이 시리즈에서는 펠릿이 부품으로 변환되는 성형 공정의 각 단계를 설명합니다. 본 기사에서는 금형 개방, 부품 배출, 그리고 부품 낙하, 진공 흡입, 또는 금형에서 부품 취출 등 관련 자동화에 중점을 둡니다. 성형업체의 로봇 기술은 엔드 오브 암 툴링(EOAT)과 결합하여 금형 설계, 사이클 시간 및 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 여기에서는 로봇을 사용하여 금형에서 부품을 취출하는 방법을 살펴보겠습니다.

모든 프로젝트의 목표 중 하나는 모든 당사자가 참여하여 소통하고 협력하여 최상의 계획을 수립하는 것입니다. 이를 통해 여러 가지 이점을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 적절한 자동화 장비를 구매할 수 있습니다. 로봇에는 여러 유형이 있으며, 두 가지 산업 표준은 다음과 같습니다.선의그리고관절형선형 로봇은 일반적으로 비용이 저렴하고, 금형에서 부품을 더 빨리 꺼낼 수 있으며, 프로그래밍이 더 쉽습니다. 그러나 부품의 관절 운동이 제한되어 성형 후 작업에는 유용하지 않습니다. 선형 로봇은 선형으로 이동하기 때문에 X, Y 또는 Z 평면으로 제한되는 경우가 많으며, 사람의 팔처럼 자유롭게 움직일 수 없습니다. 선형 로봇은 프레스의 작업자 또는 비작업자 쪽, 또는 프레스 끝단(L 마운트)에 설치할 수 있습니다.

다관절 로봇은 다기능이며, 성형 후 작업에 더욱 유용하고, 사람의 팔과 같은 유연성 덕분에 좁은 공간에도 적합하게 구성할 수 있습니다. 일반적으로 기계 옆 바닥이나 기계에 고정된 플래튼에 장착됩니다. 예를 들어, 조립이나 포장과 같은 성형 후 작업에서 다관절 로봇은 작업을 수행하기 위해 부품이 있어야 하는 위치에 맞춰 궤도를 따라 위치할 수 있습니다. 그러나 이러한 로봇은 더 많은 공간을 필요로 하고, 이러한 궤도 위치 때문에 프로그래밍이 더 어려운 경우가 많습니다. 또한 일반적으로 가격이 더 비싸고 금형에서 부품을 꺼내는 데 시간이 더 오래 걸립니다.

EOAT또 다른 중요한 요소입니다. 성형업체는 종종 가장 저렴한 EOAT 구성을 선택하는데, 이는 공정 허용 범위 내에서 작동하는 데 필요한 공차를 유지하지 못하는 부정확한 설계를 초래할 수 있습니다.

손목 동작또 다른 로봇 고려 사항입니다. 전통적으로 선형 로봇은 수직에서 수평으로 90도 공압 회전을 지원하며, 이는 대부분의 픽앤플레이스(pick-and-place) 애플리케이션에 적합합니다. 그러나 성형 후 작업을 수행하거나 단순히 금형에서 부품을 분리하기 위해 추가적인 자유도가 필요한 경우가 더 많습니다. 최근의 많은 자동화 애플리케이션은 금형 드로(die draw)에 없는 세부 사항으로 설계된 부품을 사용하는데, 이 경우 로봇이 금형에서 부품을 "흔들어야" 합니다. 이를 위해 선형 로봇의 수직 암 끝에 2축 관절 운동을 추가하는 서보 손목이 필요합니다.

로봇과 결합되는 손목의 유형은 금형 설계에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 로봇이 부품을 제거할 수 있을 만큼 금형을 충분히 여는 데 필요한 선형 클램프 스트로크의 양인 주광(daylight) 또는 주형 개방 거리에 영향을 미칩니다. 인서트 성형을 위한 이중 대향 손목 설계는 주광 개방 거리를 25% 최소화하고, 프로그래밍을 간소화하며, 주형 개방 시간을 단축하여 사이클 시간을 단축할 수 있습니다.

손목 옵션에 대한 고려 사항에는 토크 요구 사항, 손목 무게, 탑재량(부품 및 러너) 무게, 그리고 손목, 탑재량 및 이동에 필요한 추가 일광 등이 포함됩니다. 간단히 말해, 손목 선택은 주로 애플리케이션 요구 사항에 따라 결정되지만, 과도한 토크나 최소한의 일광 요구 사항이 선택에 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 사실들이 간과되는 경우가 많아 부품의 조기 고장이나 자동화의 완전한 오작동으로 이어집니다.

허용 오차자동화 셀 설계에서 또 다른 고려 사항이 있습니다. 로봇은 정해진 작동 위치 공차를 가지고 있습니다. 그러나 셀 전체의 공차 누적이 최종 부품 인쇄의 제어된 허용 오차를 훨씬 초과하는 경우가 많기 때문에, 일반적으로 이 공차만으로 셀의 위치 정확도를 판단하기는 어렵습니다. 또한, 로봇이 움직이는 기계 위에 있다는 점을 유념해야 합니다. 따라서 공차가 엄격한 자동화 셀의 경우, 로봇을 공차 누적에서 제외하는 것이 좋습니다. 로봇을 EOAT의 운반체로 간주하여 EOAT, 금형, 자동화 고정구가 분리된 시스템의 작동 부품으로 간주하는 것입니다. 더 엄격한 공차를 확보하기 위해, 위치 핀을 사용하여 해당 3부 분리 시스템의 세 부품 간의 적절한 기준 위치를 확보합니다.

진동위치 공차의 가장 큰 문제는 종종 위치 공차입니다. 기계 플래튼에 장착된 로봇 아래에 움직이는 기계가 있다는 점을 고려하면, 위치 공차를 유지하는 것이 어려운 것은 당연한 일입니다. 작동하는 성형 기계의 힘은 사인 곡선을 따라 이동합니다. 이 사인 곡선이 EOAT에서 끝나면 고주파 진동이 발생합니다.

이유: 성형기의 사인 곡선 운동은 금속 덩어리를 통해 전달되는데, 질량이 클수록 저주파가 발생하고 질량이 작을수록 고주파가 발생합니다. 진동의 사인 곡선이 고정된 플래튼에서 로봇 라이저, 트래버싱 빔, 킥 스트로크, 수직 암, 그리고 EOAT로 이동함에 따라 질량은 기하급수적으로 감소하고, 이로 인해 진동이 과도하게 증가합니다. 해결책은 로봇에 비례하여 충분한 질량을 가진 지지대를 추가하여 진동을 접지하는 것입니다. 이렇게 하면 진동이 바닥의 진동 차단 패드로 전달되는 경로가 마련됩니다. 지지대가 클수록 질량이 커지고 전달이 원활해져 진동이 줄어듭니다.

이러한 기본적인 로봇 고려 사항은 성형팀이 완전하고 일관된 성형 프로세스를 제공하는 데 도움이 됩니다.