Projektowanie i budowanie zrobotyzowanej produkcji jest procesem trudnym, który wymaga odpowiedniej wiedzy z zakresu robotyki oraz wielu innych dziedzin technologii procesowej. Szczególnie skomplikowane jest bez wątpienia projektowanie zrobotyzowanych gniazd technologicznych, ponieważ wymaga to dodatkowych umiejętności analitycznych oraz abstrakcyjne myślenie tak potrzebnego do optymalnego zaprojektowania takich rozwiązań. Jakie są najpowszechniej wykorzystywane rodzaje zrobotyzowanych gniazd technologicznych i jak one działają?
Proste i złożone gniazda technologiczne
Wysoka wydajność stanowisk zrobotyzowanych jest wynikiem przede wszystkim dobrej organizacji pracy, a także odpowiedniego zgrupowania poszczególnych operacji. Czasy pomocnicze ulegają skróceniu do minimum w wyniku przyspieszenia ruchów jałowych robota oraz jego urządzeń pomocniczych, a także prawidłowo działającego sterowania automatycznego.
Gniazda technologiczne mogą mieć prostą konstrukcję, składającą się z jednego robota i np. stanowiska załadowczo-rozładowczego, której obsługą zajmuje się wyspecjalizowany operator, jak również mogą być większe i o wiele bardziej skomplikowane (większa liczba robotów i urządzeń technologicznych).
Najczęściej proste gniazdo technologiczne składa się ze stołu obrotowego o pionowej lub poziomej osi obrotu wyposażonego w dwa przyrządy. Detale na stanowisku załadowczym zostają włożone i zamocowane w przyrządzie. Jednocześnie robot spawa zespół w drugim przyrządzie, a po wykonaniu całej operacji stół obraca się, natomiast operator wyjmuje gotowy detal i cały cykl rozpoczyna się od nowa. Opisany proces dotyczy najprostszych gniazd zrobotyzowanych, które często określa się również jako stanowiska zrobotyzowane.
Znacznie trudniejsze do projektowania i budowy są zrobotyzowane gniazda technologiczne, w których ze względu na krótki czas taktu konieczne jest wykonanie wielu, niejednokrotnie wysoce skomplikowanych operacji. Używa się w tym celu większej ilości robotów i kilka urządzeń dodatkowych, odpowiednio zainstalowanych i współpracujących ze sobą. Cały proces wymaga dodatkowo przeprowadzenia zaawansowanych analiz oraz obliczeń, których nadrzędnym celem jest uzyskanie optymalnego, żądanego taktu gniazda.
Zrobotyzowane gniazdo odlewnicze
Ciekawym rodzajem gniazd technologicznych jest zrobotyzowane gniazdo odlewnicze, którego konstrukcja oparta jest na prasie okrawającej z układem chłodzenia odlewu, a także ważeniem złomu. Jest to innowacyjne rozwiązanie, które pozwala na okrawanie uzyskanego odlewu z materiału zbędnego (nadlewy, kanały wlewowe, uchwyt technologiczny), pozostawiając na okrojniku gotowy wyrób.
W ramach tego urządzenia stosuje się rozwiązanie pozwalające na schłodzenie detalu (proces niezbędny w technologii produkcji) oraz umożliwiające po okrojeniu zważenie materiału odpadowego. Celem tego typu ważenia jest możliwość ponownego użycia materiału w znanej ilości jako wsad do pieca (realizacja obiegu zamkniętego złomu wewnątrz gniazda odlewniczego).
Budowa zrobotyzowanego gniazda technologicznego
Zrobotyzowane gniazdo technologiczne składa się ze stanowisk, w których skład wchodzi robot wyposażony w aplikację, dzięki której może on wykonywać określoną wcześniej operację technologiczną.
Gniazdo to również przyrządy mocujące i ustalające detale, a także urządzenia w zakresie transportu technologicznego w obrębie zrobotyzowanego gniazda. W jego konstrukcji mogą znaleźć się również urządzenia transportowe do pobierania określonych detali z zewnątrz gniazda, a także rozwiązania wykorzystywane do transportowania gotowego już zespołu poza gniazdo. Nie można, oczywiście, zapominać o odpowiednim sterowaniu oraz wygrodzeniu.
Gniazdo może posiadać również wiele innych dodatkowych urządzeń, w zależności od wykonywanych zadań technologicznych, np. urządzenia do podawania kołków, nakrętek lub śrub, kleju, masy wyciszającej czy aparaturę spawalniczą lub odlewniczą (patrz wyżej).
Roboty pracujące w gnieździe wykonują operacje podstawowe, czyli np. łączenie detali w zespół, a także pomocnicze, a więc m.in. pobieranie detali z zasobnika i wkładanie ich do przyrządu, transport pomiędzy stanowiskami w gnieździe oraz odkładanie gotowego zespołu wykonanego w gnieździe. Roboty mogą wykonywać również inne operacje lub zabiegi za pomocą specjalnych rozwiązań, jak np. przesuw lub obrót przyrządów, operacje kontrolno-pomiarowe czy też kalibrację robotów.