Làm thế nào để chọn máy đánh bóng robot phù hợp cho các bộ phận kim loại

Chọn máy đánh bóng robot phù hợp là một quyết định quan trọng đối với các nhà sản xuất muốn tự động hóa quá trình mài, làm mờ, đánh bóng và các hoạt động hoàn thiện bề mặt khác.

Tuy nhiên, việc lựa chọn hệ thống đánh bóng robot không chỉ đơn giản là việc chọn robot công nghiệp và gắn dụng cụ đánh bóng.

Hiệu suất thực tế của hệ thống hoàn thiện tự động phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm vật liệu phôi, hình dạng bộ phận, yêu cầu bề mặt, khối lượng sản xuất, dụng cụ mài mòn, kiểm soát lực, giá đỡ gia công, thu gom bụi và phần mềm.

Một hệ thống hoạt động tốt cho một thành phần kim loại có thể không phù hợp với một thành phần kim loại khác.

Do đó, trước khi đầu tư vào thiết bị đánh bóng bằng rô-bốt, nhà sản xuất nên đánh giá toàn bộ quy trình sản xuất.

1. Xác định vật liệu phôi

Câu hỏi đầu tiên rất đơn giản:

Vật liệu nào cần được xử lý?

Các vật liệu phổ biến để mài và đánh bóng robot bao gồm:

• Nhôm
• Thép không gỉ
• Thau
• đồng
• Thép
• Gang
• Hợp kim kẽm

Các vật liệu khác nhau hoạt động khác nhau trong quá trình mài và đánh bóng.

Ví dụ, nhôm có thể tương đối mềm và có thể cần phải kiểm soát cẩn thận áp suất mài.

Thép không gỉ có thể yêu cầu nhiều giai đoạn mài mòn để đạt được bề mặt hoàn thiện cần thiết.

Các bộ phận bằng đồng thau có thể yêu cầu bánh xe và hợp chất đánh bóng cụ thể tùy thuộc vào hình thức bên ngoài mong muốn.

Do đó, các công cụ mài mòn, tốc độ xử lý, lực tiếp xúc và trình tự đánh bóng phải được lựa chọn theo vật liệu thực tế.

2. Hiểu hình học phần

Hình dạng của phôi là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong quá trình đánh bóng bằng robot.

Một thành phần phẳng đơn giản tương đối dễ xử lý.

Việc đúc phức tạp có thể bao gồm:

• Bề mặt cong
• sâu răng bên trong
• Các cạnh sắc nét
• Kênh hẹp
• sườn
• Góc
• Bề mặt không đều
• Nhiều khu vực hoàn thiện

Những tính năng này có thể ảnh hưởng đáng kể đến khả năng tiếp cận của robot.

Trước khi chọn máy đánh bóng bằng rô-bốt, nhà sản xuất nên đánh giá xem liệu rô-bốt và dụng cụ đánh bóng có thể tiếp cận được tất cả các bề mặt cần thiết hay không.

Mô phỏng dựa trên dữ liệu CAD thường có thể giúp xác định các vấn đề về khả năng tiếp cận tiềm ẩn trước khi thiết bị được sản xuất.

3. Xác định độ hoàn thiện bề mặt cần thiết

“Đánh bóng” có thể có nhiều nghĩa khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng.

Nhà sản xuất có thể chỉ cần loại bỏ các gờ.

Một nhà sản xuất khác có thể yêu cầu bề mặt trang trí có độ bóng cao.

Các giai đoạn hoàn thiện điển hình bao gồm:

• Gỡ lỗi
  Loại bỏ các vệt, đèn flash và các cạnh sắc nét.
• mài
  Loại bỏ các cổng, đường phân khuôn, dấu đúc và vật liệu dư thừa.
• mài mịn
  Cải thiện tính nhất quán bề mặt và giảm các vết mài thô.
• Hoàn thiện bề mặt
  Tạo kết cấu hoặc diện mạo được kiểm soát.
• đánh bóng
  Cải thiện độ mượt mà và chất lượng hình ảnh.
• Đánh bóng gương
  Tạo ra bề mặt phản chiếu cao khi cần thiết.

