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Molatura a nastro automatizzata

Fattori di successo per la tua cella robotizzata.

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Con i robot, la molatura e la finitura sembrano facili. Ma ci vogliono molto lavoro e un esame attento per far sì che una cella robotizzata operi al massimo delle prestazioni. È difficile progettare un processo automatizzato perfetto da zero, ma ponendo al centro del progetto i fattori sotto elencati, tu e l'integratore di sistemi avrete una maggiore probabilità di successo. Gli esperti di sistemi robotizzati di 3M hanno sviluppato questo elenco di fattori di successo relativi alle celle robotizzate da tenere presente durante la fase di progettazione.

  • Capacità di carico del robot

    La capacità di carico di un robot è il peso massimo che sopporterà unito alla quantità di forza che impiegherà per l'operazione. Il peso sopportato include tutto ciò che è collegato al braccio robotico: sistemi visivi e di controllo della forza, l'abrasivo o l'elemento di presa, la parte manipolata e così via. È importante che il robot abbia capacità di carico maggiore rispetto a quella necessaria, dal momento che sfruttarlo alla capacità di carico massima può limitarne la velocità e l'agilità. Sappi che l'impronta a terra della cella robotizzata crescerà in relazione alla capacità di carico e alle dimensioni del robot, perciò durante la progettazione del sistema tieni conto dei limiti legati alla superficie disponibile.

  • Oltre al robot, una cella robotizzata contiene molti accessori che consentono lo svolgimento del processo. Tra questi vi sono svolgitori di nastri, mole a piedistallo, apparecchiatura di presa, apparecchiatura di misurazione e ispezione e scaffali per le parti, ma non solo. Tutto ciò inciderà sull'impronta a terra e sui costi iniziali della cella robotizzata.

  • In maniera analoga alla capacità di carico del robot, è essenziale che i motori sull'apparecchiatura accessoria abbiano una potenza sufficiente a completare l'applicazione richiesta. Per esempio, è necessario un motore da almeno 40 CV per l'operazione di molatura. Tentare la molatura con solo 10 CV comporterà una riduzione netta in termini di efficienza e, di conseguenza, un costo maggiore e una produzione ridotta. È anche importante tenere presente il ciclo di lavoro dei motori, cioè il periodo di tempo ininterrotto per cui devono funzionare.

    Ignorando questi fattori essenziali si rischia di dover spendere per cambiare i motori di frequente.

  • Ogni abrasivo è progettato per funzionare in modo ottimale a velocità specifiche, a seconda dell'applicazione. Per ottenere i migliori risultati possibili nel processo di abrasione è molto importante che gli abrasivi funzionino alla velocità adatta all'applicazione. Per esempio, non è opportuno che un disco fibrato ruoti troppo lentamente in condizioni di carico, perciò assicurati che l'apparecchiatura riesca a far funzionare gli abrasivi alla velocità ottimale. Se la velocità è troppo bassa, le prestazioni dell'abrasivo ne risentono.

    Dovrai tenere conto dei cambiamenti nelle prestazioni man mano che l'abrasivo si consuma. Per esempio, le prestazioni del nastro abrasivo in genere cambiano nel corso del tempo, perché il granulo si consuma, così come la velocità di taglio delle ruote abrasive diminuisce man mano che si usurano a causa della riduzione del diametro. Il calo della velocità di taglio influisce sulle prestazioni dell'abrasivo: un motore con impostazioni di velocità variabili è in grado di compensare tali alterazioni.

  • Come indicato in precedenza, man mano che gli abrasivi si usurano con il tempo, il robot dovrà tenere conto del cambiamento in termini di efficienza di taglio o diametro della ruota. Man mano che la velocità di taglio diminuisce, è possibile programmare il robot affinché aumenti la forza o i giri al minuto per compensare.

    Inoltre è necessario prendere in considerazione il processo di sostituzione da un abrasivo usurato a un prodotto nuovo. In molti casi questo processo può essere automatizzato in tutto o in parte, con qualche intervento da parte dell'operatore. Se non è possibile automatizzare la sostituzione dell'abrasivo, si può spegnere la cella in modo che un operatore possa provvedere alla sostituzione manuale dell'abrasivo.

  • A meno che tu non stia progettando un processo abrasivo robotizzato monofase, tu e l'integratore di sistemi dovrete determinare il modo migliore per gestire le sequenze nella cella robotizzata. Il robot manipolerà la parte o l'abrasivo?

