Raimund Bauer, inżynier ds. sprzedaży, SMC Niemcy
Idealnie dopasowane rozwiązania pneumatyczne i elektryczne dla maszyn kontrolujących części spiekane i inne elementy obrabiane. Implanty medyczne, płytki wymienne, wiertła, frezy palcowe, koła zębate – to tylko niektóre elementy metalowe i ceramiczne stosowane w różnych gałęziach przemysłu, ich zastosowanie jest praktycznie nieskończone. Wiele z tych detali można wyprodukować metodą spiekania, gdyby zaistniała konieczność wyprodukowania ich w dużej ilości. Elementy te są często najpierw prasowane z proszku w procesie spiekania, a następnie podgrzewane. Niektóre z gotowych części muszą przejść proces sprawdzania, oznakowania i zapakowania. Te czynności najlepiej wykonywać automatycznie, zachowując ciągłość procesu. Aby zapewnić najwyższą jakość - firma Roboworker opracowała „RoboInspect” - maszynę do dokładnej i wszechstronnej kontroli elementów o wysokich wymaganiach. Zarówno w tym urządzeniu, jak i w innych systemach z asortymentu produktów Roboworker, zastosowano szeroką gamę elektrycznych i pneumatycznych komponentów automatyki od firmy SMC.
Produkcja wielkoseryjna części metalowych i ceramicznych o złożonej geometrii często wykorzystuje proces spiekania. W tym procesie proszek jest prasowany w określony kształt, a następnie zagęszczany w nowej strukturze poprzez odpowiednie obróbki cieplne, tj. spiekanie i utwardzanie. W zależności od zastosowania, w późniejszych etapach procesu mogą być nakładane dodatkowe powłoki. Gotowe elementy są wykorzystywane w wielu różnych gałęziach przemysłu, a użytkownicy końcowi używają ich również na przykład w opcji "zrób to sam". Aby upewnić się, że elementy trafiają na półki sklepowe w odpowiedniej jakości i optymalnym opakowaniu, muszą one zostać przetestowane na końcowym etapie produkcji - tylko idealnie powlekane i uformowane części mogą trafić na rynek. Przemysł motoryzacyjny, lotniczy, medyczny i bateryjny mają surowe wymagania co do wydajności swoich komponentów. Aby przeprowadzić w pełni zautomatyzowaną, wszechstronną inspekcję obrabianych elementów, Roboworker wyposażył RoboInspect (RIS) w szeroki zakres funkcji 3D+ do sprawdzania dokładności wymiarowej i jakości obrabianego elementu. System można również opcjonalnie rozszerzyć o moduły do znakowania laserowego lub pakowania detali. Kompleksowy pakiet automatyki pneumatycznej i elektrycznej firmy SMC, obejmujący zespół przygotowania powietrza, wyspy zaworowe, napędy elektryczne i siłowniki pneumatyczne, a także wzmacniacze ciśnienia, jonizatory i wiele innych komponentów, które zapewniają delikatną, precyzyjną i szybką obsługę obrabianych przedmiotów podczas kontroli, etykietowania oraz pakowania.
Od ponad 30 lat firma Roboworker zdobywała uznanie dzięki swojej rozległej specjalistycznej wiedzy w dziedzinie automatyzacji i kontroli. Wykorzystując zaawansowane technologie robotów liniowych, chwytaków, czujników i kamer, inżynierowie ds. mechaniki z siedzibą w Weingarten koło Ravensburga tworzą elastyczne i modułowe systemy automatyzacji, które są zaawansowane technologicznie i służą do produkcji precyzyjnych części. To obejmuje również optymalne, automatyczne maszyny kontrolne do spiekanych części i elementów wykonanych z różnych materiałów, takich jak węglik, proszek żelaza czy ceramika. Wysokowydajne systemy Roboworker znajdują zastosowanie w wymagających branżach, takich jak obróbka metali, motoryzacja, produkcja baterii i technologia medyczna.