Trước khi lựa chọn thiết bị, khách hàng nên xác định rõ ràng kết quả cần thiết.

Một hệ thống robot mài được thiết kế để loại bỏ vật liệu nặng có thể không phải là giải pháp tốt nhất cho quá trình đánh bóng cuối cùng.

4. Đánh giá khối lượng sản xuất

Khối lượng sản xuất có thể có tác động lớn đến giải pháp tự động hóa.

Đối với sản xuất số lượng lớn, nhà sản xuất có thể hưởng lợi từ hệ thống tự động hóa cao có khả năng xử lý lặp đi lặp lại với sự can thiệp hạn chế của người vận hành.

Đối với sản xuất khối lượng thấp hơn hoặc sản xuất hỗn hợp cao, tính linh hoạt có thể quan trọng hơn.

Hệ thống có thể cần xử lý nhiều mẫu phôi, các đồ gá khác nhau và các chương trình đánh bóng khác nhau.

Vì vậy, nhà sản xuất nên cân nhắc:

• Khối lượng sản xuất hàng ngày
• Số lượng mẫu sản phẩm
• Thời gian chu kỳ sản xuất
• Cấu trúc dịch chuyển
• Sự tham gia của người vận hành
• Thời gian chuyển đổi

Mục tiêu không chỉ đơn giản là mua chiếc máy tự động nhất hiện có.

Mục tiêu là chọn một hệ thống phù hợp với môi trường sản xuất thực tế.

5. Hỏi cách thức hoạt động của việc kiểm soát lực

Một trong những câu hỏi quan trọng nhất khi mua máy đánh bóng robot là:

Hệ thống kiểm soát lực tiếp xúc như thế nào?

Mài và đánh bóng là các quá trình dựa trên tiếp xúc.

Nếu áp suất quá cao, dụng cụ có thể loại bỏ quá nhiều vật liệu.

Nếu áp suất quá thấp, khuyết tật cần thiết có thể không được loại bỏ hoàn toàn.

Kích thước phôi cũng có thể thay đổi đôi chút tùy theo từng bộ phận.

Hệ thống điều khiển lực có thể giám sát sự tương tác giữa dụng cụ và phôi và bù đắp cho những biến đổi này.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với:

• Đúc khuôn nhôm
• Vật đúc phức tạp
• Thành phần cong
• Thành phần tường mỏng
• Bề mặt trang trí
• Ứng dụng đánh bóng chất lượng cao

Do đó, khi so sánh các nhà cung cấp khác nhau, nhà sản xuất nên đánh giá công nghệ kiểm soát lực thực tế thay vì chỉ hỏi xem hệ thống có chức năng “nổi” hay không.

6. Chọn đúng công cụ mài mòn

Công cụ mài mòn là một phần quan trọng khác của hệ thống.

Tùy thuộc vào quy trình, máy đánh bóng robot có thể sử dụng:

• Đai mài mòn
• Bánh mài
• Bánh xe lật
• Bàn chải dây
• Đánh bóng bánh xe
• Đánh bóng bánh xe
• Dụng cụ mài mòn chuyên dụng

Các công cụ khác nhau cung cấp mức độ loại bỏ vật liệu và hoàn thiện bề mặt khác nhau.

Ví dụ, mài mạnh có thể thích hợp để loại bỏ cổng, trong khi có thể cần chất mài mòn mịn hơn trước khi đánh bóng lần cuối.

Tuổi thọ của dụng cụ cũng cần được xem xét.

Một dụng cụ mài mòn chi phí thấp có thể không nhất thiết mang lại chi phí sản xuất tổng thể thấp nhất nếu nó cần được thay thế thường xuyên.

Nhà sản xuất nên đánh giá:

Tuổi thọ dụng cụ + Thời gian xử lý + Chất lượng bề mặt + Chi phí thay thế

thay vì chỉ nhìn vào giá mua chất mài mòn.

7. Xem xét công việc và đồ đạc

Ngay cả một robot tiên tiến cũng không thể bù đắp được cho một thiết bị cố định được thiết kế kém.

Phôi phải duy trì ổn định trong quá trình mài và đánh bóng.

