Budowa zautomatyzowanych maszyn typu pick-and-place

Komponenty standardowe zapewniają wszystko, co konieczne do budowy prostych, zautomatyzowanych maszyn typu pick-and-place.

Automatyzacja maszyn nie musi być tak skomplikowana, jak się wydaje, ponieważ komponenty standardowe umożliwiają łatwe opracowanie w pełni zautomatyzowanych rozwiązań. Martin Ahner, szef norelem ACADEMY, przedstawia korzyści płynące ze stosowania standardowych komponentów w automatyzacji oraz wyjaśnia, w jaki sposób można wdrożyć takie rozwiązanie za pomocą automatycznego uchwytu do przenoszenia komponentów firmy norelem.

Proste sposoby wdrażania automatyzacji w fabrykach
Automatyzacja jest jednym z głównych czynników zapewniających wydajność i oszczędność kosztów. Stanowi klucz do uzyskania większej elastyczności i precyzji w produkcji, a także zwiększonego poziomu bezpieczeństwa i wyższych zysków. Obecnie w większości fabryk zautomatyzowane maszyny są powszechnie używane do różnych zastosowań - od montażu po pakowanie i kontrolę.

Firma konsultingowa Mordor Intelligence prognozuje, że rynek robotyki wyceniony w 2019 r. na 39,72 mld USD osiągnie CAGR (skumulowany roczny wskaźnik wzrostu) na poziomie 25,38% w okresie od 2020 do 2025 r. W przeszłości roboty i zautomatyzowane maszyny były ogólnie postrzegane jako aktywa kapitałowe, charakteryzujące się wysokimi nakładami i powolnym zwrotem z inwestycji, jednak oczekuje się, że dalszy wzrost będzie generowany nie przez duże, kosztowne roboty, ale znacznie mniejsze roboty współpracujące (określane jako «coboty»). Ponieważ w skali globalnej siła robocza akceptuje automatyzację, a 72% pracowników postrzega ją jako technologię, która pomoże im lepiej wykonywać swoją pracę producenci powinni rozważyć inwestycje w maszyny zautomatyzowane. Jednym z prostych i skutecznych sposobów realizacji tego zadania są komponenty standardowe.

Standardowe komponenty są niezwykle elastyczne, spełniając szeroki zakres wymagań i jednocześnie zmniejszając złożoność projektów. Automatyzacja procesów przenoszenia lub transportu komponentów może skrócić czas konfiguracji, a tym samym zmniejszyć koszty.

W szczególności w pełni zautomatyzowane aplikacje typu pick and place («weź i umieść na miejscu») są dla producentów prostym sposobem na rozpoczęcie przygody z automatyzacją. Zastosowanie standardowych materiałów i mocowań eliminuje potrzebę opracowywania specjalnych nakrętek i śrub, znacznie skracając czas potrzebny na ich wykonanie i wdrożenie.

Oprócz tego nie ma potrzeby płacenia dodatkowo za skonstruowanie danej maszyny, ponieważ klienci otrzymują od producentów i dostawców standardowych komponentów, takich jak norelem, modele CAD, materiały i instrukcje montażu wymagane dla wybranych komponentów.

Pick-and-place - wdrażanie rozwiązań zautomatyzowanych
Maszyny typu pick-and-place pracują przy użyciu kombinacji silników, prowadnic liniowych i obrotowych oraz jednostek pozycjonujących, pomiarowych i systemu manipulacyjnego.

Firma norelem specjalizująca się w dziedzinie komponentów standardowych opracowała własną maszynę typu pick-and-place z wykorzystaniem standardowych komponentów, tak aby zademonstrować szybkość i elastyczność projektowania i budowania zautomatyzowanego rozwiązania.

W tym zastosowaniu maszyna typu pick-and-place jest sterowana przez silnik krokowy i do przenoszenia elementów wzdłuż osi poziomej wykorzystuje napęd z paskiem zębatym w połączeniu z napędem ze śrubą toczną. Firma norelem chciała, aby ta aplikacja zademonstrowała przenoszenie również wzdłuż osi pionowej, dlatego wykorzystała elektryczny stół pozycjonujący do podawania komponentów w obu osiach.

Pneumatyczne moduły manipulacyjne są używane do podnoszenia i podawania elementów. Zostały one wyposażone w moduł chwytaka równoległego (o udźwigu do 4,7 kg) oraz moduł obrotowy demonstrujący chwytanie w ruchu koncentrycznym. Pełną listę modułów i komponentów użytych do opracowania maszyny typu pick-and-place firmy norelem można znaleźć poniżej na Rys.1.

