خم شدن لوله ربات به ادغام عمیق یک یا چند ربات صنعتی با ماشینهای خمکننده لوله CNC برای تشکیل یک سیستم کاملاً خودکار که قادر به اجرای چرخه کامل تولید خم لوله - تغذیه، گرفتن، موقعیتیابی، بستن، خم کردن، گرفتن مجدد برای تغییر موقعیت، و تخلیه - با حداقل یا صفر مداخله اپراتور است، اشاره دارد. ربات تمام عملکردهای حرکت مواد و موقعیت یابی را انجام می دهد در حالی که دستگاه خم کن توالی خمش برنامه ریزی شده را تحت کنترل CNC اجرا می کند.
این ادغام یک سلول خمشی نیمه اتوماتیک معمولی (که در آن اپراتور به صورت دستی هر لوله را بارگیری، قرار داده و خارج می کند) را به یک سیستم تولید چراغ خاموش یا نزدیک به چراغ تبدیل می کند. سلول های خمش لوله ربات، لوله های با قطرهای مختلف، ضخامت دیواره، شعاع خمش و هندسه های پیچیده سه بعدی را از طریق انعطاف پذیر ربات پردازش می کنند. حرکت 6 محوره -تنظیم موقعیت گرفتن، جهت گیری و نیروی گیره برای هر یک از مشخصات لوله به طور خودکار، بدون نیاز به ابزار مجدد مکانیکی سیستم بارگیری/تخلیه.
چگونه یک سلول خم کننده لوله ربات کار می کند
یک سلول خم کننده لوله ربات چندین سیستم را یکپارچه می کند که از طریق یک کنترل کننده سلول مرکزی ارتباط برقرار می کنند و همه عملیات را در یک چرخه تولید هماهنگ هماهنگ می کنند:
- مجله و ارائه لوله: لوله های مستقیم در یک لودر مجله یا باندل ذخیره می شوند. یک مکانیسم جداسازی لوله (ارتعاشی، غلتکی یا سروو رانده) یک لوله را در یک زمان به موقعیت برداشتن ربات، با جهت گیری متناسب با جهت نزدیک شدن ربات، نشان می دهد.
- برداشتن ربات و موقعیت اولیه: ابزار انتهای بازوی ربات (EOAT) - یک گیره سفارشی که برای محدوده قطر لوله طراحی شده است - لوله را از ژورنال انتخاب می کند و آن را به چاک یا گیره دستگاه خم کن می برد. ربات لوله را با عمق درج برنامه ریزی شده و جهت زاویه ای برای خم اول قرار می دهد.
- بستن دستگاه خم کن و خم اول: قالب گیره دستگاه خم کن روی لوله بسته می شود. ربات ممکن است دستگیره خود را رها کند (اگر دستگاه خم کن دارای یک کالسکه یکپارچه باشد) یا نگه داشتن هماهنگ را حفظ کند. دستگاه خم کن CNC اولین خم را با زاویه، سرعت و موقعیت سنبه کنترل شده توسط سروو دقیق اجرا می کند.
- گرفتن مجدد برای خم های بعدی: پس از خم شدن اول، ربات لوله را در موقعیت صحیح برای طول تغذیه خم بعدی و زاویه چرخش مجدداً می گیرد. این توالی دوباره چنگ زدن - که پیچیده ترین چالش هماهنگی در خم شدن لوله ربات است - از قبل با مسیرهای بررسی شده برخورد برای هر انتقال خم در هر برنامه قسمت برنامه ریزی شده است.
- تکمیل و تخلیه: پس از خم شدن نهایی، ربات لوله تمام شده را به یک گیج بازرسی، یک نوار نقاله، یک دستگاه انباشته، یا یک ایستگاه پردازش پایین دست (شکلدهی، علامتگذاری، یا مونتاژ انتهایی) میبرد. کنترل کننده سلول بلافاصله چرخه بعدی را با بازگشت ربات به مجله آغاز می کند.
مزایای کلیدی خم شدن لوله ربات
افزایش چشمگیر توان عملیاتی
A خم شدن لوله ربات سلول به طور مداوم در سراسر کار می کند 24 ساعت در روز، 7 روز در هفته تنها با توقف های کوتاه برای پر کردن مجلات و نگهداری دوره ای. در مقایسه با یک دستگاه خم کن دستی که یک شیفت 8 ساعته کار می کند، یک سلول ربات می تواند به 2.5-3× قسمت بیشتر در هفته تقویمی از همان ماشین خم کن - افزایش بهره وری که معمولاً ادغام ربات را در عرض 12 تا 24 ماه در تولید خودروهای با حجم متوسط توجیه می کند.
