Esta serie de artículos explica cada paso del proceso de moldeo, desde la transformación de un pellet en una pieza. Este artículo se centrará en la apertura del molde, la expulsión de la pieza y la automatización que implica, ya sea por caída, aspiración o extracción de las piezas del molde. Las capacidades robóticas del moldeador, combinadas con las herramientas de extremo de brazo (EOAT), influyen directamente en el diseño del molde, la duración del ciclo y el coste. En este artículo, analizaremos el uso de un robot para extraer la pieza del molde.

Uno de los objetivos de todo proyecto es que todas las partes involucradas se comuniquen y colaboren para diseñar el mejor plan. Además de los muchos otros beneficios, esto garantiza la adquisición del equipo de automatización adecuado. Existen muchos tipos de robots. Dos estándares de la industria sonlinealyarticuladoLos robots lineales suelen ser más económicos, permiten una extracción más rápida de la pieza del molde y son más fáciles de programar. Sin embargo, ofrecen menor articulación de la pieza y son menos útiles para el posmoldeo. Dado que los robots lineales se mueven linealmente, suelen estar restringidos a los planos X, Y o Z, y no ofrecen la misma libertad de posiciones que un brazo humano. Los robots lineales pueden instalarse en el lado del operador o del no operador de la prensa, o en el extremo de la prensa (montaje en L).

Los robots articulados son multifuncionales, más útiles para el posmoldeo y pueden configurarse para espacios reducidos gracias a su flexibilidad, similar a la de un brazo humano. Normalmente se montan en el suelo junto a la máquina o en la platina fija de la máquina. Por ejemplo, en aplicaciones de posmoldeo, como el ensamblaje o el empaquetado, los robots articulados permiten un posicionamiento orbital personalizado según la posición de la pieza para ejecutar la operación. Sin embargo, estos robots requieren más espacio y suelen ser más difíciles de programar debido a estas posiciones orbitales. También suelen ser más caros y ofrecen una extracción más lenta de las piezas del molde.

EOATEs otro factor importante. A menudo, los moldeadores seleccionan la configuración de fin de carrera más económica, lo que puede resultar en un diseño impreciso que no mantiene las tolerancias necesarias para operar dentro de los márgenes del proceso.

Movimientos de muñecaSon otra consideración robótica. Tradicionalmente, los robots lineales se suministran con rotación neumática de 90 grados de vertical a horizontal, lo cual es adecuado en la mayoría de las aplicaciones de pick and place. Sin embargo, con mayor frecuencia, se requieren grados de libertad adicionales para realizar aplicaciones posteriores al moldeo o simplemente para liberar la pieza del molde. Muchas aplicaciones de automatización más recientes tienen piezas diseñadas con detalles que no están en el molde, lo que requiere que el robot "deslice" la pieza fuera del molde. Esto requiere una muñeca servo que esencialmente añade un movimiento articulado de dos ejes al extremo del brazo vertical de un robot lineal.

El tipo de muñeca que se utiliza con el robot puede influir directamente en el diseño del molde. Por ejemplo, afecta la apertura del molde, que es la carrera lineal de cierre necesaria para abrir el molde lo suficiente como para que el robot pueda extraer las piezas. Un diseño de muñeca doblemente opuesta para el moldeo por inserción puede minimizar la apertura del molde en un 25 %, simplificar la programación y reducir el tiempo de apertura del molde, lo que mejora la duración del ciclo.

Las consideraciones para las opciones de muñeca incluyen los requisitos de torque, el peso de la muñeca, el peso de la carga útil (piezas y guías) y la luz natural adicional necesaria para la muñeca, la carga útil y el movimiento. En resumen, la elección de la muñeca se determina principalmente por los requisitos de la aplicación, pero a veces los torques excesivos o los requisitos mínimos de luz natural pueden influir más en esta decisión. Estos factores a menudo se pasan por alto, lo que resulta en fallas prematuras de los componentes o un mal funcionamiento total de la automatización.

ToleranciasEn el diseño de celdas de automatización, se debe considerar otra consideración. Un robot tiene una tolerancia de posicionamiento operativa determinada. Sin embargo, normalmente no se puede confiar en esta para la precisión de la posición en la celda, ya que el conjunto de tolerancias de toda la celda suele superar con creces las tolerancias controladas de la impresión final de la pieza. Además, tenga en cuenta que el robot se encuentra en una máquina en movimiento. Por lo tanto, para una celda de automatización con tolerancias ajustadas, es mejor eliminar el robot del conjunto de tolerancias, considerándolo únicamente como un portador de la fin de brazo (FDA), donde la fin de brazo, el molde y los accesorios de automatización son partes operativas de un sistema aislado. Para garantizar tolerancias más ajustadas, se suelen utilizar pasadores de posicionamiento para asegurar la ubicación correcta del punto de referencia entre las tres piezas de ese sistema aislado de tres partes.

VibraciónCon frecuencia, el principal desafío para la tolerancia de posición es la tolerancia de posición. Si consideramos que un robot montado en la platina de una máquina tiene una pieza móvil debajo, no sorprende que mantener una tolerancia de posición sea difícil. Las fuerzas de una máquina de moldeo en funcionamiento se propagan en una curva sinusoidal. Cuando esta curva sinusoidal termina en el extremo del brazo (EOAT), se convierte en vibración de alta frecuencia.

Razón: El movimiento sinusoidal de la máquina de moldeo se transfiere a través de masas metálicas, y una mayor masa permite bajas frecuencias, mientras que una menor masa promueve altas frecuencias. A medida que esta curva sinusoidal de vibración se desplaza desde la platina fija al elevador del robot, a la viga transversal, al recorrido de apoyo, al brazo vertical y finalmente al extremo del brazo, la masa se reduce exponencialmente, lo que aumenta excesivamente la vibración. La solución consiste en neutralizar la vibración añadiendo una pata de apoyo con masa suficiente en proporción al robot. Esto proporciona una vía para la transferencia de esas fuerzas a una almohadilla de aislamiento de vibraciones en el suelo. Cuanto mayor sea la pata, mayor será la masa, mayor será su desplazamiento y menor la vibración.

Estas consideraciones básicas sobre el robot ayudarán al equipo de moldeo a proporcionar un proceso de moldeo completo y consistente.