코봇 : 사출 성형기의 새로운 옵션

작성자 : Universal Robots, 애플리케이션 개발 담당 수석 관리자 Joe Campbell

30 년 전, 모든 운동 학적 구성의 완전 서보 제어 로봇은 사출 성형 응용 분야에 거의 배치되지 않았습니다. 가장 일반적인 방법은 기계에 장착 된 간단한 3 축 점대 점 직교 로봇을 배치하는 것이 었습니다. 플래 튼의 중심선에 도달하기에 충분한 Z (수직) 스트로크로이 간단한 로봇은 몰드에서 부품을 신속하게 추출하여 토트 또는 컨베이어로 전달했습니다.

20 년 전, 완전한 서보 제어 카테 시안 로봇이 보편화되어 팔 끝 공구의 정밀도와 제어력이 향상되었습니다. 15 년 전, 성형업자는 6 축 로봇을 점점 더 많이 적용하기 시작했습니다.

Universal Robots의 시계 로봇은 미네소타의 Dynamic Group, 일본의 Alpha Corporation 및 중국의 Xiamen Runner에서 사출 성형기를 사용합니다.

이러한 발전은 오늘날에도 계속되는 몇 가지 기술 및 비즈니스 동인에 의해 주도되었습니다.

• Post-mold processes. 고객은 더 완전한 부품과 어셈블리를 제공하기 위해 성형업자를 요구하고 있으며, 성형업자는 그들의 가치를 높이고 자합니다. 디그 팅, 트리밍, 폴리싱, 데코레이션, 조립, 래핑 및 패키징은 이제 자동화의 완벽한 후보가되는 일반적인 작업입니다.

• Improved surface finish.
  고객은 표면 마감에 대해 매우 높은 표준을 설정하고 있으며, 금형에서 최종 패키지 또는 배송 컨테이너까지 부품을주의해서 다루어야합니다.

• Shorter product life cycles. 제품 업데이트 및 새로운 도입 속도는 제조 공정의 지속적인 변화를 요구합니다.

• High mix/low volume. 재고를 줄이기위한 제품 주문 제작, 작은 로트 크기 및 주문형 생산으로 인해 단기적으로 운영되므로 설정이 더욱 까다로워집니다.
  
  

체코의 2K 트렌드에서 UR10 코봇은 사출 금형에 picks up inserts 를 픽업합니다.

지난 10 년 동안 플라스틱 프로세서는 협업 로봇 또는 "코봇"이라고하는 새로운 수준의 자동화를 채택하기 시작했습니다. 일반적으로 관절 형 팔 기술을 기반으로하는이 코봇은 사용자에게 안전 계층을 추가합니다. 표준 6 축 로봇에 대한 프로그래밍 기능 및 이동성. 코봇의 매력을 이해하려면 먼저 관절형 로봇이 인기있는 이유를 검토하는 것이 좋습니다.

6 축 로봇의 포지셔닝 유연성과 전체 작업 범위는 사출 성형에서 성공의 열쇠입니다. 추가 자유도는 자재 처리, 조립 및 기타 공정의 모든 단계에서 더 많은 선택과 옵션으로 변환되어 실제 공정 이점으로 이어집니다.

• Flexibility to execute pre- and post-mold processes. 성형 후 공정을 통해 인서트를 금형 및 가동 부품에 배치하면 복잡한 동작과 까다로운 각도 및 위치를 의미합니다.

• Reduced tooling costs. 4축 직교 로봇은 종종 운동 학적 한계를 보완하기 위해 복잡한 툴링이 필요합니다. 6 축 다 관절 로봇의 동작 범위와 유연성은 툴링과 그리퍼 비용 및 복잡성을 단순화합니다.

Universal Robots UR10 코봇은 미네소타 램지에있는 소형 사출 성형기 인 Dynamic Group에서 전체 사출 성형 공정을 처리합니다. 인서트의 "책틀"(왼쪽 근처)을 골라 몰드에 넣습니다. 오버 몰딩 된 부품이있는 프레임을 제거합니다. 트리밍 고정구 (가장 왼쪽)에 프레임을 배치합니다. 추가 핸드 라인을 위해 작업자 앞에 프레임을 배치합니다. 마지막으로, 코봇은 버튼을 눌러 다음 사이클을 시작합니다.

• Flexibility to load precision inserts. 6축 로봇의 포지셔닝 유연성과 반복성으로 정밀한 인서트를 획득하고 삽입할 수 있습니다.

• Complex part extraction simplified. 이젝터 없이 복잡한 부품을 제거하기는 어렵지만 6 축 로봇의 손재주로 인해 부품을 금형에서 부드럽게 빼낼 수 있습니다.

본의 Alpha Corporation은 처음으로 사출 성형 기계를 만들기 위해 산업용 로봇을 배치하는 것을 고려했지만 회사에 안전 펜싱을 세울 공간이 충분하지 않아 아이디어를 포기했습니다. 알파는 대신 사출 성형기의 키에 성형 플라스틱 인서트를 집어 넣고 UR 코봇을 선택했습니다.

• Flexibility to avoid obstacles. 타이 바, 슬라이드, 호스 및 클램프는 종종 부품 동작을 방해합니다. 6 축 로봇은 금형을 탐색 할 수있는 최고의 유연성을 제공합니다.

• Maintenance life. 6축 로봇은 밀봉되어 유지 보수가 줄고 가동 시간이 늘어납니다. 사출 성형에서 대부분의 직교 로봇은 드라이브 트레인이 노출되므로 정기적 인 유지 보수가 필요합니다.