کیفیت و قابلیت ردیابی قطعات ثابت
بارگذاری دستی تغییرات لوله به لوله در عمق درج و جهت زاویه ای را معرفی می کند که به پراکندگی ابعادی در قسمت نهایی کمک می کند. بارگذاری ربات این منبع تنوع را از بین می برد و به تکرار پذیری درج دست می یابد ± 0.2 میلی متر و ± 0.05 درجه - بهبود قابلیت فرآیند (Cpk) ابعاد خم بحرانی به طور معمول 0.3-0.5 نقطه Cpk در مقایسه با عملیات دستی. داده های تولید هر قطعه (مسیر ربات مورد استفاده، پارامترهای خم شدن، زمان چرخه) به طور خودکار در برابر شماره سریال قطعه برای ردیابی کامل ثبت می شود.
تولید چند محصولی انعطاف پذیر
حرکت 6 محوره و EOAT قابل برنامه ریزی ربات به آن اجازه می دهد تا لوله هایی با قطرها، طول ها و ضخامت دیواره های مختلف را بدون ابزار مکانیکی مجدد سیستم بارگیری کنترل کند. جابهجایی بین برنامههای جزئی فقط به انتخاب دستور العمل نرمافزاری نیاز دارد - ربات، دستگاه خمش و کنترلکننده سلول همگی پارامترهای صحیح را به طور همزمان بارگذاری میکنند. با سیستم های EOAT با تغییر سریع (تغییر کننده ابزار خودکار روی مچ دست ربات)، تغییر قطر در کمتر از 2 دقیقه کامل می شود .
پردازش موازی چند قالبی
یک ربات منفرد میتواند به چندین ماشین خمشی به طور همزمان سرویس دهد - یک معماری سلولی که در آن ربات ماشین 1 را در حالی که ماشین 2 خم میکند بارگیری میکند، سپس در حالی که ماشین 1 خم میشود به ماشین 2 منتقل میشود. این رویکرد به اشتراک گذاری ماشین می تواند خروجی کلی سلول را افزایش دهد 30-50٪ روی سلول های ربات تک ماشینی، و زمان بیکاری ربات (دوره ای که ربات منتظر می ماند تا دستگاه چرخه خمش خود را کامل کند) را به نزدیک به صفر کاهش می دهد.
خم شدن لوله ربات در مقابل خمش دستی و خودکار CNC
| عامل | خم شدن لوله ربات | خم کن تغذیه خودکار CNC | خم کن CNC دستی |
|---|---|---|---|
| ساعت کار / روز | تا 24 ساعت | تا 24 ساعت | 8 تا 16 ساعت (شیفت) |
| انعطاف پذیری ترکیب محصول | ربات بالا (6 محوره) | متوسط (محور تغذیه ثابت) | بالا (اپراتور سازگار می شود) |
| سازگاری ابعادی قسمت به قسمت | بالاترین | بالا | متوسط |
| سرویس دهی چند ماشینی | بله (1 ربات: 2-3 ماشین) | خیر | بله (1 اپراتور: 2 دستگاه) |
| هزینه سرمایه گذاری | بالاest | متوسط | پایین ترین |
| بازپرداخت ROI (معمولی) | 12-24 ماه | 6-18 ماه | فوری |
طراحی ابزار انتهای بازو (EOAT) برای خم کردن لوله
ابزارسازی انتهای بازوی ربات یکی از حیاتی ترین تصمیمات مهندسی در سلول خمش لوله ربات است. EOAT باید لوله را در چندین موقعیت در طول چرخه خمش محکم بگیرد، تمام قطرهای لوله را در ترکیب محصول قرار دهد، و در مقابل نیروهای ایجاد شده در طول خم شدن بدون اجازه دادن به لغزش لوله مقاومت کند:
- گریپر V-block با فک موازی: رایج ترین طرح برای جابجایی لوله های گرد. دو بلوک V (همسان با لوله OD) از طرف مقابل روی لوله بسته می شود. نیروی دستگیره به منظور جلوگیری از علامت گذاری سطح روی لوله های صیقلی یا پوشش داده شده و در عین حال نگه داشتن ایمن نگه داشتن در حین انتقال به صورت سرو تنظیم می شود.
- مچ دست چرخان EOAT: برای لولههایی که نیاز به چرخش (تغییر موقعیت محور B) بین خمها دارند، یک ماژول مچ دست چرخان در EOAT به ربات اجازه میدهد تا لوله را مستقل از محورهای مچ ربات حول محور طولیاش بچرخاند - انعطافپذیری برنامهنویسی را افزایش میدهد و پیچیدگی مسیر را برای قطعات پیچیده سهبعدی کاهش میدهد.
- سیستم EOAT با تغییر سریع: یک تعویض کننده ابزار خودکار روی مچ دست ربات نصب می شود و به آن امکان می دهد از بین 2 تا 5 گیره از پیش مرحله بندی شده با اندازه های مختلف در داخل سلول انتخاب کند. این سیستم ربات را قادر می سازد تا لوله های از Ø10 میلی متر تا Ø76 میلی متر در یک سلول بدون EOAT دستی بین شماره قطعات تغییر می کند.
- سنجش نیرو/گشتاور: یک سنسور نیرو-گشتاور 6 محوره بین مچ ربات و EOAT نیروهای تماس غیرمنتظره را در حین قرار دادن لوله تشخیص می دهد، از آسیب ابزار جلوگیری می کند و در صورت عدم ارائه صحیح لوله یا انحراف موقعیت، توقف ایمن را راه اندازی می کند.
