Injecţia automată în matriţe dă roade (II)

Materiale Plastice

de Peter Mapleston

Injecţia automată în matriţe dă roade (II)

,,Specialiștii în injecția în matrițe din întreaga lume găsesc că automatizarea, fi e ea în producția simplă pick-and-place sau în fabricația complexă bazată pe celule, poate oferi reduceri de costuri și câștiguri din punct de vedere calitativ." Peter Mapleston

Inovaţii de linie

Numeroși roboți liniari au fost recent prezentați la expozițiile din Statele Unite și Europa. Roboții Ultra-Compact de la Ranger, SUA, sunt proiectați să asigure o soluție pentru mașinile de injecție cu distanță mică față de planșeu, unde roboții convenț ionali nu pot încăpea. Proiectat cu un braț în trei trepte ce economisește spațiu, robotul poate extrage piese de o înălțime egală cu spațiul dintre limita superioară a mașinii și limita podului rulant sau a plafonului. Suplimentar, acțiunea compusă a elementelor brațului ar asigura o viteză de extragere cu 50% mai mare, împreună cu o cursă extinsă pentru eliberarea părții inferioare la mașinile de tonaje mari. Seria Ultra-Compact este disponibilă în configurații cu 3 până la 6 axe, cu rotiri servo ale articulației axei A, B sau C. (foto 1)

FOTO 1. Roboții Ultra-Compact de la RangerAutomation țintesc aplicațiile de injecție cu spațiu limitat până la planșeu.

Yushin a făcut o demonstrație a noului model HST-150S montat pe o mașină de injecție în matrițe SE100EV la standul Yushin America de la NPE 2015. Compania afirmă că și-a canalizat cunoștințele obținute de pe urma modelelor de foarte mare viteză HSA, pentru a crea această nouă versiune care ținteș te către timpi de extragere de sub o secundă „la un nivel de preț foarte convenabil.” Robotul a demulat 16 cadre de ambalare în mai puțin de 0,5s, și la o durată a ciclului general de sub 4,0s. (foto 2)

FOTO 2. Noul robot HST-150S de la Yushin oferă timpi de extracție de sub o secundă la costuri mai mici decât modelele sale anterioare.

Yushin a mai lansat la NPE bazele unui nou concept de automatizări ce combină doi roboți cu servoacționări, de viteză mare, amplasați pe o grindă liniară orizontală pentru a asigura un total de 16 axe de mișcare. Sistemul, care nu are o denumire, poate reda mișcările de manipulare ale unui operator uman dar, desigur, la nivele de precizie și repetabilitate mult mai mari.

Directorul de Operațiuni al Yushin America, Michael Greenhalgh, susține că întregul concept al sistemului de automatizări utilizează componente Yushin, dar le configurează într-o altă manieră și folosește un software de comandă mai sofisticat. „Acesta poate face foarte multe lucruri la care te poți aștepta de la un robot articulat. Poate, fie să lucreze împreună cu un robot convențional, fie de unul singur,” spune el. „Cea mai mare realizare este sincronizarea tuturor axelor – dacă sarcina este prea mare, de exemplu, va fi dirijată către celălalt braț.”

Wittmann si-a prezentat generația W8 Pro de roboți la NPE, versiunea avansată a modelului său consacrat W8. Compania a lărgit și plaja de activitate a sistemului său de comandă a roboților R8 IPC, acum în versiunea R8.3. „Aplicarea consecventă a tehnologiei construcțiilor ușoare pentru axe, în combinație cu conceptul de acționare Wittmann dezvoltat în mod special pentru roboții liniari, face modelele seriei W8 Pro extrem de dinamice, păstrând, în același timp, un consum extrem de mic de energie,” susține compania. (foto 3)

FOTO 3. Roboții seriei Pro de la Wittmann folosesc tehnici de construcție cu materiale ușoare pentru îmbunătățirea dinamicii și reducerea consumului de energie

Dezvoltarea capacităţii

În prezent, Wittmann își dezvoltă capacitatea în vederea satisfacerii cererii mereu în creștere. În mai, o extindere a uzinei sale din Ungaria a preluat o capacitate totală de 4.200 roboți/an. Această unitate de producție fabrică, în principal, modelele W808 și W818 pentru sarcini utile de până la 6 kg. De prin ianuarie anul viitor, producția de roboți din Austria și Statele Unite va fi crescută pentru a prelua capacitatea totală a grupului de 4.500 roboți/an.