Kontrola, etykietowanie i pakowanie części spiekanych
Proces spiekania jest jednym z najstarszych znanych sposobów produkcji, który swoje początki prawdopodobnie znajduje w formowaniu i wypalaniu porcelany. Idea ta polega na formowaniu materiału wyjściowego w surowej postaci, a następnie utrwalaniu go poprzez działanie ciepła i szklenia. Ten proces jest szeroko stosowany również w przypadku wielu małych metalowych części. Spiekanie umożliwia produkcję małych elementów o skomplikowanych kształtach w dużych ilościach - wyjaśnia Toralf Schramm, kierownik ds. systemów kontroli i pakowania w firmie Roboworker. Przykładowo, spiekana wkładka wieloostrzowa wymaga jedynie pokrycia, aby być gotową do użycia. Surowcem używanym w tym procesie są mieszanki różnych sproszkowanych metali, które tworzą ostateczny produkt o wysokiej wytrzymałości. Surowe formy są najpierw poddawane prasowaniu pod siłą nacisku od 16 do 400 ton, w zależności od materiału i zastosowania. Dzięki zagęszczeniu mieszanki proszków podczas procesu prasowania, surowe elementy są stabilne, a następnie dodatkowo zagęszczane podczas obróbki cieplnej w procesie spiekania. To właśnie nadaje obrabianym elementom wymaganą wytrzymałość.
Bardzo ważne jest aby żaden uszkodzony element nie opuścił hali. Dlatego gotowy produkt jest ponownie dokładnie testowany przed zapakowaniem. Zapewnia to optymalną jakość. Toralf Schramm dodaje: "Geometria części jest szczególnie ważna. Zastosowania w technologii medycznej lub przemyśle motoryzacyjnym mają niezwykle niskie tolerancje, więc każdy produkt musi być doskonały". Tolerancje te mieszczą się w zakresach niewidocznych dla ludzkiego oka. Dlatego RoboInspect sprawdza dokładność wymiarową i jakość obrabianego przedmiotu przy użyciu precyzyjnych technologii, które działają w zakresie mikrometrów. Pozwala to na niezawodną identyfikację i śledzenie najmniejszych defektów, takich jak miejscowe odpryski na krawędziach, a także wady kształtu i powłoki, dzięki szczegółowej dokumentacji.
Powlekane elementy są podawane do systemu na stosach palet. Aby zminimalizować liczbę odrzuceń, jonizator redukuje wszelkie obecne ładunki elektrostatyczne. Uwalnia to obrabiane elementy od przylegającego do nich pyłu czy zanieczyszczeń. Uwolnione zanieczyszczenia są odsysany przez wzmacniacz przepływu SMC serii ZH, aby zapobiec jego osadzaniu się wewnątrz maszyny lub zatykaniu się filtrów. Precyzyjne roboty umieszczają obrabiane elementy pojedynczo na specjalnej tacy, gdzie wysokowydajne, niezwykle czułe kamery sprawdzają je ze wszystkich stron. W ciągu kilku sekund następuje sprawdzenie różnych cech produktu takich jak: uszkodzenia krawędzi tnącej z dokładnością do 5 mikronów, wymiary dokładne do 0,01 milimetra oraz wady powierzchni o dokładności do 0,05 milimetra w zależności od jakości powierzchni obrabianego detalu. Następnie, w razie potrzeby, obrabiane elementy mogą zostać oznakowane laserowo przed umieszczeniem ich z powrotem na paletach. Ponadto, opcjonalnie mogą być one bezpośrednio pakowane, etykietowane i przygotowywane do wysyłki do użytkownika. "RoboInspect to rewolucyjna maszyna. Może być elastycznie rozbudowywana i działa z wysoką precyzją w procesie" - podkreśla Toralf Schramm. "Chwytaki i kamery muszą być w stanie bardzo dokładnie odwzorowywać złożone wzorce ruchu i zawsze znajdować się we właściwej pozycji".
