Latão
• Cobre
• Aço
• Ferro fundido
• Liga de zinco

Diferentes materiais se comportam de maneira diferente durante o lixamento e o polimento.

Por exemplo, o alumínio pode ser relativamente macio e exigir um controle cuidadoso da pressão de retificação.

O aço inoxidável pode exigir vários estágios abrasivos para atingir o acabamento superficial desejado.

Componentes de latão podem exigir discos e compostos de polimento específicos, dependendo da aparência desejada.

Portanto, as ferramentas abrasivas, velocidade de processamento, força de contato e sequência de polimento devem ser selecionadas de acordo com o material real.

2. Compreenda a geometria da peça

A forma da peça é um dos fatores mais importantes no polimento robótico.

Um componente plano simples é relativamente fácil de processar.

Um casting complexo pode incluir:

• Superfícies curvas
• Cavidades internas
• Bordas afiadas
• Canais estreitos
• Costelas
• Cantos
• Superfícies irregulares
• Múltiplas áreas de acabamento

Esses recursos podem afetar significativamente a acessibilidade do robô.

Antes de selecionar uma máquina de polimento robótica, os fabricantes devem avaliar se o robô e a ferramenta de polimento podem alcançar fisicamente todas as superfícies necessárias.

Uma simulação baseada em dados CAD muitas vezes pode ajudar a identificar possíveis problemas de acessibilidade antes da fabricação do equipamento.

3. Defina o acabamento de superfície necessário

“Polimento” pode significar coisas muito diferentes dependendo da aplicação.

Um fabricante pode precisar apenas remover rebarbas.

Outro fabricante pode exigir uma superfície decorativa altamente polida.

Os estágios de acabamento típicos incluem:

• Rebarbação
  Remoção de rebarbas, rebarbas e arestas vivas.
• Moagem
  Remoção de portões, linhas de partição, marcas de fundição e excesso de material.
• Moagem Fina
  Melhoria da consistência superficial e redução de marcas de desbaste grosseiras.
• Acabamento de Superfície
  Criando uma textura ou aparência controlada.
• Polimento
  Melhorando a suavidade e a qualidade visual.
• Polimento de espelho
  Produzindo uma superfície altamente reflexiva quando necessário.

Antes de escolher o equipamento, o cliente deve definir claramente o resultado pretendido.

Um sistema de retificação robótico projetado para remoção de material pesado pode não ser a melhor solução para o polimento final.

4. Avalie o volume de produção

O volume de produção pode ter um grande impacto na solução de automação.

Para a produção de grandes volumes, os fabricantes podem beneficiar de um sistema altamente automatizado capaz de processamento repetitivo com intervenção limitada do operador.

Para produção de baixo volume ou alta mistura, a flexibilidade pode ser mais importante.

O sistema pode precisar lidar com vários modelos de peças, diferentes acessórios e diferentes programas de polimento.

Portanto, os fabricantes devem considerar:

• Volume de produção diário
• Número de modelos de produtos
• Tempo do ciclo de produção
• Estrutura de turno
• Envolvimento do operador
• Tempo de mudança

O objetivo não é simplesmente comprar a máquina mais automatizada disponível.

O objetivo é selecionar um sistema que corresponda ao ambiente de produção real.

5. Pergunte como funciona o controle de força

Uma das questões mais importantes ao comprar uma máquina de polimento robótica é:

Como o sistema controla a força de contato?

A retificação e o polimento são processos baseados em contato.

Se a pressão for muito alta, a ferramenta poderá remover muito material.

Se a pressão for muito baixa, o defeito necessário poderá não ser completamente removido.

As dimensões da peça também podem variar ligeiramente de peça para peça.

Um sistema controlado por força pode monitorar a interação entre a ferramenta e a peça e compensar essas variações.