CBW Automation, specializată în robotică de mare viteză, și-a prezentat robotul SSE în martie. Noul robot de mare viteză, cu intrare laterală, se crede a fi cel mai avansat model al com­paniei și încorporează sistemul „vid cu debit mare” al CBW, care este proiectat să atingă viteze foarte mari de transfer al pieselor de la matrița de injecție la unitatea de automatizare. Se afirmă că poate asigura un timp de intrare în matrița de injecție de sub 0,5 secunde.

Noul robot SSE încorporează o cursă pe șină, care, combi­nată cu un vid cu debit mare, permite o gamă mult mai com­plexă de matrițe de injecție și geometrii de piese ce nu puteau fi obținute cu tipurile anterioare. Subtăierile pot fi curățate rapid, iar robotul poate urma mișcarea matriței pentru deșurubarea sau ejectarea mai complexă de piese. S-a făcut demonstrația unui robot SSE pe un utilaj hibrid de ambalare Engel e-Speed de 650 de tone, și a durat o secundă scoaterea recipientelor de 1,5 litri dintr-o matriță de ambalare în stivă de către StackTeck

Între timp, la Plast de la Milano, Star Automation a prezentat doi roboți cartezieni de serie nouă, XW-VI și Es-II. Primul înlocuiește seria curentă Lx, în timp ce Es-II este o gamă modernizată. Star afirmă că seria XW-VI s-a axat pe reducerea timpului de deschidere a matriței de injecție și pe creșterea sarcinii utile prin consolidarea structurii principale. Seria Es-II este construită pe baza calității înalte și a prețului scăzut al gamei anterioare.

Ca reprezentant al gamei a fost prezentat un XW-1400VI, adecvat pentru mașini cu forțe de strângere de la 250 la 700t. În total, această nouă gamă va avea șase modele. Toate vor avea inclus un sistem anti-vibrații ca o caracteristică standard, ceea ce se spune că va face ca roboții să fie printre modele cele mai rapide și mai precise de pe piață.

Star a mai făcut demonstrația unui robot și a unei mașini de injectat în matrițe ce asigură o economie de spațiu, pe standul fabricantului italian de utilaje BMB, unde compania a produs un recipient mare de uz casnic pe o mașină complet electrică de 850t, la o durată a ciclului de sub 20s. La această aplicație, robotul liniar Lx-1800 a fost montat pe o grindă traversă cu înclinație de 45º, permițând pieselor voluminoase să fie depozitate departe de zona de injecție pentru a înlesni accesul operatorului.

Automatizare de înaltă clasă

Specialistul în automatizări de înaltă clasă Hekuma și-a prezentat conceptul de automatizare modulară Hekuflex la NPE. Acesta este descris ca o opțiune în a asigura o flexibilitate mai mare a automatizării în timp ce uniformizează întregul ciclu de producție și-l face mai eficient. Compania are în vedere, în special, aplicațiile medicale și, mai precis, producția de pipete.

Hekuma a dezvoltat un concept de controler descentralizat pentru module, pentru a face mai ușoară integrarea și înlo­cuirea diferitelor elemente. „Interfețele, dimensiunile modulelor și unitatea de comandă au fost astfel ajustate, încât producția suplimentară și procesele de inspecție să poată fi integrate în întregul proces,” declară Klaus Wanner, director de vânzări și marketing la Hekuma. „Pe lângă aceasta, inspectarea compo­nentelor, procesele de sudură și de ambalare pot fi eliminate din procesul general, fără consecințe semnificative, cum ar fi necesitatea unor modificări substanțiale ale software-ului.”

Hekuma declară că proiectarea modulară a sistemului Hekuflex va reduce în mod semnificativ eforturile tehnologice necesare la dezvoltarea noilor proiecte. De asemenea, se vor reduce foarte mult și timpii de instalare.

La NPE s-a făcut demonstrația a trei module funcționale ca parte a sistemului de automatizare pentru pipete. Prima stație a luat vârfurile pipetelor din graifăr și le-a pus în sistemul de navete. în cel de al doilea modul, fiecare navetă a fost deplasată deasupra unei camere vision, astfel încât fiecare pipetă să poată fi verificată „din mers”. în cel de al treilea modul, vârfurile de pipetă au fost apoi împachetate în etajere. Un sistem similar va funcționa la Fakuma în Germania, în luna octombrie.

