Обслуживание штамповочного пресса для производства кронштейнов

Роботизация штамповочного пресса позволяет автоматизировать повторяющиеся операции подачи заготовок, стабилизировать производственный цикл и сократить участие оператора в обслуживании оборудования. В этом проекте промышленный робот RH14-10 был внедрён для обслуживания пресса, используемого при производстве металлических кронштейнов.

Особенностью проекта стали короткие сроки реализации и ограниченный бюджет. Для выполнения задачи были разработаны и изготовлены автоматические накопители с подачей и выравниванием заготовок, электромеханический захват для робота и необходимая технологическая обвязка РТК. За счёт применения рациональных инженерных решений удалось реализовать полноценную автоматизацию без неоправданного усложнения комплекса.

Клиент

Производственное предприятие выпускает металлические изделия методом штамповки, в том числе кронштейны. Для выполнения технологической операции используется штамповочный пресс, требующий регулярной подачи подготовленных заготовок в рабочую зону.

Ситуация на производстве

Обслуживание штамповочного оборудования связано с большим количеством повторяющихся операций. Необходимо подготовить заготовку, правильно ориентировать её, подать в рабочую зону пресса и обеспечить стабильный ритм работы оборудования.

При ручном обслуживании производительность участка напрямую зависит от действий оператора. Кроме того, постоянная работа рядом со штамповочным прессом требует повышенного внимания к организации рабочего процесса и безопасности.

Заказчику требовалось автоматизировать данный участок, однако проект имел два существенных ограничения — небольшой бюджет и короткие сроки реализации. Поэтому одной из основных инженерных задач стало создание максимально функционального и при этом экономически рационального роботизированного комплекса.

Задача клиента

Требовалось организовать автоматическое обслуживание штамповочного пресса промышленным роботом и минимизировать ручные операции, связанные с подготовкой и подачей заготовок.

Основные задачи проекта:

• автоматизировать обслуживание штамповочного пресса;
• организовать автоматическую подачу заготовок к роботу;
• обеспечить правильное позиционирование и выравнивание заготовок перед захватом;
• разработать надёжный захват для работы с металлическими заготовками;
• обеспечить контроль наличия детали;
• организовать очистку рабочей зоны штампа;
• интегрировать вспомогательные технологические системы в единый РТК;
• реализовать проект в установленный короткий срок и в рамках ограниченного бюджета.

Состав роботизированного комплекса

Основой комплекса стал промышленный робот RH14-10. Помимо самого манипулятора, для проекта была разработана технологическая оснастка, обеспечивающая автоматическую подготовку и подачу заготовок к прессу.

В состав РТК вошли:

• промышленный робот RH14-10 — 1 шт.;
• шкаф электроавтоматики G4 — 1 шт.;
• пульт обучения робота типа C — 1 шт.;
• соединительные кабели — 1 комплект;
• технологическая обвязка РТК — 1 комплект: система «масляного тумана», система воздушной очистки штампа и датчики наличия заготовки;
• накопитель с автоматической подачей и выравниванием заготовок — 3 шт., вместимость каждого накопителя — до 200 заготовок;
• РКТ МП2-27-20 — 1 шт., электромеханический захват для работы с заготовками.

Автоматическая подача заготовок

Одной из ключевых частей проекта стала разработка системы автоматической подачи заготовок. Для этого были спроектированы и изготовлены три накопителя, каждый вместимостью до 200 заготовок.

Накопитель не только хранит необходимый запас деталей, но и обеспечивает их автоматическую подачу и выравнивание. Благодаря этому робот получает заготовку в предсказуемом положении и может выполнять повторяющийся цикл без постоянного участия оператора.

Использование нескольких накопителей позволяет организовать запас заготовок непосредственно возле роботизированного участка и сократить количество операций, которые персоналу необходимо выполнять в ходе производственного процесса.

Электромеханический захват для робота

Для работы с металлическими заготовками в рамках проекта был применён электромеханический захват РКТ МП2-27-20. Захват является важной частью роботизированного комплекса, поскольку от стабильности удержания заготовки напрямую зависит повторяемость всего производственного цикла.

Конструкция захвата и траектории движения робота были адаптированы под геометрию деталей и особенности расположения оборудования. Это позволило организовать стабильную работу промышленного робота с системой автоматической подачи заготовок и штамповочным прессом.

Как работает роботизированный участок

Работа комплекса строится вокруг цикла штамповочного пресса. Заготовки предварительно размещаются оператором в автоматических накопителях, после чего основные операции выполняются последовательно.