کاربردهای صنعتی خم کردن لوله ربات
خطوط تولید خودرو Tier-1
خم شدن لوله ربات سلول ها تجهیزات استاندارد در تامین کنندگان خودرو Tier-1 هستند که خطوط ترمز، ریل سوخت، سیستم های اگزوز و خطوط مبرد تهویه مطبوع را تولید می کنند. یک سلول معمولی تولید می کند 800-1500 مجموعه لوله در هر شیفت هندسه لوله سه بعدی پیچیده، با بازرسی خودکار در فرآیند ادغام شده در مسیر تخلیه ربات برای دستیابی به 100٪ بررسی ابعاد هر قسمت قبل از اینکه وارد بافر حمل و نقل شود.
مولفه های هوافضا و دفاعی
خطوط هیدرولیک هواپیما، لولههای سیستم سوخت و اجزای سیستم پنوماتیک در سلولهای خمشی ربات تولید میشوند که ترکیبی از موقعیتیابی ثابت، ثبت پارامترهای دیجیتال کامل، و ادغام با بازرسی CMM، رکورد کیفیت مطابق با AS9100 مورد نیاز برای اجزای حیاتی پرواز را ایجاد میکند. توانایی ربات برای کنترل لوله های تیتانیومی شکننده با حرکت کنترل شده و بدون لرزش به ویژه در کاربردهای هوافضا ارزشمند است.
سیستم های تهویه مطبوع و تبرید
خطوط مبرد مسی برای سیستمهای تهویه مطبوع، قالبهای لوله مویی برای کویلهای اواپراتور و کندانسور، و مجموعههای منیفولد بر روی سلولهای خمش لوله ربات یکپارچه با ایستگاههای شکلدهی انتهایی و تست نشت تولید میشوند. این ربات تولید مداوم چند محصول را در سایزهای خط مبرد از Ø6 میلی متر تا Ø28 میلی متر در یک سلول واحد، از طیف گسترده ای از محصولات OEM تجهیزات HVAC پشتیبانی می کند.
سوالات متداول در مورد خم شدن لوله ربات
چه حجم تولیدی سرمایه گذاری خمش لوله ربات را توجیه می کند؟
سرمایه گذاری سلول ربات معمولاً در حجم تولید سالانه توجیه می شود 100000 یا بیشتر مجموعه لوله در سال در هر خانواده ، یا زمانی که ترکیبی از حجم، پیچیدگی قطعه و الزامات کیفیت، مزیت هزینه هر قطعه را نسبت به خمش دستی ایجاد می کند. خانواده خطوط ترمز خودرو (چند گونه که سلول ربات و ماشین خمشی یکسان دارند) اغلب به 300,000 تا 800,000 مجموعه در سال در هر سلول جمع میشوند و ROI قوی را در داخل ایجاد میکنند. 12-18 ماه .
چگونه حرکت مجدد ربات برای لوله های سه بعدی پیچیده برنامه ریزی شده است؟
مسیرهای گرفتن مجدد به صورت آفلاین با استفاده از نرم افزار شبیه سازی برنامه ریزی می شوند که ربات، دستگاه خم کن، لوله در حالت خمش فعلی و تمام ابزارها را مدل می کند. این نرمافزار مسیرهای ربات بدون برخورد را برای هر انتقال مجدد به دست میسازد و چرخه خمش کامل را در سرعت تولید شبیهسازی میکند تا تداخلی رخ ندهد. اعتبارسنجی مسیر نهایی بر روی سلول فیزیکی با اجرای آزمایشی با سرعت آهسته قبل از انتشار تولید انجام می شود. هر برنامه قسمت مسیر ربات کامل خود، پارامترهای خمشی و رکورد شبیه سازی را به عنوان یک بسته دیجیتالی مرتبط ذخیره می کند.
وقتی سلول ربات با نقص یا گیر کردن لوله مواجه می شود چه اتفاقی می افتد؟
سلول های خمش ربات مدرن دارای چندین لایه تشخیص عیب هستند: حسگر نیرو-گشتاور روی مچ دست ربات مقاومت غیرمنتظره را در حین قرار دادن لوله تشخیص می دهد. سیستمهای بینایی روی مجله، جداسازی و جهتگیری صحیح لوله را قبل از برداشتن تأیید میکنند. و دستگاه خم کن جریان سروو را برای نیروی خمشی غیرعادی (که نشان دهنده نقص لوله یا گیر کردن سنبه است) نظارت می کند. در تشخیص عیب، سلول یک توقف ایمن انجام می دهد، رویداد خطا را با مهر زمان و داده های حسگر ثبت می کند و یک هشدار برای مداخله به اپراتور ارسال می کند. پاک کردن روش های بازیابی خطا که در کنترلر سلولی برنامه ریزی شده اند، زمان راه اندازی مجدد را به طور معمول به حداقل می رساند 2-5 دقیقه برای انواع خطاهای رایج.
