机械手组合实现座椅调节杆的灵活生产

作者:威猛巴顿菲尔 Walter Klaus 文章来源:PT《现代塑料》 发布时间:2010-10-20
在一个单一工作单元中,使用线性工业机械手和曲肘式工业机器手的组合正变得越来越普遍。与采用通用的技术标准相比,为实现特殊功能而确定的方案可以使生产单元比以前更具灵活性。

一个看似非常简单的产品的生产可能需要更为复杂的自动化配置,包括多功能和多步骤,以期100%地确保产品的质量。在下面的这个案例中,基于两种不同类型的机械手,即两台威猛巴顿菲尔线性机械手和两台威猛巴顿菲尔曲肘式机械手、两个视觉系统、灵活的无轨运输链,以及钢球压入器和高性能PLC控制的组合,威猛创造出了一个具有高效率的生产单元。

使用威猛巴顿菲尔机械手自动化生产单元生产座椅调节杆

威猛高效率生产单元

目标

对于注塑成型商而言,是否采用全自动化生产单元是由很多不同因素决定的,首先是在既定的时限内的产量和对收回投资(R.O.I.)的计算,在这一案例中, 决定客户采用全自动化生产单元生产座椅调节杆的因素还包括其他几个方面:在生产和处理过程中最大限度地减少人的参与,增加产能,减少废料,节省总的工作空间,以及使不同生产步骤的错误诊断具有可追溯性。

机械手和控制的概念

该客户在确立了自动化生产概念后,开始寻找具有最大灵活性的自动化生产单元,以期在停产而更换产品时不用对该单元进行太多的改变。他们为此求助于威猛巴顿菲尔公司,威猛巴顿菲尔很快为其提供了方案。使用其现货供应的标准机械手就可以完成他们所需要的大部分操作。为了确定哪种类型的机械手最适合,威猛巴顿菲尔对每个生产阶段所需的运动进行了分析,运输和叠放盘子到格栅盒里所需的快速、长距离运动是最适合线性机械手的工作。威猛巴顿菲尔机械手拥有优异的、简单易懂的编程特性,可以设置数以千计的不同应用程序,从而使普通的程序调用及在线编程都可以安全简便地完成。经过威猛巴顿菲尔20年的持续研发努力,只需对装箱程序予以简单的输入,威猛巴顿菲尔机械手就可将盘子装箱。另外,对于注塑机模腔里产品的取出,威猛巴顿菲尔的体积小巧但非常坚固的6系列和7系列机械手具有很大优势。因为这个生产单元所追求的目标之一就是节省地面空间,所以生产单元被预留的工作区域很窄。这就要求必须再使用一台灵活性极强的WKR6曲肘式机器手。

尽管威猛巴顿菲尔的线性机械手和曲肘式机械手都具有非常高的程序扩展性,但是对该生产单元仍有进一步改进的必要。该生产单元要求易于中央控制,以对整个生产过程进行监视和问题处理。由于很难找到一种像西门子S7控制系统那样可以整合不同的控制类型和允许操作员管理整个生产单元的PLC,因此威猛巴顿菲尔在这一生产单元中采用了西门子S7控制系统。使用该系统,生产单元中的每一台机器都可通过一个人机界面触摸屏(HMI)进行统一控制。

在一个单独的位置,这个HMI监控系统允许运行所有在开始生产前保持静止的设备,而且系统的运行根据被选择的生产代码和显示的生产顺序来进行。S7控制系统可在整个生产过程中引导操作员进行操作,访问I/O接口、检查错误信息以及查找原因,都可以非常轻松地实现。

操作循环

开始生产时,以15个为一叠的40根丝杆被一次转移到塑料真空盘中,真空盘和丝杆由高负荷链条式输送线来输送,该输送线以输送30 000个丝杆为一个工作周期,这可以实现750个生产循环(4腔、48s)。

分离一个盘子的嵌套是第一步,随后需要用一个视觉系统来检查盘中每一根丝杆的尺寸并确保其在盘中的正确方向。威猛巴顿菲尔的WKR6曲肘式机械手将丝杆放在视觉系统前进行检查,然后将符合要求的丝杆放到一个可控温的加热盘上。威猛巴顿菲尔W633 SS3线性机械手从盘中一次拾取4个丝杆,并将它们嵌入到立式注塑机的开模中。在放入丝杆前,这台机械手会先利用其附属的多功能夹具将上一模注塑好的产品取出。

在很短的时间内,线性机械手将4根丝杆置于一个冷却夹具中,与此同时,第二台威猛巴顿菲尔曲肘式机械手WKR6对座椅调节杆进行后续处理。在这一任务中,一个直径为6mm的钢珠被压入调节杆的前端上部的塑料齿轮中。这个钢珠的功能是用作座椅调整时关闭马达所用的限位停止开关,由于在这种带压力的操作情况下,有可能弄碎塑料齿轮,因此在处理过程中需对全部产品进行质量检测。

操作循环展示​

视觉检测系统

该视觉检测系统可对单个产品从压力装配站到产品收集区的运输过程中的危险区进行在线检测。

一个特殊设计的双重作用夹具可让线性机械手拿起一套4个丝杆,随后通过第二台曲肘式机械手将它们拿到成队列的盘子中,并且一个一个按顺序排好(一个盘只包含一模所需的丝杆),以使它们具有可追溯性。最后,一台W621 SS3线性机械手拿起每一个已通过检测的真空盘,并将其叠放到准备发送的格栅盒里,以使这些只供一模使用的丝杆依次排列。

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