Enjeksiyon kalıplama otomasyonunda cobot kullanımı
Otuz yıl önce, herhangi bir kinematik konfigürasyona sahip tam servo kontrollü robotlar, enjeksiyon kalıplama uygulamalarında nadiren kullanılıyordu. En yaygın yaklaşım, makineye monte edilmiş basit bir üç eksenli, noktadan noktaya Kartezyen robotu kullanmaktı. Makinenin merkez hattına ulaşmak için yeterli Z (dikey) strokla, bu çok basit robotlar parçaları kalıptan hızlı bir şekilde çıkardı ve bunları kutu veya konveyörlere yerleştirirdi.
Yirmi yıl önce, tam servo kontrollü Kartezyen robotlar yaygınlaştı ve uç ekipmanlarına daha fazla hassasiyet ve kontrol sağladı. On beş yıl önce, kalıpçılar kullanımı gittikçe artan altı eksenli robotları kullanmaya başladılar.
Minnesota'daki Dynamic Group, Japonya'daki Alpha Corporation ve Çin'deki Xiamen Runner'daki enjeksiyon kalıplama makinelerinde Universal Robots cobot'ların kullanımını izleyin.
Bu evrim, bugün de devam eden birkaç teknik ve ticari itici güç tarafından yönlendirildi:
- Kalıp sonrası işlemler: Müşteriler, kalıpçılardan eksiksiz parçalar ve montajlar sunmalarını talep ediyor ve kalıpçılar da değerlerini artırmaktan memnuniyet duyuyorlar. Trimleme düzeltme, polisaj, montaj, paketleme artık otomasyon için yaygın görevlerdir.
- Geliştirilmiş yüzey kalitesi: Müşteriler, parçaların kalıptan son pakete veya nakliye konteynerine kadar dikkatle taşınmasını gerektiren yüzey kaplamaları için çok yüksek standartlar belirliyor.
- Daha kısa ürün yaşam döngüleri: Ürün güncellemelerinin ve yeni tanıtımların hızı, üretim süreçlerinde sürekli değişiklik gerektirir.
- Yüksek çeşitlilik/düşük adetler: Envanteri azaltmak için ürün özelleştirme, küçük parti boyutları ve talep üzerine üretim, az adetlerde fakat yüksek çeşitlilikte üretimlere yol açarak kurulumu daha da zorlaştırıyor.
Japonya’daki Alpha Corporation, ilk olarak endüstriyel robotları plastik enjeksiyon makinelerine yönlendirmeyi düşündü, ancak şirketin güvenlik çiti için yeterli alanı olmadığından vazgeçti.
Son 10 yılda ve son zamanlarda artan plastik işletmeciler, kolaboratif robot veya cobot adı verilen yeni bir otomasyon düzeyi benimsemeye başladı. Genel olarak, mafsallı kol teknolojisine dayanan bu cobot'lar, standart altı eksenli robotlara bir güvenlik, kullanıcı tarafından programlanma kolaylığı ve mobilite ekler. Cobot'ların bu kadar tercih edilir olmalarını anlamak için, biraz incelemeye başlamak size yardımcı olabilir.
Universal Robots UR5 robotu, Dynamic Group’taki bir Kartezyen robotla birlikte çalışıyor.
Japonya’daki Alpha Corporation’da UR cobot’larının kurulması, üretkenliği önemli ölçüde artırdı ve otomobil anahtarlarının kalıplama sürecinde üretim verimliliğinde %20 bir artış sağladı.
Çekya’daki 2K Trend’de bir UR10 cobot, enjeksiyon yerleştirilecek uçları alıyor.
Altı eksenli robotların esnek konumlandırılması, güvenli kullanım, kolay programlama, enjeksiyon kalıplamada başarılı olmalarının anahtarıdır. Ek serbestlik dereceleri, malzeme taşıma, montaj ve diğer uygulamaların tüm aşamalarında gerçek proses avantajlarına dönüşmesiyle daha fazla seçenek sunar:
- Kalıp öncesi ve sonrası süreçleri yürütme esnekliği: Ek parçaların kalıba ve hareketli parçaların kalıp sonrası süreçlerle yerleştirilmesi, karmaşık hareketler ve zorlu açılar ve konumlar anlamına gelir.
- Düşük Uç Elemanı maliyetleri: Dört eksenli kartezyen robotlar, kinematik sınırlamalarını telafi etmek için genellikle karmaşık araçlar gerektirir. Altı eksenli robotların hareket aralığı ve esnekliği, kullanılan uç eleman maliyetlerini azaltır ve daha ergonomik-uygun maliyetli uç elemanları kullanımına imkân sağlar.
- Yüksek tekrarlanabilirlikle yükleme esnekliği: Parça alınması ve/veya yerleştirilmesi altı eksenli robotların konumlandırma esnekliği ve yüksek tekrarlanabilirliği ile sağlanır.
- Basitleştirilmiş karmaşık parça çıkarma: Karmaşık parçaları ejektörler olmadan çıkarmak zordur, ancak altı eksenli robotlar parçaların kalıptan nazikçe çıkarılmasına olanak tanır.
- Engellerden kaçınma esnekliği: Bağlantı çubukları, sürgüler, hortumlar ve kelepçeler genellikle parça hareketlerine engel olur. Altı eksenli robotlar, kalıpta esnek şekilde hareket için esneklik sağlar.
