Imagine um chão de fábrica onde os robôs lidam com o levantamento de peso, a colocação precisa e as transições rápidas de chapas metálicas com uma coordenação impecável. Esse é o mundo das linhas de automação de prensas robóticas. Neste artigo, exploraremos os componentes essenciais que tornam esses sistemas tão eficientes e confiáveis. Você aprenderá sobre as funções críticas dos robôs de estampagem, dos sistemas de controle e de vários dispositivos automatizados, fornecendo informações sobre como essas tecnologias avançadas otimizam a produção e aumentam a segurança.
Uma linha de estamparia robótica típica consiste normalmente nos seguintes componentes:
A disposição específica desses 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.
Produção de estamparia Os robôs de controle de carga requerem vários recursos essenciais, incluindo uma alta capacidade de carga útil, trajetórias de movimento precisas e desempenho confiável. Além disso, esses robôs também devem ter certas características, como movimentos frequentes de início e parada, uma ampla faixa de operação, a capacidade de manusear peças grandes e um amplo espaço de giro.
Os fabricantes de robôs de estamparia fizeram várias melhorias em relação aos robôs de manuseio tradicionais. Esses avanços incluem maior potência do motor e especificações de engrenagem, braços de robô mais longos e o uso generalizado de estruturas montadas em andaimes.
O sistema de controle de uma linha de prensa de automação robotizada deve integrar vários componentes, incluindo prensas, robôs, despaletizadores, limpadores, lubrificadores, dispositivos de centralização, dispositivos de detecção de material duplo, sistemas de reconhecimento visual, várias correias transportadoras, sistemas de controle síncrono, sistemas de proteção de segurança e telas grandes. O sistema também deve ter a capacidade de se integrar perfeitamente ao Manufacturing Execution System (MES) da fábrica.
Para gerenciar com eficácia a integração de tantos sistemas de controle inteligentes, é comum o uso de sistemas de rede secundária Ethernet e fieldbus industrial. Em alguns casos, o sistema fieldbus também pode incluir um barramento de segurança para aumentar a segurança.
Atualmente, há três sistemas de despaletização predominantes:
O recurso de design desses 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 hidráulicosgarantindo que ele permaneça consistente. O distribuidor magnético opera pneumaticamente ou eletricamente e se move automaticamente para perto do 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.
A característica do projeto desse sistema é que o material empilhado é colocado em um carrinho de desempilhamento móvel. A altura do material empilhado não é controlada, mas a altura em que o robô aspira o material é ajustada automaticamente com base na espessura calculada da folha durante o processo de desempilhamento.
O suporte para o divisor magnético é montado no carrinho de desempilhamento. O rack é capaz de se deslocar e tem várias juntas livremente ajustáveis, permitindo que o divisor magnético seja posicionado manualmente contra as bordas do estoque durante as trocas de estoque.
Os conjuntos de sucção a vácuo e os sensores de teste de resistência dupla para desempilhamento estão localizados nas ferramentas do robô de pórtico. Em seguida, o robô separa a folha em peças individuais e as coloca em uma esteira de transição retrátil para posterior transporte.
A característica do projeto desse sistema é que o material empilhado é colocado em um carrinho de desempilhamento móvel. A altura do material empilhado não é regulada, mas o robô ajusta automaticamente a altura de sucção com base na espessura calculada da folha durante o processo de despaletização.
O suporte para o divisor magnético é montado no carrinho de desempilhamento, que pode ser deslocado e tem várias juntas ajustáveis que podem girar livremente. Ao trocar o material empilhado, o divisor magnético deve ser posicionado manualmente contra as bordas do material empilhado.
Os conjuntos de sucção a vácuo e os sensores de teste de resistência dupla para desempilhamento estão localizados no ferramental do robô de pórtico. Em seguida, o robô separa a folha em peças individuais e as coloca em uma correia de transição retrátil para posterior transmissão.
Um transportador de correia extensível é utilizado para transferir chapas individuais após a conclusão do processo de desempilhamento. A velocidade do transportador pode ser ajustada para proporcionar o movimento necessário para a chapa metálica à medida que ela passa pela máquina de lavar.
A velocidade do transportador de correia 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 estiver sendo limpa e a máquina de limpeza estiver inativa.
A limpeza de chapas metálicas pode ser dividida em dois tipos: limpeza on-line e limpeza off-line.
A limpeza on-line é mais adequada para empresas com altos volumes de produção. Para acomodar o tamanho da circunferência geral do carro, a máquina de limpeza on-line 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 da produção. Uma linha de limpeza de chapas metálicas pode suportar de 2 a 3 linhas de puncionamento, e a máquina de limpeza off-line normalmente tem 2 m de largura.
