Uma típica linha de estampagem robótica normalmente consiste nos seguintes componentes:
- Robô
- Sistema de controle eletrônico
- Dispositivo de desmontagem
- Cinto de transição
- Máquina de limpeza de chapa metálica
- Lubrificador de chapa metálica
- Dispositivo de centralização
- Sistema de paletização de fim de linha
- Sistema de proteção de segurança
- Seletor final robótico.
A disposição específica destes componentes pode ser personalizada com base no layout da oficina de produção. Por exemplo, o carro de despaletização pode ser posicionado paralelamente ou perpendicularmente à linha de puncionamento.
1. Robô de estampagem
Os robôs de produção de estampagem exigem uma série de recursos essenciais, incluindo alta capacidade de carga útil, trajetórias de movimento precisas e desempenho confiável. Além disso, esses robôs também devem possuir certas características, como movimentos freqüentes de start-stop, ampla faixa de operação, capacidade de manusear peças grandes e amplo espaço de giro.
Os fabricantes de robôs de estampagem fizeram várias melhorias em relação aos robôs de manuseio tradicionais. Esses avanços incluem maior potência do motor e especificações de engrenagens, braços robóticos mais longos e o uso generalizado de estruturas montadas em andaimes.
2. Sistema de controle de linha de prensa de automação robotizada
O sistema de controle para uma linha de prensas automatizadas robotizadas deve integrar uma variedade de componentes, incluindo prensas, robôs, despaletizadores, limpadores, lubrificadores, dispositivos de centralização, dispositivos de detecção de material duplo, sistemas de reconhecimento visual, diversas correias transportadoras, sistemas de controle síncronos, sistemas de proteção de segurança, e telas grandes. O sistema também deve ter a capacidade de integrar-se perfeitamente ao Sistema de Execução de Manufatura (MES) da fábrica.
Para gerenciar com eficácia a integração de tantos sistemas de controle inteligentes, sistemas de rede secundária Ethernet e fieldbus industrial são comumente usados. Em alguns casos, o sistema fieldbus também pode incluir um barramento de segurança para maior segurança.
3. Sistema de desempilhamento
Atualmente, existem três sistemas de despaletização predominantes:
- Sistema dedicado de despaletização/robô
- Sistema manipulador tipo carrinho/treliça de despaletização
- Sistema de carrinho de despaletização.
(1) Despaletizador especializado
A característica de design destes sistemas é que os paletes são colocados em um carrinho de elevação hidráulico que pode ser movido. A altura do material empilhado é monitorada por sensores fotoelétricos e controlada por sistemas hidráulicos, garantindo sua consistência. O espalhador magnético opera pneumática ou eletricamente e se move automaticamente próximo ao material empilhado.
Uma matriz de mandris a vácuo acionados por um cilindro é usada para desempilhar o material, e os mandris a vácuo se movem verticalmente. Por fim, as chapas desmontadas são transportadas por meio de correias magnéticas.
(2) Robô + carrinho de desempilhamento
A característica do projeto deste sistema é que o material empilhado é colocado em um carrinho móvel de desempilhamento. A altura do material empilhado não é controlada, mas a altura na qual o robô aspira o material é ajustada automaticamente com base na espessura calculada da chapa durante o processo de desempilhamento.
O suporte do divisor magnético é montado no carrinho de desempilhamento. O rack é capaz de translação e possui múltiplas juntas ajustáveis livremente, permitindo que o espalhador magnético seja posicionado manualmente contra as bordas do estoque durante as trocas de estoque.
Conjuntos de sucção a vácuo e sensores de teste de resistência dupla para desempilhamento estão localizados nas ferramentas do robô do pórtico. O robô então separa a folha em peças individuais e as coloca em uma esteira de transição retrátil para posterior transporte.
(3) Manipulador de treliça + carrinho de despaletização
A característica do projeto deste sistema é que o material empilhado é colocado em um carrinho móvel de desempilhamento. A altura do material empilhado não é regulada, mas o robô ajusta automaticamente a altura de sucção com base na espessura calculada da chapa durante o processo de despaletização.
O suporte para o divisor magnético é montado no carrinho de desempilhamento, que pode ser transladado e possui múltiplas juntas ajustáveis que podem girar livremente. Ao trocar o material empilhado, o divisor magnético deve ser posicionado manualmente contra as bordas do material empilhado.
Conjuntos de sucção a vácuo e sensores de teste de resistência dupla para desempilhamento estão localizados nas ferramentas do robô do pórtico. O robô então separa a folha em peças individuais e as coloca em uma esteira de transição retrátil para transmissão posterior.
(4) Transportador de correia extensível
Uma correia transportadora extensível é utilizada para transferir folhas individuais após a conclusão do processo de desempilhamento. A velocidade do transportador pode ser ajustada para fornecer o movimento necessário à chapa metálica à medida que ela passa pela máquina de lavar.
A velocidade da correia transportadora é normalmente regulada por meio de conversão de frequência para garantir a sincronização adequada com a máquina de lavar e o lubrificador. O comprimento da correia pode ser ajustado para acomodar o espaço quando a chapa metálica não está sendo limpa e a máquina de limpeza está inativa.
(5) Máquina de limpeza de chapa metálica
A limpeza de chapas metálicas pode ser dividida em dois tipos: limpeza online e limpeza offline.
A limpeza online é mais adequada para empresas com grandes volumes de produção. Para acomodar o tamanho da circunferência geral do carro, a máquina de limpeza online geralmente tem 4,2 m de largura.
Por outro lado, a limpeza off-line é ideal para empresas com baixa produção de modelo único nos estágios iniciais de produção. Uma linha de limpeza de chapa metálica pode suportar 2 a 3 linhas de puncionamento, e a máquina de limpeza off-line tem normalmente 2 m de largura.
A máquina de limpeza compreende vários componentes, incluindo um sistema de rolos com alimentação, escova e rolos de compressão, um sistema de potência e transmissão, um mecanismo de ajuste hidráulico, um sistema de filtro de limpeza, um conjunto de bico conjunto, um coletor de névoa de óleo, um sistema de lubrificação, um mecanismo de caminhada e um sistema de controle elétrico.
É usado principalmente para limpar chapas padrão, bem como chapas e bobinas não revestidas, galvanizadas e de alumínio.
A máquina de lavar possui mecanismo autopropelido e pode ser facilmente movimentada no solo quando não estiver em uso. O rolo guia, o rolo de escova e o rolo de compressão possuem ajustes independentes de pressão e recursos de conversão de frequência.
Ao ajustar a pressão e a velocidade com precisão, o sistema de rolos desgastado e reparado permanece sincronizado com a linha de produção. O rolo de compressão usa um rolo de tecido laminado não tecido que oferece excelente desempenho de compressão e tensionamento e possui funções anti-riscos e de autocura.
O tanque de óleo de limpeza está equipado com um sistema de aquecimento, permitindo que o meio de limpeza seja utilizado em diferentes temperaturas para obter ótimos resultados de lubrificação. O sistema elétrico é controlado por um CLP com capacidade de comunicação fieldbus, e parâmetros e falhas podem ser gerenciados através da interface homem-máquina touch screen.
(6) Chapa metálica mais oleosa
Para garantir a qualidade da chapa durante a estampagem e conformação em alta velocidade, a aplicação local de óleo de trefilação na chapa antes da estampagem e conformação é uma prática comum em fábricas automotivas. É adequado para uso em linhas de estampagem automatizadas com máquinas de lubrificação.
O lubrificador é utilizado principalmente para o processo de lubrificação antes da trefilação de chapas metálicas. Consiste em uma unidade de canhão, uma unidade de fornecimento e preservação de óleo, uma unidade de fornecimento de ar, uma unidade de transporte de folhas, uma unidade de coleta de névoa de óleo, uma unidade de controle elétrico e a própria máquina.
O lubrificador possui um mecanismo de deslocamento, permitindo que seja movido off-line quando a lubrificação não for necessária. Os bicos são controlados digitalmente para garantir o posicionamento preciso da película de óleo na chapa e uma espessura uniforme da película.
Independentemente das mudanças na temperatura ambiente, as unidades de fornecimento e preservação de óleo permanecem em estado de espera, garantindo uma temperatura constante do óleo para alcançar resultados ideais.
(7) Chapa metálica centralização dispositivo
Para garantir o posicionamento preciso da chapa no molde, é necessário alinhar a chapa antes que o robô a pegue. Existem três dispositivos de centralização comumente usados: dispositivo de centralização por gravidade, dispositivo de centralização mecânica e dispositivo de centralização óptico.
Dispositivo de centralização por gravidade:
A chapa metálica é posicionada por gravidade em uma superfície inclinada cheia de esferas. A mesa está equipada com inspeção de folha no local e inspeção dupla de material.
O dispositivo de centralização por gravidade é adequado para colocação direta pelo robô, mas não para linhas automáticas com máquinas de lavar e lubrificar.
Dispositivo de centralização mecânica:
A chapa metálica é movida para o bloco por uma bolsa magnética de couro, e três cilindros acionam o alimentador para empurrá-lo em direção ao centro para um posicionamento preciso.
Todas as posições do alimentador podem ser ensinadas e programadas, e o dispositivo de centralização possui detecção de posição de material em folha e detecção de material duplo.
Ele pode atender aos requisitos de centralização de alta velocidade para vários materiais de folha e um design de centro duplo pode ser usado para processamento simultâneo de peças de duas peças ou de modo duplo.
Dispositivo de centralização óptica:
Trata-se de um desenvolvimento tecnológico recente que utiliza software de processamento de vídeo para ajustar automaticamente a posição da chapa, tirando fotos e ajustando a trajetória do robô.
Ele não apenas atende aos requisitos de posicionamento preciso da chapa metálica no molde, mas também elimina a complexidade do dispositivo mecânico de centralização.
O dispositivo de centralização óptica utiliza essencialmente uma correia transportadora magnética com detecção de alcance de chapa metálica e detecção de resistência dupla. Comparado ao dispositivo de centralização mecânica, reduz significativamente os custos.
4. Sete eixos robóticos e selecionador final
Um robô de árvore padrão de seis eixos para estampagem tem uma taxa de produção de 8 peças por minuto. Nos últimos anos, os fabricantes de robôs e integradores de sistemas desenvolveram sete eixos para aumentar ainda mais a produtividade.
Com a adição do sétimo eixo, a taxa de produção das linhas de estampagem robóticas automatizadas pode ser aumentada para 12 peças por minuto, tornando a produtividade das linhas de estampagem automatizadas por robôs comparável às linhas de alta velocidade que usam robôs dedicados caros.
5. Sistema de paletização de fim de linha
O ritmo de produção da linha de estampagem automatizada pode ultrapassar 10 peças por minuto, colocando demandas excessivas na estação de paletização de fim de linha além do limite de mão de obra.
Para acomodar a produção de alto ritmo, as peças estampadas precisam ser desviadas primeiro. Em seguida, eles podem ser embalados manual ou roboticamente em racks, antes de serem finalmente removidos por uma empilhadeira.
