Consideraciones para evaluar los requisitos de robótica

Cómo las capacidades de un robot lineal como este afectan el diseño del molde, el tiempo de ciclo y el costo.

Esta serie de artículos proporciona una explicación de cada paso del proceso de moldeo, a medida que un gránulo se transforma en una pieza. Este artículo se centrará en la apertura del molde, la expulsión de la pieza y la automatización involucrada, ya sea que las piezas se dejen caer, se aspiren o se saquen del molde. Las capacidades robóticas del moldeador, combinadas con las herramientas de final de brazo (EOAT), impactan directamente en el diseño del molde, el tiempo de ciclo y el costo. Aquí, revisaremos el uso de un robot para sacar la pieza del molde.

Uno de los objetivos de cada proyecto es lograr que todas las partes se comuniquen y trabajen juntas para diseñar el mejor plan. Además de los muchos otros beneficios, esto asegura que se compre el equipo de automatización correcto. Hay muchos tipos de robots. Dos estándares de la industria son lineales y articulados. Los robots lineales suelen ser menos costosos, permiten una extracción más rápida de las piezas del molde y son más fáciles de programar. Sin embargo, ofrecen menos articulación de la pieza y son menos útiles para el postmoldeo. Debido a que los robots lineales se mueven de manera lineal, a menudo están restringidos a un plano X, Y o Z y no brindan una libertad de posiciones similar a la de un brazo humano. Los robots lineales se pueden instalar en el lado del operador o en el lado del no operador de la prensa o al final de la prensa (montaje en L).

Los robots articulados son multifuncionales, más útiles para el posmoldeo y se pueden configurar para espacios reducidos debido a su flexibilidad similar a la de un brazo humano. Por lo general, se montan en el piso al lado de la máquina o en la placa fijada a la máquina. Por ejemplo, en aplicaciones de posmoldeo, como montaje o embalaje, los robots articulados permiten un posicionamiento orbital personalizado según la posición en la que debe estar la pieza para ejecutar la operación. Sin embargo, estos robots requieren más espacio y, a menudo, son más difíciles de programar debido a estas posiciones orbitales. También suelen ser más caros y ofrecen una extracción más lenta de las piezas del molde.

EOAT es otro factor importante. A menudo, los moldeadores seleccionan la configuración EOAT menos costosa, lo que puede generar un diseño inexacto que no puede mantener las tolerancias necesarias para operar dentro de los límites del proceso.

Los movimientos de la muñeca son otra consideración robótica. Tradicionalmente, los robots lineales se suministran con rotación neumática de 90 grados de vertical a horizontal, lo cual es adecuado en la mayoría de las aplicaciones de recoger y colocar. Sin embargo, con más frecuencia, se requieren grados de libertad adicionales para realizar aplicaciones posteriores al moldeado o simplemente para liberar la pieza del molde. Muchas aplicaciones de automatización más nuevas tienen piezas diseñadas con detalles que no están en el dibujo del troquel, lo que requiere que el robot "sacuda" la pieza fuera del molde. Esto requiere una muñeca servo que esencialmente agrega un movimiento articulado de dos ejes al extremo del brazo vertical en un robot lineal.

El tipo de muñeca emparejada con el robot puede impactar directamente en el diseño del molde. Por ejemplo, afecta la luz del día o la distancia de apertura del molde, que es la cantidad de carrera de sujeción lineal requerida para abrir el molde lo suficiente para que un robot retire las piezas. Un diseño de muñeca opuesta dual para el moldeo por inserción puede minimizar la apertura de la luz del día en un 25 por ciento, simplificar la programación y reducir el tiempo de apertura del molde, todo lo cual mejora el tiempo del ciclo.

Las consideraciones para las opciones de muñeca incluyen los requisitos de torque, el peso de la muñeca, el peso de la carga útil (piezas y correderas) y la luz del día adicional necesaria para la muñeca, la carga útil y el movimiento. En pocas palabras, la elección de la muñeca está dictada principalmente por los requisitos de la aplicación, pero a veces los pares excesivos o los requisitos mínimos de luz natural pueden desempeñar un papel más importante en esta elección. Estos hechos a menudo se pasan por alto, lo que resulta en una falla prematura de los componentes o una disfunción total de la automatización.

Las tolerancias en el diseño de celdas de automatización son otra consideración. Un robot tiene una determinada tolerancia de posicionamiento operativo. Sin embargo, por lo general no se puede confiar en esto para la precisión de la posición en la celda, porque la acumulación de tolerancias de toda la celda suele estar mucho más allá de las tolerancias controladas de la impresión de la pieza final. Además, tenga en cuenta que el robot está sentado en una máquina en movimiento. Por lo tanto, para una celda de automatización con tolerancias estrictas, es mejor eliminar el robot de la acumulación de tolerancias al considerar el robot como solo un portador del EOAT en el que el EOAT, el molde y los accesorios de automatización son partes operativas de un sistema aislado. . Para garantizar tolerancias más estrictas, a menudo se utilizan pasadores de ubicación para garantizar la ubicación de referencia adecuada entre las tres piezas de ese sistema aislado de tres partes.

La vibración es a menudo el principal desafío para la tolerancia de posición. Considere que un robot montado en una placa de máquina tiene una pieza de maquinaria en movimiento debajo, por lo que no sorprende que sea difícil mantener una tolerancia de posición. Las fuerzas de una máquina de moldeo en funcionamiento se desplazan en una curva sinusoidal. Cuando esa curva sinusoidal termina en la EOAT, se convierte en vibración de alta frecuencia.

Motivo: el movimiento de la curva sinusoidal de la máquina de moldeo se transfiere a través de masas de metal, y más masa permite baja frecuencia, mientras que menos masa promueve alta frecuencia. A medida que esa curva sinusoidal de vibración se mueve desde la placa fija hasta el elevador del robot, la viga transversal, la carrera de patada, el brazo vertical y luego el EOAT, la masa se reduce exponencialmente y esto aumenta excesivamente la vibración. La solución es poner a tierra la vibración añadiendo una pata de apoyo con masa suficiente en proporción al robot. Esto proporciona un camino para la transferencia de esas fuerzas a una almohadilla de aislamiento de vibraciones al piso. Cuanto más grande es la pierna, más masa, más fácil viaja y menos vibración.

Estas consideraciones básicas sobre robots ayudarán al equipo de moldeo a proporcionar un proceso de moldeo completo y uniforme.