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Optimización de la duración del ciclo de alimentación de los sistemas de alimentación por husillo

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Sistemas de alimentación por tornillo

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En las líneas automatizadas de montaje de tornillos, el tiempo de un solo ciclo, desde la alimentación del tornillo hasta el accionamiento, determina directamente la cadencia global de producción. Especialmente en escenarios de alta capacidad, incluso un ahorro de tiempo de milisegundos puede suponer un aumento significativo de la eficiencia. Este artículo propone soluciones de optimización basadas en el almacenamiento de clavos y el funcionamiento coordinado entre mecanismos para diferentes condiciones de trabajo (alimentación a larga distancia, alimentación de tornillos con una relación longitud/diámetro pequeña), consiguiendo una reducción efectiva del tiempo de ciclo y mejorando así la eficiencia de la línea de montaje automatizada.

En primer lugar, debemos comprender todo el proceso de alimentación por tornillo del sistema de alimentación por tornillo. Los sistemas convencionales de alimentación de tornillos adoptan un modo de alimentación lineal de "alimentador de tornillos - tubo transportador - módulo de apriete". Un solo ciclo necesita pasar por cinco etapas: "alimentador de tornillos suministra tornillo → tubo transportador transporta → ejecución de apriete → reinicio del módulo → se desplaza a la siguiente posición del orificio". Si el siguiente tornillo sólo empieza a ser transportado desde el alimentador de tornillos al cabezal de la pistola después de que el módulo complete el apriete, se reinicie y se mueva a la siguiente posición de taladro, habrá un tiempo de espera evidente, especialmente en escenarios de transporte a larga distancia donde la pérdida de tiempo es más prominente. Por lo tanto, romper la limitación de tiempo de la alimentación lineal es el camino clave para acortar el tiempo de ciclo único.
1. Escenario de alimentación a larga distancia: Adición y sincronización del módulo de almacenamiento de clavos

Para el punto doloroso de la coordinación a larga distancia, mediante la adición de un módulo de almacenamiento de clavos cerca del módulo de apriete, se construye una arquitectura de alimentación de dos etapas de "alimentador de tornillo - módulo de almacenamiento - módulo de apriete" para acortar la carrera de alimentación del tornillo, y durante el proceso de reinicio y movimiento del módulo, el siguiente tornillo es soplado al cabezal de la pistola por adelantado para ahorrar tiempo. La lógica específica de funcionamiento es la siguiente:

El módulo acciona la herramienta para completar el apriete del tornillo en curso

Durante el apriete, el alimentador de tornillos sopla el siguiente tornillo hacia el módulo de almacenamiento

El módulo se reinicia y pasa a la siguiente posición de taladro

Durante el reajuste y el movimiento, el módulo de almacenamiento sopla el siguiente tornillo al cabezal de la pistola a través del tubo de soplado (para los tipos de soplado-aspiración, el tubo de aspiración también puede descender por adelantado para aspirar el tornillo)

Cuando el módulo alcanza la posición objetivo, el cabezal de la pistola ya sujeta el tornillo prealimentado e inicia directamente la acción de apriete
Mediante las estrategias duales del módulo de almacenamiento "acortamiento de la carrera de alimentación del tornillo" y "optimización paralela de la sincronización", se puede resolver eficazmente el cuello de botella de la eficiencia de la coordinación a larga distancia entre el alimentador de tornillo y el módulo de apriete, proporcionando una solución de optimización de bajo coste y alta compatibilidad para las líneas de montaje automatizadas.

2. Escenario de tornillo con relación longitud/diámetro pequeña: Aplicación del módulo de apriete de brazo oscilante con almacenamiento de clavos

Para tornillos con una relación longitud-diámetro <1,6, los cabezales de pistola convencionales son propensos a voltear los clavos en la unión de tres vías, causando fallos en la alimentación. El módulo de apriete de brazo oscilante resuelve tanto los problemas de estabilidad como de eficacia mediante el diseño estructural especial de un canal de alimentación oscilante, consiguiendo un "apriete paralelo y almacenamiento previo". La lógica de funcionamiento específica es la siguiente:

El módulo acciona la herramienta para completar el apriete del tornillo en curso

Mientras se aprieta, el alimentador de tornillos sopla el siguiente tornillo hacia el brazo oscilante, completando el prealmacenamiento del siguiente tornillo

El módulo se reinicia, y el tornillo cae directamente en el cabezal de la pistola, logrando una conexión sin fisuras entre "apriete - almacenamiento de clavos"

El módulo se desplaza a la siguiente posición del orificio y realiza directamente el apriete
El diseño del brazo oscilante integra la función de almacenamiento de clavos dentro del cabezal de la pistola, eliminando la necesidad de un módulo de almacenamiento externo, haciendo que la estructura general sea más compacta y el coste más bajo. Por lo tanto, muchas líneas de producción también aplican esta estructura al atornillado convencional para conseguir altos requisitos de cadencia a bajo coste.

Para el cuello de botella de la eficiencia de los sistemas de alimentación por husillo, las dos soluciones de optimización propuestas en este artículo tienen como lógica central "romper la limitación de temporización de la alimentación lineal", consiguiendo mejoras duales en la compresión del tiempo de ciclo y la estabilidad del ensamblaje, sin requerir la reconstrucción a gran escala de las líneas de producción existentes. Sólo se necesita la optimización de la sincronización del PLC y la instalación de componentes modulares para lograr mejoras, proporcionando a las empresas de fabricación una vía de transformación de "bajo coste y alta eficiencia".