Цикл работы РТК

• Загрузка накопителей.
  Оператор размещает металлические заготовки в накопителях. Каждый накопитель рассчитан на загрузку до 200 изделий.
• Автоматическая подача заготовки.
  Накопитель подаёт очередную заготовку в рабочую позицию.
• Выравнивание детали.
  Перед захватом заготовка приводится в необходимое положение, обеспечивая повторяемость её расположения.
• Контроль наличия заготовки.
  Датчики позволяют контролировать наличие детали перед выполнением следующей операции.
• Захват заготовки.
  Робот RH14-10 с электромеханическим захватом забирает подготовленную деталь.
• Подача в штамповочный пресс.
  Манипулятор перемещает заготовку по заданной траектории и подаёт её в рабочую зону пресса.
• Выполнение операции штамповки.
  После правильного позиционирования заготовки оборудование выполняет технологическую операцию производства кронштейна.
• Подготовка к следующему циклу.
  Вспомогательные системы обеспечивают обслуживание рабочей зоны, после чего комплекс переходит к следующему циклу.

Технологическая обвязка РТК

Для стабильной работы комплекса недостаточно только робота и захвата. Поэтому в проект была включена дополнительная технологическая обвязка роботизированного комплекса.

Вспомогательные системы включают:

• Систему «масляного тумана».
  Используется как часть технологического процесса обслуживания зоны штамповки.
• Систему воздушной очистки штампа.
  Позволяет очищать рабочую область между производственными циклами и поддерживать необходимые условия работы оборудования.
• Датчики наличия заготовки.
  Контролируют присутствие детали в требуемой позиции и позволяют системе управления учитывать состояние участка при выполнении автоматического цикла.

Сложности проекта

Главной особенностью проекта стали ограниченный бюджет и короткий срок реализации. При этом требовалось не просто установить промышленного робота возле пресса, а создать полноценную систему автоматической подачи и подготовки заготовок.

Инженерам необходимо было найти решения, которые одновременно обеспечивали бы требуемую функциональность комплекса, надёжность работы и приемлемую стоимость реализации.

Ключевые инженерные задачи

• Разработка бюджетной системы подачи заготовок.
  Вместо применения избыточно сложного оборудования были разработаны специализированные накопители с автоматической подачей и выравниванием деталей.
• Создание запаса заготовок.
  Три накопителя по 200 изделий каждый позволяют разместить возле участка значительный запас деталей для последующей автоматической подачи.
• Стабильное позиционирование.
  Перед передачей роботу заготовка должна находиться в повторяемом положении, поэтому функция выравнивания была интегрирована непосредственно в систему подачи.
• Разработка роботизированного захвата.
  Для надёжной работы с заготовками был предусмотрен электромеханический захват РКТ МП2-27-20.
• Интеграция вспомогательных систем.
  В единый комплекс были объединены робот, пресс, накопители, система воздушной очистки, система «масляного тумана» и датчики наличия деталей.
• Оптимизация стоимости проекта.
  При выборе компонентов и разработке оснастки особое внимание уделялось возможности решить производственную задачу без неоправданного увеличения бюджета.

Результат внедрения

В результате был реализован роботизированный комплекс для обслуживания штамповочного пресса при производстве кронштейнов. Робот RH14-10 работает совместно с автоматическими накопителями, системой подготовки заготовок, электромеханическим захватом и вспомогательной технологической обвязкой.

Несмотря на ограниченный бюджет и короткие сроки, удалось создать комплекс, в котором автоматизированы не только движения робота, но и подготовка заготовки перед её подачей в пресс.

Что получил заказчик

• Автоматизировано обслуживание штамповочного пресса.
  Повторяющиеся операции с заготовками выполняет промышленный робот RH14-10.
• Автоматизирована подача деталей.
  Специально разработанные накопители самостоятельно подают и выравнивают заготовки перед захватом роботом.
• Создан запас заготовок возле оборудования.
  В комплексе используются три накопителя вместимостью до 200 заготовок каждый.
• Обеспечен контроль технологического процесса.
  Датчики наличия заготовки позволяют системе управления учитывать фактическое состояние рабочей зоны.
• Автоматизирована вспомогательная подготовка штампа.
  В технологическую обвязку включена система воздушной очистки рабочей зоны и система «масляного тумана».
• Проект реализован с учётом ограниченного бюджета.
  Применение специализированных, но конструктивно рациональных решений позволило избежать излишнего усложнения оборудования.