- Bakım ömrü: Altı eksenli robotlar, daha az bakım ve daha uzun çalışma süresi ile ön plana çıkarlar. Enjeksiyon kalıplamadaki çoğu kartezyen robot, sıklıkla düzenli bakım gerektirir.
- Esnek montaj seçenekleri: Yerleşim, erişim ve döngü süresini optimize etmek için birçok altı eksenli robot çeşitli yönlerde monte edilebilir. Tipik kurulum, arka taraftaki açıklığa zemine veya kaideye monte edilirken, duvara veya tavana montaj için başka seçenekler de mevcuttur. Çoğu altı eksenli robot için, montaj yönü sabittir ve robot yapımı sırasında fabrikada ayarlanmalıdır. Diğer modeller, oryantasyonun sahada hızlı bir şekilde ayarlanmasına izin verir.
- Ergonomik ve rahat tavan açıklığı: Kartezyen robotların büyük bir dezavantajı vardır- dikey (Z) eksen, robot merkez hattının üzerine uzanır. Karmaşık ve pahalı bir iç içe geçmeli Z ekseni olmadan, tavan yüksekliği en az Z ekseni uzantısı kadar yüksek olmalıdır. Pek çok tesiste kablo kanalları, su, buhar ve yangın söndürme boruları bunu imkânsız hale getirmese de oldukça zorlaştırır. Enjeksiyon makinesinin üzerine altı eksenli bir robotun monte edilmesi, çok alçak tavanlı tesislerde bile kolayca gerçekleştirilebilir.
- Zemin alanının esnek ve verimli kullanımı: Zemin alanı her fabrikada her zaman maliyetlidir. Kalıpçılar, tekliflerine daha fazla kalıp öncesi ve sonrası işleme ekledikçe, bir makinenin etrafındaki taban alanı daha da fazla talep görmektedir. Altı eksenli bir robotu makineye monte etmek, altı eksenli esneklik avantajları sağlarken, ikincil işlemler için yer açar.
- Makineye kolay erişim: Kalıpların değiştirilmesi gerekiyor ve bakım departmanının da erişime ihtiyacı var. Makineye veya tepeye altı eksenli bir robot monte etmek, gerektiğinde net erişim anlamına da gelir.
Cobot’lar Dynamic Group’ta kalıptan kalıba kolayca taşınıyor.
cobot avantajı
Enjeksiyon kalıplama pazarında cobot’ların kullanımı hızla artıyor. Kolaboratif robotlar, yukarıda belirtilen tüm altı eksenli robot faydaları sağlarken, aynı zamanda geleneksel otomasyonda bulunmayan önemli avantajlar da sağlıyor.
Uygun İşletme Maliyeti: Cobot'lar; ilk yatırım, işletme maliyetleri ve sağladığı toplam fayda ile değerlendirildiğinde uygun maliyetlidir. Büyük altyapısal değişiklikler gerektirmediğinden montaj minimum yatırım gerektirir. Üretim hattında farklı fonksiyonlar için yeniden hizmete alınabilir ve aralıksız kullanılabilir. Kolay taşınılabilirliği ile her yere taşınabilen cobot’lar; cıvatalama, zımparalama, taşıma, alma ve bırakma, paketleme, paletleme, etiketleme, makine besleme, enjeksiyon kalıplama, CNC, kaynak, kalite kontrol, montaj, laboratuvar analiz ve test gibi pek çok süreçte ideal çözüm sunar.
Kolay Programlama: Patentli teknoloji, hiçbir programlama tecrübesi olmayan operatörlere dahi kolay anlaşılır üç boyutlu görseller aracılığıyla cobot’ları kurma ve kullanma imkânı veriyor. Bunun için robot kolunu istenen ara noktalara elle manuel hareket ile getirmek veya kullanımı kolay dokunmatik ekranlı tablet üzerindeki oklara dokunmak yeterli oluyor. Bu sayede, küçük ve orta ölçekli şirketler bile robotik otomasyonu başarılı bir şekilde uygulayabilir.
Hızlı Kurulum: Universal Robots günlerle ölçülen robot konumlandırma süresini yalnızca 60 dakikaya düşürüyor. Bu alanda hiçbir deneyimi olmayan bir operatörün cobot’u paketinden çıkarması, kurması ve ilk basit işi programlaması bir saatten daha az bir sürüyor.
Esnek Konumlandırma: UR cobot’lar, tek bir iş için ayrılan ve işleyişi sınırlandıran robotlara karşı mükemmel bir alternatif oluşturuyor. Hafif ve az yer kaplayan cobot’lar, üretim düzenini değiştirmeden farklı uygulamalara kolayca entegre edilebiliyor. Tekrarlamalı işler için programları yeniden kullanabilen cobot’lar, hızlı değişikliklere uyum sağlayarak esnekliği artırıyor.
İş Birliğine Dayalı ve Güvenli: Cobot'lar, operatörlerle birlikte yan yana çalışmak üzere tasarlanmıştır. Yorucu ve tekrar eden işler ağrılara, tehlikeli işler ise yaralanmalı iş kazalarına neden olabilir. İşte cobot’lar tüm bu işleri insanlardan alabiliyor. Risk değerlendirmesi yapıldıktan sonra herhangi bir güvenlik bariyerine ihtiyaç duyulmadan insanlarla yan yana çalışabilen Universal Robots cobot’larının güvenlik sistemi TÜV (Alman Teknik Denetim Birliği) tarafından onaylı ve sertifikalıdır.