Hekuma anunță existența unui interes crescând față de sis­temele sale mai tradiționale în întreaga lume. Compania a avut o prezență locală în China timp de peste trei ani, de exemplu, și spune că acum începe să dea roade, cu aproape 100 de par­ticipanți la cea mai recentă expoziție a lor Technology Days din Shanghai. „Nu doar clienții europeni și americani cu operațiuni în China, dar și companii locale din industria automobilelor, a dispozitivelor medicale și din industria bunurilor de larg con­sum investesc din ce în ce mai mult în sisteme de automatizare,” declară Wanner.

Conştientizarea crescândă a Chinei

Wanner admite că afacerile directe în China sunt încă la un nivel scăzut, „dar dacă companiile sunt pregătite să investească în sisteme de calitate înaltă, noi suntem gata. Există în China o conștientizare ce sporește nevoia de creștere a calității.”

Pentru moment, tendința este în continuare ca echipamentele Hekuma să ajungă în China prin intermediul unui client din Europa sau din Statele Unite. O unitate Hekuma a fost furnizată recent clientului german Söhner pentru producția de componente auto în China, ceea ce reprezintă un caz tipic. A fost a patra celulă care s-a livrat către companie, care are deja trei sisteme funcționale în Germania. Acest al patrulea sistem a fost livrat și rodat în Germania înainte de a fi expediat la unitatea sa de operațiuni Söhner din China.

FOTO 4. Söhner din Germania folosește patru sisteme de automatizare Hekuma pentru a produce acest capac de angrenaj alcătuit din mai multe componente

Celula de automatizare este proiectată să producă capace de angrenaje pentru sistemele de ștergătoare pentru parbriz. Capacele constau din trei componente, înglobate în PTB armat cu 30% fibră de sticlă, precum și garnituri TPE. Procesul de fabricație implică inserarea a șase contacte metalice în fiecare dintre cele patru cavități ale matriței de injecție. Apoi, în cadrul unui proces ulterior, un contact suplimentar este pus în poziție cu un adeziv la cald. (foto 4)

Inserarea contactelor, asamblarea și inspecția sunt defalcate în opt pași de procesare complet automatizați. „Această specificație poate fi obținută doar dacă fiecare dintre pașii de proces este sincronizat exact cu ceilalți,” afirmă Ralf Kümmerle, manager de proiect la Söhner. Procesul de extracție și de inserție este completat pe durata a patru cicluri. După ce contactele sunt poansonate, îndoite și separate, acestea sunt introduse în matriță și apoi suprainjectate cu PBT. Componentele sunt apoi transportate la stația de transfer, rotite cu 180º, și preluate din nou de graifăr. La pasul următor, componentele sunt puse într-o altă cavitate și se injectează garniturile TPE. Piesa finală este apoi extrasă și trecută la operațiunile de pe flux unde au loc o serie de verificări.

Pașii individuali de inserare și de extracție sunt efectuați de elemente de graifăr ce se mișcă independent și merg în paralel. La fiecare treizeci de secunde se produc patru piese.

Fiecare celulă produce două milioane de capace de angrenaj pe an, oferindu-i companiei Söhner o producție totală de opt milioane în întregul grup. (foto 5)

Wanner susține că la baza sistemelor de automatizare, roboții sunt, practic, de tip liniar, cu intrare laterală, pe care firma îi construiește singură. „Avem sisteme ce amplasează și

120 de contacte într-o matriță de injecție și, uneori, chiar mai multe,” spune el. „Pentru aceasta este nevoie de multă mecanică la graifăr, așa că ajungi să ai un graifăr ce poate cântări și 200kg, dar nu puteți manevra așa cum ați face-o cu un robot cu șase axe. Preferăm roboții liniari și pentru viteză și precizie, și pentru ușurință la manevrare. Putem folosi tipurile cu șase axe pentru operațiuni în amonte și aval în fluxul de producție. Uneori mai folosim roboții cu șase axe și pentru aplicațiile mai simple de inserție în matrițe, unii clienți preferându-i deoarece sunt mai flexibili și mai ușor de reconfigurat. Dar, la urma urmelor, nu este decât un robot, care nu reprezintă at#t de mulți bani.”