Rys.1.

Zaletą projektowania maszyny typu pick-and-place z wykorzystaniem standardowych komponentów jest fakt, że można je szybko opracować i wdrożyć. Inżynierowie mogą również łatwo znaleźć informacje o produkcie - np. dane o wszystkich modułach i komponentach aplikacji pick-and-place firmy norelem można znaleźć w centrum szkoleniowym norelem ACADEMY.

Proces projektowania i produkcji polega na wykorzystaniu danych CAD do opracowania funkcjonalnego modelu maszyny, który pomaga w wyborze komponentów do zamówienia. Trwa to zwykle od jednego do dwóch dni. Następnie przed zainstalowaniem i uruchomieniem systemu sterowania zamawia się części wymagające produkcji, co zwykle zajmuje tylko dwa do czterech tygodni.

W internetowym showroom’ie modeli 3D firmy norelem na platformie ACADEMY można wirtualnie przeglądać aplikację, aby dokładnie zobaczyć, w jaki sposób funkcjonuje.

Uproszczone planowanie
Zadania automatyzacji i przenoszenia nie muszą wymagać rozległych prac rozwojowych i projektowych. Stosując standardowe komponenty, zwłaszcza w przypadku konwencjonalnych zastosowań, można znacznie skrócić średni czas wprowadzenia produktu na rynek, wynoszący zwykle około trzech miesięcy. Kluczem jest wiedza na temat tego, które komponenty należy zastosować i prawidłowy ich montaż - w takich przypadkach współpraca w celu uzyskania porady i wsparcia z dostawcami komponentów, takimi jak norelem, może być bardzo korzystna.

Znormalizowane komponenty, krótszy proces rozwojowy
Wdrożenie standardowych komponentów w sektorze automatyki to doskonały wybór dla małych i średnich linii produkcyjnych, ponieważ oszczędza czas i obniża koszty.

Dodatkową korzyścią, wynikającą ze stosowania standardowych komponentów, jest kwestia serwisu i konserwacji. Na przykład, wybierając wbudowane pneumatyczne moduły manipulacyjne konserwacja nie jest wymagana. Ponadto użycie napędów śrubowo-tocznych wymaga po prostu odpowiedniego smarowania, aby osiągnąć obliczoną żywotność. Wreszcie zużycie eksploatacyjne występuje tylko w gniazdach płyt montażowych na stołach pozycjonujących - w przypadku błędów dokładności można zastosować wymienne tuleje.

Większa autonomia dzięki standardowym komponentom
Nie ma wątpliwości, że firmy produkcyjne zaczynają coraz bardziej skłaniać się ku większej automatyzacji. Dzięki elastyczności i krótkim czasom realizacji przy użyciu standardowych komponentów producenci mogą inwestować w zautomatyzowane rozwiązania bez długiego okresu oczekiwania.

Co więcej, dzięki montażowi zautomatyzowanych maszyn za pomocą standardowych komponentów, nie trzeba już w tak dużym stopniu polegać na organizacjach zewnętrznych w zakresie szkoleń lub napraw oraz serwisowania w przypadku awarii maszyny - części są łatwo dostępne, a całość prac konserwacyjnych nie nastręcza problemów w realizacji. norelem ACADEMY oferuje efektywne i indywidualne nauczanie za pomocą własnej platformy szkoleniowej i ma na celu wspieranie uczniów, studentów i specjalistów przy pomocy bezpłatnych wykładów eksperckich na temat wszystkich aspektów inżynierii mechanicznej, w tym przykładowych aplikacji typu pick-and-place.

Aby uzyskać dogłębną wiedzę o produktach, norelem ACADEMY pomaga inżynierom szybciej zrozumieć innowacje produktowe poprzez przykłady zastosowań. Dzięki jednostkom mikrolearningowym użytkownik może szybko zapoznać się ze wszystkimi informacjami i przykładami wykorzystania produktu w praktyce.

W przypadku produktów, które wymagają dokładniejszych wyjaśnień, norelem ACADEMY oferuje szkolenia dotyczące określonych produktów i części standardowych. Integracja standardowych części w konstrukcji ma kluczowe znaczenie dla powstania konkurencyjnego produktu.


Źródło: norelem