چگونه انتخاب آبراسیو بر عملکرد آسیاب رباتیک تاثیر می گذارد
وقتی سازندگان به آسیاب رباتیک فکر می کنند، اولین چیزی که معمولاً به ذهن می رسد ربات است.
از چه نوع رباتی باید استفاده کرد؟ چند محور مورد نیاز است؟ با چه سرعتی می تواند حرکت کند؟ آیا می تواند قطعات کار پیچیده را مدیریت کند؟
اینها سؤالات مهمی هستند، اما مؤلفه دیگری وجود دارد که می تواند تأثیر به همان اندازه در نتیجه نهایی داشته باشد:ابزار ساینده.
یک سیستم سنگ زنی رباتیک می تواند یک ربات صنعتی با کارایی بالا، برنامه ریزی دقیق و فناوری کنترل پیچیده داشته باشد، اما اگر تسمه ساینده، چرخ سنگ زنی، چرخ تماس یا پارامترهای فرآیند به درستی انتخاب نشده باشند، باز هم نتایج ضعیفی به همراه خواهد داشت.
برای تولید کنندگان شیرآلات، سخت افزار حمام، قطعات ریخته گری شده، قطعات خودرو و سایر محصولات فلزی، درک رابطه بین پارامترهای ساینده و سنگ زنی برای ساخت یک فرآیند تکمیل خودکار قابل اعتماد ضروری است.
سنگ زنی اساساً یک فرآیند کنترل شده حذف مواد است.
یک ساینده حاوی بسیاری از ذرات برش کوچک است که با سطح قطعه کار تعامل دارند. همانطور که ماده ساینده روی فلز حرکت می کند، این ذرات مواد را حذف کرده و سطح جدیدی ایجاد می کنند.
بسته به کاربرد، تولیدکنندگان ممکن است از محصولات ساینده مختلفی استفاده کنند، از جمله:
- تسمه های ساینده
- چرخ های سنگ زنی
- چرخ های فلپ
- دیسک های ساینده
- چرخ پولیش
- ابزارهای ساینده غیر بافته
انتخاب به مواد، هندسه، مقدار موادی که باید برداشته شود و سطح مورد نظر بستگی دارد.
برای کاربردهای سنگ زنی رباتیک، انتخاب ساینده اهمیت بیشتری پیدا می کند زیرا ربات از یک فرآیند تعریف شده پیروی می کند. اگر ساینده نامناسب باشد، صرفاً افزایش سرعت یا فشار روبات ممکن است مشکل را حل نکند.
کل فرآیند باید به عنوان یک سیستم در نظر گرفته شود.
یکی از مهمترین ویژگی های ساینده اندازه دانه است.
سایندههای درشتتر معمولاً زمانی استفاده میشوند که مقدار نسبتاً زیادی از مواد باید حذف شوند.
برای مثال، پس از ریختهگری، بدنه شیر آب ممکن است دارای خطوط جداکننده، دروازهها، سوراخها یا سایر عیوب سطحی باشد. ممکن است برای از بین بردن موثر این عیوب به یک فرآیند سنگ زنی تهاجمی نیاز باشد.
ساینده های ریزتر معمولاً برای آماده سازی سطح بعدی استفاده می شوند.
بنابراین، یک توالی تکمیل معمولی ممکن است قبل از پرداخت، از سنگ زنی تهاجمی تر به سمت پرداخت ظریف تر حرکت کند.
توالی دقیق به مواد و نیازهای سطح مشتری بستگی دارد.
استفاده از یک ماده ساینده که در طول عملیات تکمیلی بیش از حد درشت است می تواند خراش های عمیقی ایجاد کند که نیاز به پردازش اضافی دارد.
از سوی دیگر، استفاده از ساینده ای که در هنگام حذف مواد سنگین بسیار ریز است، می تواند بهره وری را کاهش دهد و مصرف ساینده را افزایش دهد.
هدف صرفاً انتخاب بهترین ساینده ممکن نیست.
هدف این است که انتخاب کنیدساینده مناسب برای هر مرحله از فرآیند.
یک تصور غلط رایج این است که اعمال فشار بیشتر همیشه باعث آسیاب سریعتر می شود.
در واقع، فشار بیش از حد می تواند مشکلات متعددی ایجاد کند.
فشار بیش از حد ممکن است باعث شود:
- حذف بیش از حد مواد
- تولید گرما
- سایش زودرس
- تغییر شکل سطح
- افزایش مصرف انرژی
فشار ناکافی نیز می تواند مشکل ساز باشد.
ساینده ممکن است به طور موثر با قطعه کار درگیر نشود و در نتیجه حذف مواد ضعیف و پردازش ناپایدار شود.
