Questa serie di articoli fornisce una spiegazione di ogni fase del processo di stampaggio, dalla trasformazione di un pellet in un componente. L'articolo si concentrerà sull'apertura dello stampo, l'espulsione del componente e l'automazione coinvolta, sia che i componenti vengano lasciati cadere, aspirati o estratti dallo stampo. Le capacità robotiche dello stampatore, combinate con l'utensileria di estremità (EOAT), hanno un impatto diretto sulla progettazione dello stampo, sui tempi di ciclo e sui costi. In questo articolo, esamineremo l'utilizzo di un robot per l'estrazione del componente dallo stampo.

Uno degli obiettivi di ogni progetto è far sì che tutte le parti coinvolte comunichino e collaborino per elaborare il piano migliore. Oltre ai numerosi altri vantaggi, questo garantisce l'acquisto delle apparecchiature di automazione corrette. Esistono molti tipi di robot. Due standard di settore sono:lineareEarticolatoI robot lineari sono in genere meno costosi, consentono una rimozione più rapida del pezzo dallo stampo e sono più facili da programmare. Tuttavia, offrono una minore articolazione del pezzo e sono meno utili per la post-stampaggio. Poiché i robot lineari si muovono in modo lineare, sono spesso limitati a un piano X, Y o Z e non offrono una libertà di posizionamento simile a quella di un braccio umano. I robot lineari possono essere installati sul lato operatore o non operatore della pressa o all'estremità della pressa (montaggio a L).

I robot articolati sono multifunzionali, più utili per il post-stampaggio e possono essere configurati per spazi ristretti grazie alla loro flessibilità simile a quella del braccio umano. Sono tipicamente montati a pavimento accanto alla macchina o sul piano fisso della macchina. Ad esempio, nelle applicazioni di post-stampaggio, come l'assemblaggio o il confezionamento, i robot articolati consentono un posizionamento orbitale personalizzato in base alla posizione in cui il pezzo deve trovarsi per eseguire l'operazione. Tuttavia, questi robot richiedono più spazio e sono spesso più difficili da programmare a causa di queste posizioni orbitali. Sono anche tipicamente più costosi e richiedono una rimozione più lenta dei pezzi dallo stampo.

EOATUn altro fattore importante è rappresentato dal fatto che spesso gli stampatori scelgono la configurazione EOAT meno costosa, il che può portare a un progetto impreciso, incapace di mantenere le tolleranze necessarie per operare entro i limiti di processo.

Movimenti del polsoUn'altra considerazione robotica è rappresentata dai gradi di libertà. Tradizionalmente, i robot lineari sono dotati di una rotazione pneumatica di 90 gradi dalla verticale all'orizzontale, che è adeguata nella maggior parte delle applicazioni pick-and-place. Tuttavia, più spesso, sono necessari gradi di libertà aggiuntivi per le applicazioni post-stampaggio o semplicemente per estrarre il pezzo dallo stampo. Molte applicazioni di automazione più recenti presentano componenti progettati con dettagli che non sono presenti nello stampo, il che richiede al robot di "muovere" il pezzo fuori dallo stampo. Ciò richiede un polso servoassistito che essenzialmente aggiunge un movimento articolato a due assi all'estremità del braccio verticale di un robot lineare.

Il tipo di polso abbinato al robot può avere un impatto diretto sulla progettazione dello stampo. Ad esempio, influisce sulla luce di apertura, ovvero sulla distanza di apertura dello stampo, ovvero la corsa lineare di serraggio necessaria per aprire lo stampo quanto basta per consentire al robot di estrarre i pezzi. Un design a doppio polso contrapposto per lo stampaggio a inserto può ridurre al minimo la luce di apertura del 25%, semplificare la programmazione e ridurre il tempo di apertura dello stampo, il tutto a vantaggio del tempo di ciclo.

Le considerazioni per le opzioni del polso includono i requisiti di coppia, il peso del polso, il peso del carico utile (componenti e guide) e la luce diurna aggiuntiva necessaria per il polso, il carico utile e il movimento. In poche parole, la scelta del polso è dettata principalmente dai requisiti dell'applicazione, ma a volte coppie eccessive o requisiti di luce diurna minimi possono giocare un ruolo maggiore in questa scelta. Questi fattori vengono spesso trascurati, con conseguente guasto prematuro dei componenti o malfunzionamento completo dell'automazione.

TolleranzeNella progettazione di celle di automazione, un altro aspetto da considerare è la tolleranza di posizionamento operativa. Un robot ha una determinata tolleranza operativa. Tuttavia, in genere non è possibile fare affidamento su questa per la precisione di posizionamento nella cella, poiché l'insieme delle tolleranze dell'intera cella è spesso ben oltre i limiti controllati per la stampa del pezzo finale. Inoltre, è necessario tenere presente che il robot è installato su una macchina in movimento. Pertanto, per una cella di automazione con tolleranze ristrette, è meglio escludere il robot dall'insieme delle tolleranze considerandolo solo come un supporto per l'EOAT, in cui l'EOAT, lo stampo e gli impianti di automazione sono parti operative di un sistema isolato. Per garantire tolleranze più ristrette, vengono spesso utilizzati perni di posizionamento per garantire la corretta posizione dei riferimenti tra i tre componenti di tale sistema isolato.

Vibrazioneè spesso la sfida principale per la tolleranza di posizione. Si consideri che un robot montato su una piastra portautensili ha un macchinario in movimento sotto di sé, quindi non sorprende che mantenere una tolleranza di posizione sia difficile. Le forze di una macchina per stampaggio in funzione si muovono lungo una curva sinusoidale. Quando questa curva sinusoidale termina all'EOAT, si trasforma in vibrazione ad alta frequenza.

Motivo: il movimento sinusoidale della macchina per stampaggio si trasmette attraverso masse di metallo, e una massa maggiore consente basse frequenze, mentre una massa minore promuove alte frequenze. Man mano che la curva sinusoidale di vibrazione si sposta dal piano fisso al montante del robot, alla trave trasversale, alla corsa di spinta, al braccio verticale e quindi all'EOAT, la massa si riduce esponenzialmente, aumentando eccessivamente le vibrazioni. La soluzione è quella di scaricare a terra le vibrazioni aggiungendo una gamba di supporto con una massa sufficiente in proporzione al robot. Ciò fornisce un percorso per il trasferimento di tali forze a un cuscinetto antivibrante sul pavimento. Più grande è la gamba, maggiore è la massa, più facile sarà lo spostamento e minori saranno le vibrazioni.

Queste considerazioni di base sui robot aiuteranno il team addetto allo stampaggio a fornire un processo di stampaggio completo e coerente.