Isto é particularmente importante para:

• Fundição sob pressão de alumínio
• Fundições complexas
• Componentes curvos
• Componentes de parede fina
• Superfícies decorativas
• Aplicações de polimento de alta qualidade

Ao comparar diferentes fornecedores, os fabricantes devem, portanto, avaliar a tecnologia real de controle de força, em vez de simplesmente perguntar se o sistema possui funcionalidade “flutuante”.

6. Selecione as ferramentas abrasivas corretas

A ferramenta abrasiva é outra parte importante do sistema.

Dependendo do processo, uma máquina de polimento robótica pode utilizar:

• Cintas abrasivas
• Rebolos
• Rodas flap
• Escovas de arame
• Rodas de polimento
• Rodas de polimento
• Ferramentas abrasivas especializadas

Diferentes ferramentas fornecem diferentes níveis de remoção de material e acabamento superficial.

Por exemplo, o desbaste agressivo pode ser apropriado para a remoção do canal, enquanto um abrasivo mais fino pode ser necessário antes do polimento final.

A vida útil da ferramenta também deve ser considerada.

Uma ferramenta abrasiva de baixo custo pode não resultar necessariamente no menor custo geral de produção se exigir substituição frequente.

Os fabricantes devem avaliar:

Vida útil da ferramenta + Tempo de processamento + Qualidade da superfície + Custo de substituição

em vez de olhar apenas para o preço de compra do abrasivo.

7. Considere fixação e acessórios

Mesmo um robô avançado não consegue compensar um acessório mal projetado.

A peça de trabalho deve permanecer estável durante o lixamento e o polimento.

Um bom acessório deve fornecer:

• Posicionamento estável
• Fixação repetível
• Fácil carga e descarga
• Acesso suficiente para a ferramenta de polimento
• Interferência mínima com áreas de processamento

Para fabricantes com vários produtos, sistemas de fixação flexíveis podem reduzir o tempo de troca.

O projeto do dispositivo deve, portanto, ser considerado juntamente com o planejamento do caminho do robô.

8. Verifique o alcance e a carga útil do robô

O robô deve ter alcance e capacidade de carga suficientes para a aplicação.

Contudo, a seleção do robô não deve ser baseada apenas nestas duas especificações.

O sistema completo precisa considerar:

Robô + Ferramenta + Fuso + Sensor de Força + Pacote de Cabo + Peça de Trabalho

O peso combinado e o movimento dinâmico devem permanecer dentro da faixa operacional apropriada do robô.

O robô também precisa de flexibilidade suficiente para alcançar as áreas de processamento necessárias sem criar ângulos desfavoráveis ​​ou movimentos excessivos das articulações.

9. Avalie os requisitos de visão de máquina

A visão pode não ser necessária para todas as aplicações.

Se uma peça de trabalho for sempre carregada exatamente na mesma posição usando um acessório altamente repetível, o posicionamento convencional pode ser suficiente.

No entanto, a visão artificial pode fornecer flexibilidade adicional quando:

• O posicionamento da peça varia
• Vários modelos de produtos são processados
• O carregamento manual é obrigatório
• As dimensões da fundição variam
• Diferentes orientações precisam ser detectadas

Um sistema de visão pode ajudar a determinar a posição real da peça antes do processamento.

Combinado com o controle de força, pode tornar o processo robótico de acabamento superficial mais adaptável.

10. Não ignore a coleta de poeira

A coleta de pó é um dos sistemas de suporte mais importantes na retificação e polimento robótico.

A retificação de componentes metálicos pode gerar partículas finas que precisam ser controladas de forma eficaz.

Uma célula de polimento automatizada pode, portanto, incluir:

• Área de processamento fechada
• Coletor de pó industrial
• Sistema de filtragem
• Dutos
• Gerenciamento de faísca
• Sistemas de monitoramento
• Intertravamentos de segurança

A moagem de alumínio requer atenção especial ao gerenciamento de poeira porque a poeira fina de alumínio pode criar riscos de combustão sob certas condições.

Portanto, a coleta de poeira deve ser avaliada como parte do projeto completo do equipamento.