به همین دلیل است که کنترل نیرو بخش مهمی از بسیاری از سیستم های سنگ زنی رباتیک است.
به جای اینکه صرفاً به ربات فرمان دهد تا در یک مسیر ثابت حرکت کند، یک سیستم به درستی طراحی شده می تواند تعامل بین ابزار و قطعه کار را کنترل کند.
این به ویژه هنگام پردازش سطوح منحنی یا نامنظم مفید است.
هنگامی که از تسمه های ساینده برای سنگ زنی رباتیک استفاده می شود، چرخ تماس نقش مهمی در تعیین نحوه تعامل ساینده با قطعه کار ایفا می کند.
ویژگی های مختلف چرخ تماس می تواند رفتارهای مختلف سنگ زنی ایجاد کند.
یک چرخ تماس سخت تر ممکن است عمل برش تهاجمی تری را ارائه دهد، در حالی که یک پیکربندی نرم تر می تواند انطباق بیشتری را با سطوح خاصی فراهم کند.
انتخاب مناسب بستگی به موارد زیر دارد:
- مواد قطعه کار
- هندسه سطح
- حذف مواد مورد نیاز
- نوع ساینده
- پرداخت سطح مورد نظر
برای مثال، برای بدنه شیرهای منحنی، سیستم سنگ زنی باید هندسه متغیر محصول را در خود جای دهد.
تنظیم سنگ زنی سفت و سخت که روی یک جزء مسطح به خوبی کار می کند ممکن است لزوماً نتایج یکسانی را در ریخته گری منحنی پیچیده ایجاد نکند.
این یکی از دلایلی است که چرا سلولهای سنگزنی رباتیک باید حول قطعه کار واقعی طراحی شوند تا اطراف ربات.
سرعت ربات یکی دیگر از پارامترهای مهم است.
اگر ربات خیلی سریع حرکت کند، ساینده ممکن است زمان کافی برای حذف مقدار مورد نیاز مواد را نداشته باشد.
اگر ربات خیلی آهسته حرکت کند، راندمان تولید می تواند کاهش یابد و گرمای بیش از حد تولید شود.
سرعت صحیح بستگی به فرآیند کامل دارد، از جمله:
- ویژگی های ساینده
- مواد قطعه کار
- فشار تماسی
- هندسه ابزار
- کیفیت سطح مورد نیاز
- نرخ حذف مواد
این بدان معناست که صرفاً برنامهریزی یک ربات برای حرکت سریعتر لزوماً بهرهوری را افزایش نمیدهد.
یک رویکرد بهتر، بهینه سازی کل فرآیند سنگ زنی است.
هدف باید دستیابی به کیفیت سطح مورد نیاز در کوتاه ترین زمان چرخه عملی و در عین حال حفظ پایداری مصرف ابزار و کیفیت محصول باشد.
فلزات مختلف در هنگام سنگ زنی رفتار متفاوتی دارند.
فولاد ضد زنگ، برنج، آلومینیوم و آلیاژهای دیگر ویژگی های مکانیکی و حرارتی متفاوتی دارند.
به عنوان مثال، برخی از مواد می توانند گرمای قابل توجهی را در حین آسیاب ایجاد کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است تمایل به بارگیری مواد ساینده داشته باشند.
این می تواند تأثیر بگذارد:
- راندمان برش
- زندگی ساینده
- زبری سطح
- تولید گرما
- زمان چرخه
تولید شیر آب نمونه خوبی است.
اجزای برنجی ممکن است به استراتژی سنگ زنی متفاوتی نسبت به اجزای فولاد ضد زنگ نیاز داشته باشند، حتی اگر محصولات دارای اشکال مشابه باشند.
بنابراین یک فرآیند خودکار موفق با درک مواد و الزامات سطح آغاز می شود.
تمایز مهم دیگر بین سنگ زنی و پرداخت است.
اگرچه این فرآیندها ارتباط نزدیکی دارند، اما اهداف متفاوتی را دنبال می کنند.
سنگ زنی در درجه اول برای حذف کنترل شده مواد و آماده سازی سطح استفاده می شود.
پولیش بیشتر روی پالایش سطح و دستیابی به ظاهر بصری مورد نیاز تمرکز دارد.
برای یک شیر آب که در نهایت روکش آینه ای دریافت می کند، فرآیند سنگ زنی نیاز به ایجاد یک پایه به اندازه کافی یکنواخت دارد.
اگر پس از سنگ زنی خراش های عمیق یا عیوب سطحی عمده باقی بمانند، فرآیند پرداخت ممکن است به زمان بیشتری برای از بین بردن آنها نیاز داشته باشد.