Một thiết bị cố định tốt sẽ cung cấp:

• Định vị ổn định
• Kẹp lặp lại
• Dễ dàng tải và dỡ hàng
• Có đủ quyền truy cập cho công cụ đánh bóng
• Can thiệp tối thiểu vào khu vực xử lý

Đối với các nhà sản xuất có nhiều sản phẩm, hệ thống cố định linh hoạt có thể giảm thời gian chuyển đổi.

Do đó, việc thiết kế thiết bị cố định phải được xem xét cùng với việc quy hoạch đường đi của robot.

8. Kiểm tra phạm vi tiếp cận và tải trọng của Robot

Robot phải có đủ khả năng tiếp cận và tải trọng cho ứng dụng.

Tuy nhiên, việc lựa chọn robot không nên chỉ dựa trên hai thông số kỹ thuật này.

Hệ thống hoàn chỉnh cần xem xét:

Robot + Dụng cụ + Trục xoay + Cảm biến lực + Gói cáp + Phôi

Trọng lượng kết hợp và chuyển động động phải duy trì trong phạm vi hoạt động thích hợp của robot.

Robot cũng cần có đủ độ linh hoạt để tiếp cận các khu vực xử lý cần thiết mà không tạo ra các góc bất lợi hoặc cử động khớp quá mức.

9. Đánh giá các yêu cầu về thị giác máy

Tầm nhìn có thể không cần thiết cho mọi ứng dụng.

Nếu phôi luôn được tải vào cùng một vị trí bằng cách sử dụng thiết bị cố định có độ lặp lại cao thì việc định vị thông thường có thể là đủ.

Tuy nhiên, thị giác máy có thể mang lại sự linh hoạt hơn khi:

• Vị trí phôi thay đổi
• Nhiều mẫu sản phẩm được xử lý
• Cần phải tải thủ công
• Kích thước đúc khác nhau
• Các hướng khác nhau cần được phát hiện

Hệ thống thị giác có thể giúp xác định vị trí thực tế của phôi trước khi xử lý.

Kết hợp với điều khiển lực, nó có thể làm cho quá trình hoàn thiện bề mặt robot trở nên dễ thích ứng hơn.

10. Đừng bỏ qua việc thu gom bụi

Hút bụi là một trong những hệ thống hỗ trợ quan trọng nhất trong quá trình mài và đánh bóng bằng robot.

Các thành phần kim loại mài có thể tạo ra các hạt mịn cần được kiểm soát hiệu quả.

Do đó, một buồng đánh bóng tự động có thể bao gồm:

• Khu xử lý khép kín
• Máy hút bụi công nghiệp
• Hệ thống lọc
• Ống dẫn
• Quản lý tia lửa
• Hệ thống giám sát
• Khóa liên động an toàn

Quá trình mài nhôm đòi hỏi phải đặc biệt chú ý đến việc quản lý bụi vì bụi nhôm mịn có thể tạo ra nguy cơ cháy trong một số điều kiện nhất định.

Do đó, việc thu gom bụi phải được đánh giá như một phần của thiết kế thiết bị hoàn chỉnh.

11. Kiểm tra phôi thật trước khi đặt hàng

Một trong những cách hiệu quả nhất để đánh giá giải pháp đánh bóng bằng robot là kiểm tra phôi thực tế của khách hàng.

Nhà cung cấp có thể đánh giá:

• Hình học phôi
• Vật liệu
• tình trạng Burr
• Lỗi đúc
• Độ sâu mài cần thiết
• Độ nhám bề mặt
• Mức độ đánh bóng cần thiết
• Thời gian chu kỳ
• Lựa chọn công cụ

Việc kiểm tra sau đó có thể xác định liệu hệ thống được đề xuất có thể đạt được kết quả yêu cầu hay không.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với vật đúc phức tạp.

Một chiếc máy có thể trông ấn tượng trong video trình diễn nhưng vẫn yêu cầu tùy chỉnh đáng kể cho một bộ phận cụ thể.

12. Đánh giá tổng chi phí, không chỉ giá máy

Giá máy ban đầu chỉ là một phần trong tổng mức đầu tư.