Почему роботизация эффективна для штамповочных прессов

Обслуживание штамповочных прессов хорошо подходит для промышленной роботизации, поскольку технологический процесс включает большое количество повторяющихся операций с одинаковой последовательностью действий.

Промышленный робот может выполнять подачу металлических заготовок, их позиционирование и другие операции обслуживания оборудования по заранее заданной программе. Автоматические накопители дополнительно позволяют организовать запас деталей и уменьшить необходимость постоянной ручной подачи каждого изделия.

Особенно эффективен комплексный подход, когда роботизация охватывает не только сам манипулятор, но и систему подачи заготовок, захват, датчики и технологическую оснастку. Именно такая схема была применена в данном проекте.

Кому подходит автоматизация штамповочного производства

Подобные роботизированные решения актуальны для предприятий, где выполняется серийная штамповка металлических изделий и требуется регулярно подавать однотипные заготовки в рабочую зону оборудования.

Промышленные роботы могут применяться для:

• обслуживания штамповочных прессов;
• автоматической загрузки прессов;
• подачи металлических заготовок;
• производства кронштейнов;
• штамповки деталей из листового металла;
• обслуживания кривошипных и гидравлических прессов;
• автоматизации серийного производства металлических деталей;
• интеграции прессов, накопителей и роботов в единый РТК.

Итог проекта

Заказчик получил роботизированный комплекс для обслуживания штамповочного пресса на базе промышленного робота RH14-10. Для автоматической подачи деталей были разработаны и изготовлены три накопителя с функциями подачи и выравнивания заготовок, каждый вместимостью до 200 изделий.

Комплекс также включает электромеханический захват РКТ МП2-27-20, шкаф электроавтоматики G4, пульт обучения робота, систему воздушной очистки штампа, систему «масляного тумана» и датчики наличия заготовки.

Проект показал, что роботизация штамповочного производства может быть реализована даже при ограниченном бюджете и сжатых сроках. Правильная разработка технологической оснастки и отказ от неоправданно сложных решений позволяют создать эффективный РТК под конкретную производственную задачу.

Частые вопросы о роботизации штамповочных прессов

Можно ли автоматизировать подачу заготовок в штамповочный пресс?

Да. Для автоматической загрузки могут использоваться накопители, магазины, конвейеры и другие системы подачи. В данном проекте были разработаны специальные накопители, которые не только подают, но и выравнивают заготовку перед её захватом промышленным роботом.

Зачем нужен накопитель заготовок?

Накопитель позволяет разместить запас деталей рядом с роботизированным участком и автоматически выдавать их по мере выполнения производственного цикла. В реализованном комплексе установлены три накопителя вместимостью до 200 заготовок каждый.

Как робот понимает, что заготовка готова к захвату?

Для контроля состояния участка используются датчики наличия заготовки. Система управления получает информацию о наличии детали и учитывает её при выполнении автоматического цикла.

Какой захват используется для металлических заготовок?

Тип захвата выбирается под форму, размеры, массу и особенности детали. В этом проекте для работы с заготовками применён электромеханический захват РКТ МП2-27-20.

Можно ли роботизировать пресс при ограниченном бюджете?

Да. Стоимость проекта зависит не только от промышленного робота, но и от сложности систем подачи, захватов, датчиков и другого периферийного оборудования. В данном случае за счёт разработки специализированных накопителей и рационального подбора компонентов удалось реализовать требуемую функциональность в рамках ограниченного бюджета.

Можно ли автоматизировать уже установленный штамповочный пресс?

Во многих случаях существующее оборудование можно интегрировать с промышленным роботом. Для этого анализируются конструкция пресса, способ подачи заготовок, рабочая зона, сигналы управления, требования к оснастке и безопасности. После обследования участка разрабатывается конкретная схема роботизации.

Нужна роботизация штамповочного пресса?

Если на вашем производстве требуется автоматизация штамповки, обслуживание пресса роботом, автоматическая подача заготовок или роботизация производства металлических деталей, мы можем разработать решение под существующее оборудование и технологический процесс.

Проведём анализ участка, подберём промышленного робота, разработаем захват и систему подачи заготовок, спроектируем необходимую технологическую оснастку и выполним интеграцию оборудования в единый робототехнический комплекс.

Оставьте заявку на роботизацию штамповочного пресса — разработаем решение под ваше производство и подберём оптимальную конфигурацию оборудования.