    Se il robot manipola la parte (procedura nota come "parte in mano"), l'applicazione di una sequenza di passaggi abrasivi potrebbe comportare soltanto che il robot porga la parte a più macchine abrasive, ognuna delle quali monta l'abrasivo appropriato. Se il robot manipola l'abrasivo (procedura nota come "abrasivo in mano"), è possibile usare commutatori di strumenti per consentire al robot di afferrare l'abrasivo adatto per ogni fase.

    Puoi anche scegliere di usare un robot diverso per ogni fase, ma dovrai prendere in considerazione sia l'assegnazione della parte (in caso di parte in mano) sia l'impronta a terra della cella robotizzata, e il costo iniziale dell'investimento relativo all'acquisto di più robot.

  • Proprio come in un'operazione abrasiva manuale, dovrai pensare a come gestire la raccolta delle polveri nella cella robotizzata. A prescindere che il metodo di raccolta sia a umido o a secco, è essenziale ridurre le polveri nella cella per garantire le massime prestazioni dei motori e la pulizia delle parti finite. Se non tieni conto della raccolta, le polveri si accumuleranno più in fretta e aumenteranno i tempi di inattività nella cella robotizzata dovuti alla pulizia o alle operazioni di manutenzione dei componenti.

  • A differenza di un operatore umano,un robot non può percepire l'ambiente circostante e ricorrere al proprio giudizio per regolarsi in base alle esigenze. Deve essere programmato in modo che segua un percorso specifico e svolga un movimento ripetitivo. Ecco perché le tecnologie di rilevamento come il regolatore di pressione e i sistemi di visione sono fondamentali per molte operazioni.

    Senza il regolatore di pressione, può essere difficile ottenere risultati uniformi in un processo abrasivo. La maggior parte degli abrasivi è progettata per lavorare in modo ottimale entro una gamma di pressione specifica. Il regolatore di pressione consente di applicare una quantità di forza più controllata rispetto al solo controllo di posizione del braccio robotico. Esistono diverse tecnologie di controllo della forza da valutare in base alla varietà di parti e abrasivi. Il controllo della forza passivo è l'opzione più semplice e meno costosa, ma fatica a tenere conto delle modifiche nella geometria della parte e dell'impatto della gravità man mano che il robot si sposta attorno una parte complessa. Il controllo della forza attivo si avvale del feedback per controllare la forza nel momento in cui alcune variabili critiche come la gravità incidono sulla forza effettivamente applicata. Con il sistema appropriato, è inoltre possibile programmare modifiche nella forza applicata in base alla posizione del pezzo rispetto all'abrasivo.

    Analogamente, i sistemi di visione consentono a un robot di apportare modifiche al processo prendendo in considerazione i fattori esterni. Questi sistemi rilevano l'orientamento delle parti in ingresso e regolano lo strumento di presa affinché afferri la parte in modo corretto. Sono inoltre in grado di misurare le dimensioni di una parte finita oppure le dimensioni di un tubo dopo la molatura per garantire che vi sia il contatto adeguato.

    Una tecnologia di rilevamento meno comune che svolge un ruolo importante in alcuni casi è l'apparecchiatura di misurazione della temperatura. In genere si usa con substrati sensibili al calore per misurare la temperatura della parte in modo da evitare il surriscaldamento del substrato.

  • Quando bisogna orientare diverse superfici di una parte verso l'abrasivo, può essere necessario appoggiare e sollevare la parte più volte (presa ripetuta). Nei processi in cui una parte viene avvicinata all'abrasivo (a differenza di quelli in cui il robot avvicina l'abrasivo alla parte), la presa ripetuta può incidere significativamente sulla durata del ciclo. Quante più volte il robot dovrà afferrare una parte, quanto più ne risentirà la durata del ciclo.

    Inoltre dovrai tenere conto della forza di presa. Lo strumento di presa all'estremità del braccio robotico deve essere abbastanza robusto da sopportare la pressione dell'applicazione. Per esempio, uno strumento di presa leggero non riuscirà a stringere adeguatamente una parte nel caso di applicazioni robotizzate ad alta pressione come la sgolatura.

  • Di tanto in tanto gli operatori dovranno interfacciarsi con il robot per sostituire gli abrasivi, rimuovere trucioli o altre attività occasionali, perciò è necessario pensare alla loro sicurezza. Nel processo di progettazione della cella robotica bisogna considerare procedure di bloccaggio/sbloccaggio, apparecchiatura di sorveglianza del robot e altri metodi per garantire la sicurezza, per esempio dispositivi di blocco e interruttori di prossimità.

    Scopri le risorse sulla sicurezza dei sistemi robotici della Robotic Industries Association.


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