11. Teste peças reais antes de fazer o pedido

Uma das maneiras mais eficazes de avaliar uma solução de polimento robótico é testar as peças reais do cliente.

Um fornecedor pode avaliar:

• Geometria da peça
• Material
• Condição de rebarba
• Defeitos de fundição
• Profundidade de moagem necessária
• Rugosidade superficial
• Nível de polimento necessário
• Tempo de ciclo
• Seleção de ferramenta

O teste pode então determinar se o sistema proposto pode alcançar o resultado exigido.

Isto é especialmente importante para peças fundidas complexas.

Uma máquina pode parecer impressionante em um vídeo de demonstração, mas ainda assim exigir uma personalização significativa para um componente específico.

12. Avalie o custo total, não apenas o preço da máquina

O preço inicial da máquina é apenas uma parte do investimento total.

Os fabricantes também devem considerar:

• Consumo abrasivo
• Eletricidade
• Manutenção
• Substituição de ferramentas
• Tempo de inatividade do robô
• Requisitos do operador
• Custos fixos
• Coleta de poeira
• Peças de reposição
• Programação e integração

Um sistema de polimento robótico um pouco mais caro pode proporcionar um custo total de propriedade mais baixo se oferecer melhor estabilidade, maior vida útil da ferramenta, manutenção mais fácil e maior eficiência de produção.

13. Considere os requisitos de produção futuros

Idealmente, uma máquina de polimento robótica deve atender às necessidades futuras de produção.

Os fabricantes podem introduzir novos modelos de produtos, aumentar os volumes de produção ou exigir diferentes acabamentos superficiais.

Ao avaliar um sistema, pergunte:

• Novos produtos podem ser adicionados?
• Os programas de polimento podem ser modificados?
• Ferramentas adicionais podem ser integradas?
• O sistema de fixação pode acomodar diferentes componentes?

Uma plataforma de automação flexível pode fornecer mais valor a longo prazo do que um sistema projetado em torno de apenas um produto.

Uma lista de verificação prática antes de comprar

Antes de selecionar uma máquina de polimento robótica, os fabricantes podem usar a seguinte lista de verificação:

Peça de trabalho

• Qual material está sendo processado?
• Quais são as dimensões?
• Qual é o peso?
• Qual é a geometria?
• Onde estão as rebarbas ou marcas de fundição?

Processo

• O requisito é rebarbação?
• Moagem?
• Acabamento de superfície?
• Polimento?
• Polimento de espelho?

Produção

• Quantas peças são produzidas por dia?
• Quantos modelos de produtos são necessários?
• Qual é o tempo de ciclo alvo?
• Quanto trabalho manual é necessário atualmente?

Automação

• O controle de força é necessário?
• A visão de máquina é necessária?
• Como a peça de trabalho deve ser posicionada?
• Como o desgaste da ferramenta será gerenciado?
• Como será tratada a mudança de produto?

Segurança

• Que tipo de poeira é gerada?
• Qual sistema de coleta de poeira é necessário?
• Qual gabinete é necessário?
• Quais padrões de segurança se aplicam?

Responder a estas perguntas antes da seleção do equipamento pode reduzir significativamente o risco de escolher uma solução de automação inadequada.

A máquina de polimento robótica certa é um sistema completo

O princípio mais importante ao comprar equipamento de polimento robótico é avaliar o processo completo e não apenas o robô.

Uma solução automatizada de acabamento superficial de alta qualidade deve integrar:

Robô + Controle de Força + Ferramentas Abrasivas + Dispositivo + Sistema de Controle + Coleta de Pó + Programação de Processo

Cada componente afeta o resultado final.

• O robô fornece movimento.
• A ferramenta abrasiva realiza a remoção do material.
• O acessório mantém o posicionamento.
• O controle de força gerencia o contato.
• O sistema de controle coordena o processo.
• A coleta de poeira gerencia o ambiente de trabalho.
• A programação de processos transforma todos esses componentes em uma operação de produção repetível.