自動化の初心者向けガイド

ロボットは、工作機械やその他の製造装置に部品を出し入れする際のマテリアル ハンドリング機能により、広く受け入れられ、人気を集めています。ショップがこのテクノロジーに飛び込んで実装することを決定するとき、いくつかの重要な問題に直面します。ここでは、多関節アーム自動化を購入する場所や、そのような機器の検索を開始する前に知っておくべきことなど、基本的な詳細の多くを調べます.

ロボット

積載システムの中心にあるのはロボットで、さまざまなブランド、スタイル、選択肢が考えられます。ほとんどの場合、この記事では、機械への積み込みのシナリオで非常に人気が高まっている多関節アーム ロボットを扱います。ショップがそのような機器の購入を検討している場合、期待どおりに仕事を処理できることを確認し、ロボットの背後にある組織を考慮する必要があります。ロボットが自動車産業の不可欠な部分であることは周知の事実であり、必要なサポートのレベルが高いことを示す好例です。ショップは、購入後にこの種のサポートを提供できるロボット ブランドを検討する必要があります。

さまざまなロボットが、さまざまな種類の環境向けに設計されています。製造会社にとっては、工作機械のローディングの世界では通常の切りくずで覆われ、クーラントが滴る環境で動作するように設計された工業用グレードのロボットを選択することが重要であり、実験室や食品加工で動作するように設計されたものではありません。植物。

ロボットのサイズはリーチとペイロードによって決まります。必要なロボットのリーチは、おそらく、セルを設計するチームによって最もよく決定されます。これは、入ってくる部品がどこから来るのか、完成した部品がどこに置かれるのか、およびロードおよびアンロードされる機械への利用可能なアクセスと組み合わせたセルのサイズの機能です。

ペイロードは、ロボットが持ち上げることができる重量の量ですが、この数値は少し誤解を招く可能性があります。部品の重量自体を超えて、ペイロードはロボットが持ち上げることができる量であり、部品をつかむためにロボットに取り付けられているすべてのツール、グリッパー、適応プレート、拡張機能などを含みます。さらに、この重量は、ロボットの前面の特定のポイントから示されます。おもりがこのポ​​イントから離れれば離れるほど、ロボットが扱える重量は少なくなります。経験則として、ほとんどの標準的なロード/アンロード アプリケーションでは、ペイロードの約半分だけがパーツに起因するはずです。これをより確実にチェックするために、ほとんどのロボット会社は、ペイロードがロボットの仕様の範囲内であることを確認するペイロード チェック ソフトウェアを持っています。

エンド オブ アーム ツーリング

エンド オブ アーム ツーリング (EOAT) は、部品の移動など、必要なタスクの実行を支援するためにロボットの端に取り付けられるツーリングです。バキューム カップや磁石など、さまざまな種類の工具を使用してパーツをピッキングできますが、製造現場で最も一般的なスタイルは空気圧グリッパーを使用します。ロボット自体と同様に、作業環境に適した高品質のグリッパーが重要です。

アプリケーションによって、必要なジョーとグリッパーのサイズと数量が決まります。グリッパーは多くの構成で利用でき、2 つ、3 つ、または 4 つのジョーを備えている場合があります。 2 本爪のパラレル クローズ グリッパーは、正方形、長方形、または 2 本の指で簡単に持ち上げられるあらゆるものに適したグリッパーです。 3 つ爪のチャックが旋盤で非常に一般的であるように、3 つ爪のグリッパーは丸型および六角形の部品のピックアップに適しています。ただし、部品の列と行がセットされたトレイなど、反復可能な配列の円形および六角形の部品の場合は、多くの場合、4 爪グリッパーの方が扱いやすいです。

インフィード/アウトフィード システム

インフィード/アウトフィードとは、入ってくる部品をロボットまたはセルに運び、完成した部品を移動する方法に付けられた用語です。インフィードシステムは、多数の部品をキューに保管し、ロボットが機械にロードする準備として、それらの部品を繰り返し使用できる場所に運びます。アウトフィード システムは、完成した部品をロボットからオペレーターに運び出し、限られた数の完成した部品を保管します。

自動化システムのセットアップには多くの決定が必要ですが、最も重要なものの 1 つはインフィード/アウトフィード システムです。このシステムは、オペレーターが自動化システムと最もよくやり取りするポイントになるため、必要なものを確実にサポートすることが重要です。たとえば、オペレータが部品を特定の向きで引き出しに配置することは、少量の場合には良い解決策ですが、同じ部品を多数作成する場合、特にサイクル タイムが短い場合は、労力がかかります。インフィード システムとアウトフィード システムは別々にすることも (たとえば、振動式バルク インフィード システム インとシュート アウト)、組み合わせることもできます (たとえば、オペレータが入ってくる部品を配置し、ロボットが原材料の部品を取り出す引き出し)。完成したパーツを元に戻します)。この記事のサイドバーにある質問への回答は、最適な設定をより適切に特定するのに役立ちます。