به همین دلیل است که یک فرآیند پرداخت با کیفیت بالا اغلب با یک فرآیند سنگ زنی به خوبی کنترل شده آغاز می شود.
بنابراین در یک خط تولید خودکار، سنگ زنی و پرداخت باید به عنوان مراحل متصل در نظر گرفته شود تا عملیات کاملاً مستقل.
سنگ زنی دستی به شدت به تجربه اپراتور بستگی دارد.
یک کارگر با تجربه ممکن است به طور غریزی فشار، زاویه و حرکت را بسته به شرایط قطعه کار تغییر دهد.
با این حال، تعیین مقدار بسیاری از این دانش دشوار است.
سیستم های رباتیک فرصتی را برای تبدیل این تجربه به پارامترهای فرآیندی قابل تکرار فراهم می کنند.
مهندسان می توانند تعریف و بهینه سازی کنند:
- مسیر حرکت ربات
- موقعیت های ابزار
- فشار سنگ زنی
- نرخ خوراک
- زمان پردازش
- دنباله ساینده
هنگامی که فرآیند تأیید شد، پارامترهای مشابه را می توان در دسته های تولیدی بزرگ بازتولید کرد.
این به ویژه برای تولیدکنندگانی که نیاز به کیفیت ثابت در چندین نوبت کاری دارند بسیار ارزشمند است.
پروژه های آسیاب رباتیک موفق معمولاً قبل از تولید کامل نیاز به آزمایش فرآیند دارند.
یک تولید کننده ممکن است ده ها مدل محصول مختلف داشته باشد و هر کدام می تواند هندسه کمی متفاوت داشته باشد.
مهندسان به جای این که فرض کنند یک برنامه آسیاب برای هر محصول کار می کند، می توانند آزمایش کنند:
- نوع ساینده
- اندازه دانه
- فشار سنگ زنی
- سرعت ربات
- زاویه ابزار
- تعداد پاس های سنگ زنی
- وضعیت نهایی سطح
هدف یافتن ترکیبی پایدار از پارامترها است.
هنگامی که فرآیند تأیید شد، پارامترها می توانند در برنامه و سیستم تولید ربات گنجانده شوند.
این رویکرد خطر انتقال یک فرآیند دستی نامناسب را به طور مستقیم به اتوماسیون کاهش می دهد.
یک سلول سنگ زنی رباتیک بسیار بیشتر از یک ربات صنعتی است.
ربات حرکت و تکرارپذیری را فراهم می کند، اما نتیجه کلی به تعامل بین ربات، سیستم ساینده، کار، برنامه نویسی و مهندسی فرآیند بستگی دارد.
در Xiamen Dingzhu Intelligent Equipment Co., Ltd.، ما راه حل های اتوماسیون سنگ زنی و پرداخت سفارشی را برای تولید کنندگان محصولات فلزی، از جمله سخت افزار حمام و سایر قطعات ریخته گری توسعه می دهیم.
سیستمهای ما را میتوان با رباتهای صنعتی از برندهای پیشرو مانند FANUC و ABB ادغام کرد، در حالی که فرآیند سنگزنی و پرداخت مطابق با الزامات قطعه کار و تکمیل خاص طراحی میشود.
این رویکرد در سطح سیستم به ویژه برای محصولات پیچیده مانند شیرآلات مهم است، جایی که هندسه سطح و الزامات آرایشی می تواند تکمیل خودکار را چالش برانگیزتر کند.
سنگ زنی رباتیک صرفاً حرکت دادن یک ربات در یک مسیر از پیش تعریف شده نیست.
کیفیت یک فرآیند آسیاب خودکار به بسیاری از عوامل به هم پیوسته بستگی دارد، از جمله انتخاب ساینده، اندازه دانه، فشار تماس، پیکربندی ابزار، سرعت ربات، مواد قطعه کار و نیازهای سطح.
هنگامی که این پارامترها به درستی بهینه شوند، سنگ زنی رباتیک می تواند حذف مواد ثابت، کیفیت سطح پایدار، زمان چرخه قابل پیش بینی و راندمان تولید را بهبود بخشد.
برای سازندگانی که از تکمیل دستی به اتوماسیون می روند، سوال اصلی نباید به سادگی باشد:
"کدام ربات را بخریم؟"
یک سوال بهتر این است:
"چگونه می توانیم فرآیند کامل سنگ زنی را برای دستیابی به کیفیت سطح و راندمان تولید مورد نیاز خود طراحی کنیم؟"
این تغییر دیدگاه همان چیزی است که یک بازوی رباتیک را به یک راهحل تکمیل خودکار سطح واقعی تبدیل میکند.
