Una línea de estampado robótica típica normalmente consta de los siguientes componentes:
- Robot
- sistema de control electrónico
- Dispositivo de desmontaje
- Cinturón de transición
- Máquina de limpieza de chapa
- Lubricador de chapa metálica
- Dispositivo de centrado
- Sistema de paletizado de final de línea
- Sistema de protección de seguridad
- Selector final robótico.
La disposición específica de estos componentes se puede personalizar según el diseño del taller de producción. Por ejemplo, el carro despaletizador puede estar colocado paralelo o perpendicular a la línea de punzonado.
1. Robot de estampado
Los robots de producción de estampado requieren una serie de características esenciales, que incluyen una alta capacidad de carga útil, trayectorias de movimiento precisas y un rendimiento confiable. Además, estos robots también deben poseer ciertas características, como frecuentes movimientos de arranque y parada, amplio rango operativo, capacidad para manipular piezas grandes y un gran espacio de giro.
Los fabricantes de robots de estampado han realizado varias mejoras con respecto a los robots de manipulación tradicionales. Estos avances incluyen una mayor potencia del motor y especificaciones de engranajes, brazos robóticos más largos y el uso generalizado de estructuras montadas en andamios.
2. Sistema de control de línea de prensa de automatización robótica
El sistema de control para una línea de prensa automatizada robótica debe integrar una variedad de componentes, incluyendo prensas, robots, despaletizadores, limpiadores, lubricadores, dispositivos de centrado, dispositivos de detección de material dual, sistemas de reconocimiento visual, varias cintas transportadoras, sistemas de control sincrónico, sistemas de protección de seguridad. y pantallas grandes. El sistema también debe tener la capacidad de integrarse perfectamente con el Sistema de ejecución de fabricación (MES) de la fábrica.
Para gestionar eficazmente la integración de tantos sistemas de control inteligentes, se utilizan habitualmente sistemas de red secundaria Ethernet y buses de campo industriales. En algunos casos, el sistema de bus de campo también puede incluir un bus de seguridad para mayor seguridad.
3. Sistema de desapilado
Actualmente, existen tres sistemas de despaletización predominantes:
- Sistema de despaletización/robot dedicado
- Sistema manipulador tipo carro/truss despaletizador
- Sistema de carro despaletizador.
( 1) Despaletizador especializado
La característica de diseño de estos sistemas es que los palets se colocan sobre un carro elevador hidráulico que se puede mover. La altura del material apilado es monitoreada por sensores fotoeléctricos y controlada por sistemas hidráulicos, asegurando su consistencia. El esparcidor magnético funciona neumática o eléctricamente y se acerca automáticamente al material apilado.
Se utiliza una serie de platos de vacío accionados por un cilindro para desapilar el material, y los platos de vacío se mueven verticalmente. Finalmente, las chapas desmontadas se transportan mediante correas magnéticas.
( 2) Robot + carro desapilador
La característica de diseño de este sistema es que el material apilado se coloca en un carro de desapilado móvil. La altura del material apilado no se controla, pero la altura a la que el robot aspira el material se ajusta automáticamente en función del espesor de la hoja calculado durante el proceso de desapilado.
El soporte divisor magnético está montado en el carro de desapilado. El bastidor tiene capacidad de traslación y tiene múltiples juntas ajustables libremente, lo que permite colocar manualmente el esparcidor magnético contra los bordes del material durante los cambios de material.
Los conjuntos de succión por vacío y los sensores de prueba de resistencia dual para desapilado están ubicados en las herramientas del robot de pórtico. A continuación, el robot separa la chapa en trozos individuales y los coloca sobre una cinta de transición retráctil para su posterior transporte.
(3) Manipulador de truss + carro despaletizador
La característica de diseño de este sistema es que el material apilado se coloca en un carro de desapilado móvil. La altura del material apilado no está regulada, pero el robot ajusta automáticamente la altura de aspiración en función del espesor de la chapa calculado durante el proceso de despaletización.
El soporte del divisor magnético está montado en el carro de desapilado, que es trasladable y dispone de múltiples articulaciones regulables y que pueden girar libremente. Al cambiar el material apilado, el divisor magnético debe colocarse manualmente contra los bordes del material apilado.
Los conjuntos de succión por vacío y los sensores de prueba de resistencia dual para desapilado están ubicados en las herramientas del robot de pórtico. Luego, el robot separa la hoja en piezas individuales y las coloca en una cinta de transición retráctil para su posterior transmisión.
( 4 ) Cinta transportadora extensible
Se utiliza una cinta transportadora extensible para transferir hojas individuales una vez finalizado el proceso de desapilado. La velocidad del transportador se puede ajustar para proporcionar el movimiento necesario a la chapa a medida que pasa por la lavadora.
La velocidad de la cinta transportadora generalmente se regula mediante conversión de frecuencia para garantizar una sincronización adecuada con la lavadora y el lubricador. La longitud de la correa se puede ajustar para adaptarse al espacio cuando la chapa metálica no se está limpiando y la máquina de limpieza está inactiva.
(5) Máquina de limpieza de chapa metálica
La limpieza de chapa se puede dividir en dos tipos: limpieza en línea y limpieza fuera de línea.
La limpieza online es más adecuada para empresas con grandes volúmenes de producción. Para adaptarse al tamaño de la circunferencia general del automóvil, la máquina de limpieza en línea generalmente tiene 4,2 m de ancho.
Por otro lado, la limpieza fuera de línea es ideal para empresas con baja producción de un solo modelo en las primeras etapas de producción. Una línea de limpieza de chapa puede soportar de 2 a 3 líneas de punzonado y la máquina de limpieza fuera de línea normalmente tiene 2 m de ancho.