Dostosowanie wszystkich wymagań poprzez automatyzację
W celu zapewnienia odpowiedniej kontroli nad spiekanymi częściami, procesy obsługi w RoboInspect muszą być niezawodne i precyzyjne. Ralf Trotzki, kierownik projektu ds. systemów kontroli i pakowania w Roboworker, wyjaśnia: "Wyzwaniem są zróżnicowane wymagania dotyczące sprężonego powietrza w różnych obszarach naszych maszyn. Na przykład, aby uwolnić elementy trzymane przez chwytak magnetyczny na płycie depozytowej, wymagane jest wyższe ciśnienie niż ustawione w systemie, aby osiągnąć odpowiednią siłę zwalniania. Dlatego wzmacniacz ciśnienia zwiększa ciśnienie w siłowniku zwalniającym tylko wtedy, gdy jest to konieczne, co pozwala zaoszczędzić dużo sprężonego powietrza". Wszystkie używane komponenty muszą zajmować jak najmniej miejsca i być niezawodne, ponieważ wymagania branżowe są bardzo wysokie, a przestrzeń w halach produkcyjnych jest ograniczona. W Roboworker odpowiednia technologia automatyzacji pochodzi głównie od SMC, spełniając wszystkie niezbędne wymagania na najwyższym poziomie.
Wyspy zaworowe serii SY stanowią pneumatyczne serce RoboInspect i zapewniają odpowiednie ciśnienie dla każdego zastosowania dzięki modułowej konstrukcji.
Timo Schlauch, Team Leader w SMC: "Eksperci Roboworker wiedzą, że mogą polegać na naszych rozwiązaniach. W końcu używają technologii SMC w swoich maszynach od 24 lat". Sercem automatyki pneumatycznej w RoboInspect jest są zaworowy rozdzelające serii SY. Mają one modułową konstrukcję, która umożliwia dostarczanie szerokiej gamy siłowników o różnych wymaganych ciśnieniach. Ponadto seria SY jest wyposażona w moduły magistrali szeregowej z protokołem EtherCAT, które łączą je w sieć z nadrzędnym sterownikiem maszyny i między sobą. "Oszczędza to wiele wysiłku związanego z projektowaniem i instalacją w porównaniu z indywidualnym okablowaniem, a cały system jest mniej podatny na usterki. Znacznie łatwiejsze i bardziej opłacalne staje się również utrzymanie i serwisowanie działającej instalacji" - mówi Timo Schlauch. "W tak złożonych instalacjach poszczególne procesy muszą być ze sobą optymalnie skoordynowane - także w systemie sterowania". Zawory z serii ITV firmy SMC są podłączone przed terminalem zaworowym dla niektórych procesów i precyzyjnie kontrolują siłę chwytaków pneumatycznych, aby uniknąć uszkodzenia obrabianych przedmiotów, na przykład podczas procesu pobierania i przenoszenia. Kompaktowa konstrukcja zaworu rozdzielającego serii SY umożliwia zdecentralizowany montaż bezpośrednio w modułowych zespołach Roboworker.
Wieloletnie doświadczenie oparte na zaufaniu i partnerstwie
Od 2010 roku wszystkie dostarczone przez Roboworker maszyny działają doskonale, dzięki idealnie dopasowanemu pakietowi automatyzacji od SMC."Wieloletnia współpraca z SMC pozwala nam zawsze znajdować i wykorzystywać odpowiednie technologie dla naszych maszyn z pełnym zaufaniem i pewnością" - podkreśla Toralf Schramm. W przyszłości eksperci z dziedziny inżynierii mechanicznej będą mieli również dostęp do nowo opracowanych, jeszcze bardziej kompaktowych terminali zaworowych, które zostaną zintegrowane bezpośrednio z ramionami robota. Wszystkie komponenty mają długą i niezawodną żywotność w produkcji na całym świecie, a jeśli zachodzi konieczność wymiany, sieć serwisowa i wsparcie SMC szybko wysyłają odpowiednie części do dowolnej lokalizacji.