引き出しは通常、オートメーション セル ガードの側面に取り付けられており、オペレーターはオートメーション システムとの便利なインターフェースを利用できます。引き出しの容量には限りがあるため、タンスのように複数の引き出しを積み重ねて配置する方法が一般的です。ロボットは、必要な特定の引き出しを引き出します。引き出しを使い終えると、ロボットはその引き出しをチェストに押し戻し、次の引き出しを引き出してプロセスを続行します。通常、引き出しには一連のポケットが行と列に配置された挿入物があり、部品を正確かつ繰り返し配置できるようになっているため、ロボットは部品をピッキングする場所を認識できます。

コンベアはまた、パーツを自動化セルに出し入れするための柔軟な (そして一般的な) 方法を提供します。コンベヤは、調整可能なレーン ガイドを使用して、ロボットがピッキングできる繰り返し可能な位置に部品の列を運ぶことができます。または、大量の部品を処理するときに、部品の複数のパレットをセルに出し入れする構成でセットアップすることもできます。 .コンベアは柔軟性があり、通常は価格面で競争力がありますが、大量の部品が必要な場合、コンベアの長さが必要なため、混雑した店舗ではスペースの問題が生じる可能性があります。

シュートは、優れた安価なアウトフィード方法です。ロボットは傾斜したシュートに部品を落とすだけで、重力を利用して部品を箱に運びます。この方法ではパーツの損傷を考慮する必要があるため、すべてのパーツがシュートを使用できるわけではありません。

大量の振動インフィード (ボウル フィーダーなど) は、大量の部品を処理するための優れた方法です。オペレーターの労力はほとんど必要なく、部品の大きなバケツをボウルに放り込むだけです。これらのバルク フィーダーは、その柔軟性で知られておらず、通常、少数の同様のパーツのみを処理するように設計されています。

ワークホールディング

自動化されていないジョブと同様に、機械加工操作のために部品をどのように保持する必要があるかは重要ですが、自動化を使用する場合は、機械のワーク保持を自動化する必要があります。さらに、機械のワーク保持とロボットのグリッパーが連携できるように、ロードおよびアンロード中にロボットが部品をどのように保持するかについても同様に重要です。たとえば、部品を保持しているロボットのグリッパーの指に対応するために、万力のあごを緩和したり、わずかに変更したりすることがよくあります。

ほとんどの旋盤にはすでに油圧作動システムが標準装備されていますが、通常、ワーク保持とワーク保持制御はフライス盤の標準パッケージの一部ではありません。フライス盤のワーク保持オプションは、自動かどうかにかかわらず、同様の利点を提供します。バイス、チャック、エキスパンド アーバーは、部品の要件に応じて最適な選択肢です。より大きな考慮事項は、自動ワーク保持がどのように制御されるか (油圧または空圧) に関連しています。

油圧システムは、機械に追加するのに費用がかかりますが、より多くの力を生成し、優れた汎用ワーク保持制御方法になる傾向があります。空気圧システムは、デリケートな部品に対応するために把持力を個別に調整できますが、油圧システムほど多くの力 (ひいてはクランプ力) を生成しません。

購入場所

自動化を購入する際には、いくつかの異なる手段を検討する必要があります。多関節アームの自動化は、通常、ロボットの操作を専門とするインテグレーターによって構築されます。ロボットはさまざまな方法で使用できるため、インテグレーターがロボットをマシンに配置する知識を持っていることを確認することが重要です。新しい機器にロボティクスを搭載する場合、一部の工作機械会社は統合を処理する独自の統合グループを持っています。一部の工作機械会社は、統合作業のほとんどを委託する外部の統合業者を使用しています。自動化を工場内の既存の機器に追加する場合は、元の機械サプライヤが支援できる場合があります。そうでない場合は、独立したインテグレーターが簡単に介入してインストールを処理できます。

誰がシステムをセットアップするかに関係なく、誰が何を担当するのかを明確にすることが重要です。すべての機器が 1 つのサプライヤーから購入された場合、さまざまな機器がすべて正しく連携して動作することを確認するのは、明らかにその会社の責任です。しかし、工作機械がある会社から供給され、ロボットが別の会社から供給されている場合、責任の境界線は簡単に曖昧になる可能性があります。責任に関する難しい質問は、関係する各ベンダーに事前に尋ねる必要があります。

ロボットと自動化の詳細については Methods Machine Tools Inc.、978-443-5388 に電話するか、methodsmachine.com にアクセスしてください。

要件の詳細

これらの考慮事項を詳しく調べることは、効率的かつ効果的な部品の移動を提供する自動化システムをセットアップするのに大いに役立ちます。これらの質問に対する答えは、セルを設計するチームにとって重要です:

• セル内で実行されるパーツの最大重量と最小重量は?
• セルに到着したときの部品の状態はどのようなものですか (形状、スラグ、棒材の切断、鋳造、鍛造、機械加工前、サイズ、鋭いエッジ/バリ、チップ/クーラント/オイルで覆われています)?
• 機械加工プロセスは単一の操作ですか、それともバックワークを必要とする複数の操作ですか?
• インフィード キューが供給する必要がある部品の数と期間は?
• 独房は消灯しますか、それともオペレーターがプロセスを監視できますか?
• どのような工程内検査が含まれますか?
• 自動化セルに使用できる床面積はどれくらいですか?
• このマシンの容量は自動化によって消費されますか?それとも、自動化なしで一定の時間使用されますか?