Các nhà sản xuất cũng nên xem xét:

• Tiêu thụ mài mòn
• Điện
• BẢO TRÌ
• Thay thế công cụ
• Robot ngừng hoạt động
• Yêu cầu của nhà điều hành
• Chi phí cố định
• Hút bụi
• phụ tùng thay thế
• Lập trình và tích hợp

Hệ thống đánh bóng robot đắt hơn một chút có thể mang lại tổng chi phí sở hữu thấp hơn nếu nó mang lại độ ổn định tốt hơn, tuổi thọ dụng cụ dài hơn, bảo trì dễ dàng hơn và hiệu quả sản xuất cao hơn.

13. Xem xét các yêu cầu sản xuất trong tương lai

Một máy đánh bóng robot sẽ hỗ trợ một cách lý tưởng cho nhu cầu sản xuất trong tương lai.

Các nhà sản xuất có thể giới thiệu các mẫu sản phẩm mới, tăng khối lượng sản xuất hoặc yêu cầu các bề mặt hoàn thiện khác nhau.

Khi đánh giá một hệ thống, hãy hỏi:

• Sản phẩm mới có thể được thêm vào?
• Chương trình đánh bóng có thể được sửa đổi?
• Các công cụ bổ sung có thể được tích hợp?
• Hệ thống cố định có thể chứa các thành phần khác nhau không?

Một nền tảng tự động hóa linh hoạt có thể mang lại nhiều giá trị lâu dài hơn một hệ thống được thiết kế chỉ xoay quanh một sản phẩm.

Danh sách kiểm tra thực tế trước khi mua

Trước khi chọn máy đánh bóng robot, nhà sản xuất có thể sử dụng danh sách kiểm tra sau:

Phôi

• Vật liệu nào đang được xử lý?
• Kích thước là gì?
• Trọng lượng là gì?
• Hình học là gì?
• Các vệt hoặc dấu đúc ở đâu?

Quá trình

• Yêu cầu có được gỡ lỗi không?
• Mài?
• Hoàn thiện bề mặt?
• Đánh bóng?
• Đánh bóng gương?

Sản xuất

• Có bao nhiêu sản phẩm được sản xuất mỗi ngày?
• Cần bao nhiêu mẫu sản phẩm?
• Thời gian chu kỳ mục tiêu là gì?
• Hiện nay cần bao nhiêu lao động chân tay?

Tự động hóa

• Kiểm soát lực có cần thiết không?
• Thị giác máy có cần thiết không?
• Vị trí phôi nên được đặt như thế nào?
• Sự mài mòn của dụng cụ sẽ được quản lý như thế nào?
• Việc chuyển đổi sản phẩm sẽ được xử lý như thế nào?

Sự an toàn

• Loại bụi nào được tạo ra?
• Cần có hệ thống thu gom bụi nào?
• Cần có bao vây nào?
• Những tiêu chuẩn an toàn nào được áp dụng?

Trả lời những câu hỏi này trước khi lựa chọn thiết bị có thể giảm đáng kể nguy cơ chọn giải pháp tự động hóa không phù hợp.

Máy đánh bóng robot phù hợp là một hệ thống hoàn chỉnh

Nguyên tắc quan trọng nhất khi mua thiết bị đánh bóng bằng rô-bốt là đánh giá toàn bộ quy trình thay vì chỉ đánh giá rô-bốt.

Giải pháp hoàn thiện bề mặt tự động chất lượng cao nên tích hợp:

Robot + Điều khiển lực + Dụng cụ mài mòn + Đồ gá + Hệ thống điều khiển + Hút bụi + Lập trình quy trình

Mỗi thành phần ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.

• Robot cung cấp chuyển động.
• Công cụ mài mòn thực hiện việc loại bỏ vật liệu.
• Các vật cố định duy trì vị trí.
• Kiểm soát lực lượng quản lý liên lạc.
• Hệ thống điều khiển điều phối quá trình.
• Thu gom bụi quản lý môi trường làm việc.
• Lập trình quy trình biến tất cả các thành phần này thành một hoạt động sản xuất có thể lặp lại.