A máquina de limpeza é composta por vários componentes, incluindo um sistema de rolos com rolos de alimentação, escova e compressão, um sistema de energia e transmissão, um mecanismo de ajuste hidráulico, um sistema de filtro de limpeza, um conjunto de bicos de agrupamento, um coletor de névoa de óleo, um sistema de lubrificação, um mecanismo de deslocamento 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 lavadora de roupas tem um mecanismo autopropelido e pode ser facilmente movida sobre o trilho de terra quando não estiver em uso. O rolo-guia, o rolo de escova e o rolo espremedor têm recursos independentes de ajuste de pressão e de conversão de frequência.
Ao ajustar a pressão e a velocidade com precisão, o sistema de rolos desgastados e reparados permanece em sincronia 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 tem funções antirriscos e de autocura.
O tanque de óleo de limpeza é equipado com um sistema de aquecimento, o que permite que o meio de limpeza seja usado em diferentes temperaturas para obter os melhores resultados de lubrificação. O sistema elétrico é controlado por um PLC com recursos de comunicação fieldbus, e os parâmetros e as falhas podem ser gerenciados por meio da interface homem-máquina com tela sensível ao toque.
Para garantir a qualidade da chapa durante a trefilação e a conformação em alta velocidade, a aplicação local de óleo de trefilação na chapa antes da estampagem e da conformação é uma prática comum nas fábricas automotivas. Ele é adequado para uso em linhas de estampagem automatizadas com máquinas de lubrificação.
O lubrificador é utilizado principalmente para o processo de lubrificação antes de desenho de chapas metálicas. Ela consiste em uma unidade de pistola, uma unidade de suprimento e preservação de óleo, uma unidade de suprimento de ar, uma unidade de transporte de chapas, uma unidade de coleta de névoa de óleo, uma unidade de controle elétrico e a própria máquina.
O lubrificador tem um mecanismo de deslocamento, o que permite que ele seja movido off-line quando a lubrificação não for necessária. Os bicos são controlados digitalmente para garantir o posicionamento preciso do filme de óleo na folha e a espessura uniforme do filme.
Independentemente das mudanças na temperatura ambiente, as unidades de suprimento e preservação de óleo permanecem em um estado de espera, garantindo uma temperatura constante do óleo para obter resultados ideais.
Para garantir o posicionamento preciso da chapa no molde, é necessário alinhar a chapa antes que o robô a pegue. Há três dispositivos de centralização comumente usados: dispositivo de centralização por gravidade, dispositivo de centralização mecânica e dispositivo de centralização óptica.
Dispositivo de centralização da gravidade:
A chapa metálica é posicionada por gravidade em uma superfície inclinada preenchida com esferas. A mesa é equipada com inspeção de folha no local e inspeção de material duplo.
O dispositivo de centralização por gravidade é adequado para a colocação direta pelo robô, mas não para linhas automáticas com máquinas de lavagem e lubrificação.
Dispositivo de centralização mecânica:
A chapa metálica é movida para o bloco por uma bolsa de couro magnética, e três cilindros acionam o alimentador para empurrá-la em direção ao centro para um posicionamento preciso.
Todas as posições do alimentador podem ser ensinadas e programadas, e o dispositivo de centralização tem detecção de material em posição de folha e detecção de material duplo.
Ele pode atender aos requisitos de centralização em alta velocidade para vários materiais de chapa e um projeto de centralização dupla pode ser usado para o processamento simultâneo de peças de duas peças ou de modo duplo.
Dispositivo de centralização óptica:
Trata-se de um desenvolvimento tecnológico recente que usa software de processamento de vídeo para ajustar automaticamente a posição da chapa metálica, tirando fotos e ajustando a trajetória do robô.
Ele não apenas atende ao requisito de colocação precisa da chapa metálica no molde, mas também elimina a complexidade do dispositivo de centralização mecânica.
O dispositivo de centralização óptica usa essencialmente um transportador de correia magnética com detecção de alcance de chapa metálica e detecção de força dupla. Em comparação com o dispositivo de centralização mecânica, ele reduz significativamente os custos.
Um robô padrão de árvore de seis eixos para estampagem tem uma taxa de produção de 8 peças por minuto. Nos últimos anos, fabricantes de robôs e os integradores de sistemas desenvolveram um eixo de sete eixos para aumentar ainda mais a produtividade.
Com a adição do sétimo eixo, a taxa de produção das linhas de estampagem robótica automatizadas pode ser aumentada para 12 peças por minuto, tornando a produtividade das linhas de estampagem automatizadas por robôs comparável à das linhas de alta velocidade que usam robôs dedicados caros.
O ritmo de produção da linha de estamparia automatizada pode ultrapassar 10 peças por minuto, exigindo muito da estação de paletização no final da linha, além do limite de mão de obra.
Para acomodar o alto ritmo de produção, as peças estampadas precisam ser desviadas primeiro. Em seguida, elas podem ser embaladas manual ou roboticamente em racks, antes de serem finalmente removidas por uma empilhadeira.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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