La máquina de limpieza comprende varios componentes, incluyendo un sistema de rodillos con rodillos de alimentación, cepillo y compresión, un sistema de potencia y transmisión, un mecanismo de ajuste hidráulico, un sistema de filtro de limpieza, un conjunto de boquilla, un recolector de neblina de aceite, un sistema de lubricación, un mecanismo de marcha y un sistema de control eléctrico.
Se utiliza principalmente para limpiar chapas estándar, así como chapas y bobinas sin recubrir, galvanizadas y de aluminio.
La lavadora tiene un mecanismo autopropulsado y se puede mover fácilmente por el suelo cuando no está en uso. El rodillo guía, el rodillo de cepillo y el rodillo de compresión tienen ajustes de presión independientes y capacidades de conversión de frecuencia.
Al ajustar con precisión la presión y la velocidad, el sistema de rodillos desgastado y reparado permanece sincronizado con la línea de producción. El rodillo de compresión utiliza un rodillo de tela laminada no tejida que proporciona un excelente rendimiento de compresión y tensión y tiene funciones antirrayas y de autorreparación.
El tanque de aceite de limpieza está equipado con un sistema de calefacción, lo que permite utilizar el medio de limpieza a diferentes temperaturas para obtener resultados de lubricación óptimos. El sistema eléctrico está controlado por un PLC con capacidad de comunicación de bus de campo, y los parámetros y fallas se pueden administrar a través de la interfaz hombre-máquina de pantalla táctil.
(6) Chapa más aceitosa
Para garantizar la calidad de la chapa durante el estampado y conformado a alta velocidad, la aplicación local de aceite de trefilado a la lámina antes del estampado y conformado es una práctica común en las fábricas de automóviles. Es adecuado para su uso en líneas de estampado automatizadas con máquinas de lubricación.
El lubricador se utiliza principalmente para el proceso de lubricación antes del embutición de chapa. Consta de una unidad de barril, una unidad de suministro y conservación de aceite, una unidad de suministro de aire, una unidad de transporte de hojas, una unidad de recogida de nieblas de aceite, una unidad de control eléctrico y la propia máquina.
El lubricador tiene un mecanismo de desplazamiento que permite moverlo fuera de línea cuando no se requiere lubricación. Las boquillas están controladas digitalmente para garantizar un posicionamiento preciso de la película de aceite sobre la placa y un espesor de película uniforme.
Independientemente de los cambios en la temperatura ambiente, las unidades de suministro y conservación de aceite permanecen en estado de espera, asegurando una temperatura constante del aceite para lograr resultados óptimos.
( 7) Dispositivo de centrado de chapa
Para garantizar un posicionamiento preciso de la lámina en el molde, es necesario alinear la lámina antes de que el robot la recoja. Hay tres dispositivos de centrado comúnmente utilizados: dispositivo de centrado por gravedad, dispositivo de centrado mecánico y dispositivo de centrado óptico.
Dispositivo de centrado por gravedad:
La chapa se posiciona por gravedad sobre una superficie inclinada llena de esferas. La mesa está equipada con inspección de chapa in situ y doble inspección de material.
El centrador por gravedad es apto para colocación directa por robot, no así para líneas automáticas con máquinas de lavado y engrase.
Dispositivo de centrado mecánico:
La lámina de metal se mueve hasta el bloque mediante una bolsa de cuero magnética y tres cilindros accionan el alimentador para empujarlo hacia el centro para un posicionamiento preciso.
Todas las posiciones del alimentador se pueden enseñar y programar, y el dispositivo de centrado cuenta con detección de posición del material de la hoja y detección de material dual.
Puede cumplir con los requisitos de centrado de alta velocidad para diversos materiales en láminas y se puede utilizar un diseño de centro dual para el procesamiento simultáneo de piezas de dos piezas o de modo dual.
Dispositivo de centrado óptico:
Se trata de un desarrollo tecnológico reciente que utiliza un software de procesamiento de vídeo para ajustar automáticamente la posición de la placa, tomar fotografías y ajustar la trayectoria del robot.
No sólo cumple con los requisitos de posicionamiento preciso de la chapa en el molde, sino que también elimina la complejidad del dispositivo de centrado mecánico.
El dispositivo de centrado óptico utiliza esencialmente una cinta transportadora magnética con detección de alcance de chapa y detección de resistencia dual. En comparación con el dispositivo de centrado mecánico, reduce significativamente los costes.
4. Robótica de siete ejes y recolector final.
Un robot de husillo estándar de seis ejes para estampado tiene una velocidad de producción de 8 piezas por minuto. En los últimos años, los fabricantes de robots e integradores de sistemas han desarrollado siete ejes para aumentar aún más la productividad.
Con la adición del séptimo eje, la tasa de producción de las líneas de estampado robóticas automatizadas se puede aumentar a 12 piezas por minuto, lo que hace que la productividad de las líneas de estampado automatizadas por robots sea comparable a las líneas de alta velocidad que utilizan costosos robots dedicados.
5. Sistema de paletizado de final de línea
La tasa de producción de la línea de estampado automatizada puede exceder las 10 piezas por minuto, lo que impone exigencias excesivas a la estación de paletizado de final de línea más allá del límite de mano de obra.
Para adaptarse a una producción de alto ritmo, primero es necesario desviar las piezas estampadas. Luego se pueden empaquetar de forma manual o robótica en bastidores, antes de retirarlos finalmente con una carretilla elevadora.