În cele din urmă, în lumea automatizărilor, se utilizează tehnologia ce se potrivește scopului. Azi, fabricanții au la dispoziț ie o gamă foarte largă din care să aleagă, iar sistemele de toate tipurile devin din ce în ce mai competitive din punctul de vedere al costurilor. „Am remarcat două tendințe recente,” declară Oliver Giesen, Manager al Departamentului de Proiecte al Arburg. „Pe de o parte, complexitatea sistemelor la cheie este în creștere. Pe de altă parte, clienții caută soluții foarte flexibile de automatizări datorită mărimilor din ce în ce mai mici ale loturilor și schimbărilor rapide ale produselor.” În cazul în care clientul cere un grad mare de flexibilitate pentru operațiunile sale de inserție, operarea interactivă cu cooperarea om/robot poate fi o soluție bună. „Deoarece operatorul pune inserțiile manual în graifăr, vă puteți lipsi de elementele și de dispozitivele de încărcare scumpe pentru inserții, iar sistemul poate fi folosit ușor la alte produse. Acolo unde este nevoie de flexibilitate și de complexitate ridicate, o celulă robotică mobilă ... este soluția ideală,” afirmă Giesen.

FOTO 5. Acest sistem de graifăr reprezintă o parte a unui sistem de producție de capace de angrenaj pentru automobile, dezvoltat de Hekuma pentru Söhner

Parteneriatul hibrid dă roade pentru H&B

H&B Electronic din Germania se specializează în producția de componente hibride complexe, combinând materialele plastice injectate în matrițe și componentele indigene de metal ștanțat. Firma lucrează în strânsă legătură cu fabricantul de mașini de injecție Arburg și cu integratorul de roboți Kuka, FPT Robotik, pentru dezvoltarea de sisteme de producție automate, cu unul dintre cele mai recente proiecte, un conector complex de alimentare cu curent, din PBT, pentru un sistem de direcție servo-asistat pentru automobile.

Conectorul este produs în cadrul unui sistem total automatizat alcătuit din două prese de ștanțare, o mașină de injecție cu masă rotativă cu două componente verticale Arburg

Allrounder 1500 T și o celulă de testare cu mai multe stații. Manevrarea este efectuată de către trei sisteme robotice cu șase axe ce lucrează împreună cu două sisteme robotice liniare ce se deplasează pe un cap în cruce.

Toate comunicațiile dintre presele de ștanțare, mașina de injecție și sistemele robotice au loc prin intermediul sistemului de comandă Selogica de la Arburg. Datorită unei funcții „stadiul piesei”, mașinile și sistemele robotice cunosc întotdeauna poziția inserțiilor, a pieselor pre-injectate și a pieselor finite. „Toate secvențele au o structură clară și logică și schimbările pot fi cu ușurință implementate automat,” afirmă Helmut Gräther, Manager de Proiect și de Planificare a Procesului la H&B Electronic. Două mici sisteme robotice Agilus cu șase axe pun două contacte cu 7 sau 4 căi pe o masă de transfer (tehnologia cu graifăr pentru extracția contactelor preformate și introducerea lor în matriță în poziție corectă a fost dezvoltată în comun de H&B Electronic și FPT Robotik). Primul sistem cu robot liniar duce contactele extrase, trecând printr-o stație de  curățare, către masa rotativă. Al doilea robot liniar întoarce piesele pre-injectate, elimină piesele finite și le transferă către stația de testare.

La stația de testare, sunt verificate pozițiile piciorușelor în timp ce contactul se află încă în graifăr, înainte ca piesa finită să fie lăsată jos. Un al treilea robot Agilus cu șase axe efectuează toate celelalte operațiuni de-a lungul fluxului de producție, inclusiv testul de continuitate electrică și de izolație, legând o membrană de piesa injectată și testând-o să nu prezinte deteriorări, și aplicarea și verificarea cu laser a Codului Matricial de Date. În cele din urmă, piesele bune sunt așezate în pachete folii de câte 20.

Arburg și FPT Robotic au dezvoltat această unitate de automatizări pentru H&B Electronic


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord