Эффективность роботов для обслуживания листогибов

Увеличение потребления промышленных роботов в масштабах развивающихся государств, это привычная картина, которая не обошла стороной и Россию.

Стабильный рост интереса к роботизированным технологиям в России, наблюдается на протяжении более 10 лет, а самым сильным толчком, повлекшим к увеличению спроса на роботы более чем в два раза, как ни странно, послужил глобальный финансовый кризис 2008-2009.

Но странным, это выглядит лишь на первый взгляд.

Взглянув более пристально на причины, мы сразу понимаем, что именно кризис, заставил производственников задуматься об эффективности собственного производства, и начать решительно действовать в направлениях оптимизации и модернизации.

Кризис, как консервный нож, вскрыл большинство проблем.

Многие, открыли глаза, на вещи, которые ранее, не замечали, или не хотели замечать.

В первую очередь, стало очевидным - отсутствие квалифицированных кадров, или другими словами специалистов.

Причины такой ситуации, вполне понятны:

1) Печальная демографическая ситуация в России.

2) Провальный образовательный период 90-ых годов, когда никто не думал про учебу или профессиональное образование, а просто старался выжить.

Проблема отсутствия трудового ресурса, повлекшая рост заработной платы у высококлассных специалистов,  заставила многие предприятия обратить внимание на возможность применения роботизированных технологий.  Возможность замены высокооплачиваемого труда, да и, просто, возможность забыть про зависимость от человеческого фактора, предопределили рост интереса к промышленным роботам. Замена труда рабочих-сварщиков, за счет применения сварочных роботов, является основной потребностью Российских предприятий на сегодняшний день. Это отражается реальным спросом на роботов-сварщиков, который составляет 90-95% от общего спроса. Но об этом, уже много написано и сказано. В этой статье, мы хотим поговорить о технологиях с применением промышленных роботов для автоматизации процессов связанных с обслуживанием листогибочных машин, или как их называют в народе - листогибов. 

Робот для обслуживания листогиба, на первый взгляд, кажется технологически простым решением. Но это только на первый взгляд. 

Давайте внимательно рассмотрим, из чего состоит данная технология, и как она работает.


Состав базового комплекта:

1) Универсальный 6-ти осевой промышленный робот манипулятор.

Промышленный робот, подбирается согласно требований технического задания. Основные характеристики, которые учитываются при подборе робота, это:  его грузоподъемность, досягаемость и повторяемость выхода в точку. Как правило, для решения подобных задач, используются большие антропоморфные роботы с повышенной грузоподъемностью и повторяемостью выхода в точку около 0,5мм.

Повышенная грузоподъемность, продиктована не только весом заготовки (листа), но и необходимостью учитывать вес пневматического схвата, которым управляет робот. В линейке роботов Kawasaki для автоматизации процессов по обслуживанию станков, успешно используются промышленные роботы Z-серии и F-серии.

В особых случая, когда используются габаритные или нестандартные заготовки (листы), применяется синхронная работа нескольких роботов.

Пример РТК для обслуживания гибочной машины:

2) Пневматический схват, или система схватов.

Для манипулирования листом (заготовкой), роботу необходимо взять его из накопителя. Накопитель, это как правило, обычная паллета, на которой расположена стопка листов.Для того чтобы робот смог захватить лист, необходимо оснастить его специальным пневматическим схватом, который обеспечит жесткую фиксацию листа и позволяет манипулировать им.

Пример наиболее простого схвата:

Бывают случаи, когда, в зону робота подают разнотипные листы, отличающиеся по габаритам и весу, в этом случае, применяется система схватов. Система схватов, состоит из накопителя схватов, и модуля предназначенного для автоматической смены схвата. Данный модуль устанавливается на шестом суставе робота и управляется его контроллером. Смена схватов происходит автоматически, согласно заранее написанной рабочей программы.Существует так же универсальные схваты, которые имеет сразу несколько разнотипных вакуумных захватов в одном модуле.

Системный интегратор, должен правильно подобрать нужный тип пневматического схвата, который в составе роботизированного комплекса, обеспечит решение поставленных задач.

 
3) Промежуточная система позиционирования листа.

После того, как промышленный робот осуществил захват листа, с помощью пневматического схвата, он должен безошибочно, с абсолютной точностью оценить границы периметра листа относительно оси своего шестого сустава. Это необходимо, для того, что робот исключительно точно, с одинаковой повторяемостью, подавал и управлял подаваемым листом, иначе возможен брак и ошибки в процессе гибки.

Первичное положение всех листов на паллете, не позволит роботу осуществлять их захват, с одинаковой повторяемость. Причина простая – положение листов в пачке, можно назвать хаотичным, так как их смещение, даже на 1 мм, приведет к негативным последствиям.

Для решения этой задачи, системный интегратор, должен спроектировать и изготовить специальную промежуточную систему позиционирования листа.

Промежуточная система позиционирования, это своеобразная металлоконструкция, которая имеет наклонную плоскость, на которую робот кладет лист для его однозначного позиционирования.

Как это работает:

Лист скользит по наклонной плоскости вниз, до конечной точки его движения, а точнее до упора в угол 90°(иногда, для облегчения скольжения листа, в наклонной плоскости применяются подшипники).  Это позволяет с абсолютной повторяемостью позиционировать каждый лист, что при повторном захвате, гарантирует роботу четкую повторяемость операции.

Промежуточная система позиционирования листа, должна быть оснащена датчиком, который позволит оценить толщину листу. Это необходимо, по той причине, что иногда (менее чем в 1% от всех случаев), листы слипаются, и робот захватывает сразу несколько штук.

После того, как датчик определит отклонение по толщине листа, система управления комплекса остановит его работу и вызовет человека-оператора, для устранения данной проблемы.

4) Система управления (блок электроаппаратов).

Система управления роботизированным комплексом, или другими словами блок электроаппаратов, это важнейшая составляющая РТК, отвечающая за связь и единое управление всеми компонентами комплекса включая окружающее оборудование. Она обеспечивает стыковку, контроллера робота со всем периферийным оборудованием задействованным в работе РТК, включая системы безопасности и контроля.

По сути, именно блок электроаппаратов, объединяет оборудование в единый роботизированный комплекс и отвечает за его безотказную и безопасную работу.

Перечисленный состав роботизированного комплекса, можно оценивать как базовый, «минимальный». Далее, в случае необходимости, РТК может обрастать дополнительным оборудованием. Например, часто используются линейные модули, для расширения зоны досягаемости промышленного робота.

Ну и, конечно же, нельзя обойтись без системы ограждений и светового барьера.

Все это ведет к увеличению стоимости РТК.

Видеопример на примере внедренного роботизированного комплекса:

 

Создание роботизированного комплекса для обслуживания листогиба, это зона ответственности системного интегратора, или другими словами, вашего будущего партнера – поставщика оборудования. Именно он отвечает за правильную структуру комплекса, за безошибочный подбор оборудования, за объединение всего оборудования комплекса, включая гибочную машину, в единый комплекс, и на финише, за эффективность работы всей технологии.

И пусть, вас не смущает, что данные технологии, пока не применяются у нас повсеместно, как например, в развитых странах Европы и Америки.

Роботы для обслуживания гибочных машин, неизбежно придут на смену тяжелого человеческого труда и в России, это лишь вопрос времени.