• Flexible mounting options. 레이아웃, 도달 거리 및 사이클 시간을 최적화하기 위해 많은 6 축 로봇을 다양한 방향으로 장착 할 수 있습니다. 일반적인 설치는 후면 개구부에 바닥 또는 받침대 장착이지만 벽 또는 천장 설치에 ​​다른 옵션을 사용할 수 있습니다. 대부분의 6 축 로봇의 경우 장착 방향이 고정되어 있으며 로봇을 제작하는 동안 공장에서 설정해야합니다. 다른 모델에서는 현장에서 방향을 빠르게 설정할 수 있습니다.
  
  

Universal Robots의 UR5는 Dynamic Group의 직교 로봇과 함께 작동합니다. 직교 로봇이 성형 된 부품을 슬라이드 아래로 떨어 뜨릴 때 근접 센서가 경보를 울리고 UR 코봇을 활성화합니다.이 로봇은 부품을 집어 올리는 데 사용합니다.

• Low overhead clearance. 직교 로봇은 주요 단점이 있습니다. 수직 (Z) 축은 로봇 중심선 위로 뻗어 있습니다. 복잡하고 값 비싼 텔레 스코핑 Z 축이 없으면 천장 높이는 최소한 Z 축 확장만큼 높아야합니다. 많은 설비에서 도관, 와이어 트레이, 물, 증기 및 화재 진압 배관은 불가능하지는 않지만이를 어렵게 만듭니다. 천정이 매우 낮은 시설에서도 사출기 위에 6 축 로봇을 장착 할 수 있습니다.

• Efficient use of floorspace. 모든 공장에서 바닥 공간은 항상 비쌉니다. 또한 성형 업체가 제품에 점점 더 많은 사전 및 사후 금형 처리를 추가함에 따라 기계 주변 공간의 수요는 더욱 커지고 있습니다. 6 축 로봇의 기계 장착은 6 축 유연성의 이점을 제공하는 동시에 2 차 작업을위한 공간을 확보합니다.

• Easy machine access. 금형을 교체해야하며 유지 관리 부서에도 액세스해야합니다. 기계 또는 오버 헤드에 6축 로봇을 장착하면 필요할 때 명확하게 접근할 수 있습니다.

일본의 Alpha Corporation에 UR 코봇을 설치하면 생산성이 크게 향상되어 자동차 키의 성형 공정에서 생산량이 20 % 증가합니다.

 THE COBOT ADVANTAGE

사출 성형 시장에서 코봇 사용이 폭발적으로 증가하고 있습니다. 코봇은 위에서 언급 한 6 축 이점을 모두 제공하지만 기존 자동화로는 사용할 수 없었던 중요한 이점을 제공합니다.

• MORE floorspace.
  협동로봇은 인간과 가까운 곳에서 안전하게 작업 할 수있는 능력으로 유명했습니다. 적절하게 적용 (위험 평가 후)하면 코봇은 종종 전통적인 자동화와 관련하여 무겁고 비싸고 공간 집약적 인 안전 펜싱 및 출입문이 필요하지 않습니다. 협업 특성으로 인해 바닥이나 받침대에 설치 한 경우에도 더 많은 바닥 공간을 확보 할 수 있으며 안 전문을 열거 나 경보를 해제하지 않고도 로봇의 작업 영역에 빠르게 액세스 할 수 있습니다 (단, 로봇 자체는 센서, 속도 및 토크 제한으로 설계되어 사람, 팔 끝 공구 또는 작업자가 취급하는 부품 주위를 안전하게 보호하기 위해 기계적 또는 전기 광학적 보호 장치가 없어도 위험에 노출 될 수 있습니다.)

• Operators engaged. 코봇은 작업자, 다른 코봇 및 기계에 근접하여 안전하게 작동하도록 설계되었습니다. 숙련된 작업자와 코봇 간의 상호 작용을 극대화하는 것은 로봇이나 작업자를 단독으로 사용하는 것보다 생산적 일 수 있습니다.

여기에 Dynamic Group에서 볼 수 있듯이 코봇을 프레스에서 프레스로 쉽게 이동할 수 있습니다.

• Portability. 가볍고 설정 및 프로그래밍이 쉬운 코봇은 종종 제조 도구로 취급되며 생산 믹스 및 일정 요구에 따라 기계에서 기계로 이동합니다. 코봇은 롤링베이스 또는 카트에 성공적으로 장착되었으며 짧은 부품 실행을 위해 제자리에 바퀴가 달려 있습니다. 다른 설비는 코봇을 기계로 옮길 수 있도록 자성베이스 또는 고정밀 콜릿 마운팅을 사용했습니다.

• Easy to program – 일부 코봇은 매우 직관적 인 프로그래밍을 제공하므로 성형기 및 기타 주변 장치에 대한 설정, 프로그래밍 및 인터페이스가 매우 간단합니다. 학습 할 특수 소프트웨어 언어가 없어도 무상 교육을 사용하더라도 운영 비용이 저렴하며 중소 규모의 운영에서도 로봇 자동화를 성공적으로 구현할 수 있습니다.

• Low cost/fast ROI. 코봇은 자동화 구현 방식을 변화시키고 있습니다. 단순화 된 프로그래밍 및 설정, 그리퍼 및 비전 시스템과 같은 사전 엔지니어링 된 주변 장치, 가드 감소 또는 감소는 모두 기존 로봇 비용의 약 절반으로 자동화에 추가됩니다. 코봇 시스템은 일반적으로 $ 75,000 범위에 설치되며, 이는 일반적으로 6-9 개월 내에 매우 빠른 ROI를 의미합니다.

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