10-10-2010, 00:00
Symulacja poprawia efektywność rozwiązań automatyzacji Uniwersalny system odkładczy - usprawnienie procesów tłoczenia i wykrawania
W celu zwiększenia efektywności i stopnia automatyzacji nowoczesnych procesów produkcyjnych coraz częściej stosuje się systemy modułowe, umożliwiające łatwą modyfikację układów i dostosowanie ich do zmieniających się potrzeb. Firma SCHUNK, specjalista w dziedzinie systemów mocowań i automatyki przemysłowej, idzie krok dalej i proponuje, oprócz obszernego programu modułów chwytakowych, obrotowych i liniowych, rozwiązania konstrukcyjne SCHUNK Engineering. Umożliwia on symulację i modyfikację wybranych zespołów modułów i systemów automatyzacji na wstępnym etapie projektowania. Dzięki temu integratorzy systemów i biura konstrukcyjne mogą już w początkowej fazie projektu wyeliminować błędy i zoptymalizować rozwiązania, wybierając wydajniejsze i oszczędniejsze urządzenia.
Przykładem wykorzystania wirtualnych prototypów jest projekt niemieckiej firmy KIWI-Automations GmbH & Co. KG. Z pomocą SCHUNK Engineering firma ta stworzyła dokładny system odkładczy do odkuwek prasowanych, tłoczonych i innych elementów produkowanych seryjnie. Powstało uniwersalne, ekonomiczne rozwiązanie modułowe, spełniające najwyższe wymagania odnośnie do uzyskiwanej jakości i pewności procesów. Znaczny wzrost wymagań jakościowych stawianych produkcji seryjnej i masowej w ostatnich latach oraz wytwarzanie coraz bardziej złożonych elementów skutkują zwiększeniem oczekiwań w stosunku do stosowanych rozwiązań, precyzji wykonania oraz odpowiedniego składowania i przechowywania. System odkładczy opracowany dzięki współpracy firm KIWI i SCHUNK odznacza się wysokim bezpieczeństwem i dokładnością pracy nawet przy bardzo szybkich cyklach. Delikatnie i pewnie pozycjonuje odkuwki do dalszej obróbki, a w porównaniu z pracą ludzkich rąk jest znacznie wydajniejszy, zachowując regularność i stałą prędkość cykli.
Dotychczasowy proces projektowania nowych rozwiązań pochłaniał znaczną ilość czasu i spore nakłady pieniężne, opierając się w dużym stopniu na żmudnych rysunkach i wyliczeniach oraz konstrukcji drogich prototypów. Firma SCHUNK proponuje przeniesienie wielu kroków rozwoju nowych pomysłów na platformę wirtualną. Za pomocą najnowszego oprogramowania oferuje możliwość symulacji funkcjonowania prototypów i ich optymalizację, np. poprzez odpowiedni rozkład śrub i wzmocnień czy miejsc działania sił w poszczególnych komponentach. Dzięki temu bardzo szybko otrzymujemy informacje o możliwości deformacji lub działaniu systemu przy określonych obciążeniach i mamy również możliwość porównania różnych wariantów. Uzyskane wyniki ułatwiają wybór optymalnego rozwiązania i pozwalają na szybkie wykrycie i poprawienie jego słabych stron jeszcze przed stworzeniem prototypu.
SCHUNK Engineering jest wewnętrznym systemem ekspertowym, pozwalającym na koordynację komputerowego wspomagania prac inżynierskich CAE (ang. Computer Aided Engineering) w różnych projektach, wykorzystanie efektywnych systemów do wyliczeń oraz zbieranie wniosków, które zostają następnie wykorzystane w praktyce. SCHUNK dysponuje bogatym katalogiem symulacji różnych zadań pośrednich, które mogą być łączone w rozwiązania indywidualnie dopasowane do oczekiwań klienta.
W ten sposób można np. obliczyć podstawowe parametry dla techniki liniowej i portalowej, co pozwala na wybór z obszernej oferty firmy SCHUNK odpowiednich napędów liniowych i tworzenie optymalnej kombinacji osi.
SCHUNK Engineering umożliwia trzy stopnie symulacji:
W miarę rozwoju danego projektu powstają coraz bardziej kompleksowe rozwiązania. Do pierwszego modelu symulacji wystarczy plan kombinacji osi, z podaniem ich typów, wymiarów i ciężarów. Pliki CAD konstrukcji otoczenia są przydatne, ale nie niezbędne. Po analizie modalnej w krótkim czasie powstaje symulacja prawie wolnego od drgań, sztywnego układu osi. Na tej podstawie można wykonać szybką i pewną ocenę systemu pod względem stosunku sztywności do masy i określić wymagania sztywności wobec otaczającej konstrukcji.
W drugim stopniu analizy uwzględnia się dodatkowo obciążenia i parametry kinematyczne, takie jak droga, prędkość i przyśpieszenie. Symulacja ukazuje odkształcenia i obciążenia w różnych środowiskach. Dodatkowo możliwe jest oszacowanie obciążeń maksymalnych i żywotności systemu.
Trzeci stopień obejmuje symulację konkretnych cykli jako ciąg mniejszych odcinków czasu. W ten sposób można ocenić ruchy i odkształcenia systemu podczas pracy. Ustala się spodziewany udział obciążeń dynamicznych oraz wysokość, miejsce i okresy obciążeń, uzależnione od rodzaju cyklu.
W krótkim czasie powstaje modułowy system odkładczy, który umożliwia szybkie dopasowanie do wymagań produkcji w najróżniejszych branżach. Półprodukty są transportowane przez oś buforującą na stanowisko odkładcze, następnie odbierane przez wbudowany system chwytający i odkładane do odpowiednich pojemników. System odkładczy KIWI obsługuje wszystkie tradycyjne zasobniki, które odpowiadają wymiarom europalety, takie jak pojemniki siatkowe, opakowania typu blister czy pojemniki KLT, a rozwiązanie typu tandem pozwala na wymianę pełnych zbiorników bez przerywania procesu produkcyjnego.
W celu dopasowania do wymagań produkcji, np. rodzaju i wielkości wytwarzanych elementów i pojemników załadunkowych, istnieje możliwość odpowiedniego rozplanowania strefy buforowej i systemu chwytającego oraz uzupełnienia ich o dodatkowe elementy.
W wersji podstawowej (typ AGA 2400-2) zakres ruchu poszczególnych osi systemu przedstawia się następująco: osi X - 2400 mm, osi Y - 1220 mm, osi Z - 900 mm. Wymiary (długość, szerokość, wysokość) wynoszą: 4000 × 2100 × 3500 mm. Maksymalna nośność osi Z to 15 kg. Jako osie liniowe stosowane są wytrzymałe i precyzyjne moduły liniowe z napędem paskowym i prowadnicami szynowymi systemu HSB firmy SCHUNK.
Korzyści z systemu SCHUNK Engineering są nie tylko bezpośrednio związane z fazą projektowania. Symulacja umożliwia stworzenie systemu o optymalnych parametrach, charakteryzującego się długą żywotnością i precyzją. Ponieważ możliwe jest rozważenie różnych scenariuszy i wybranie rozwiązania adekwatnego do potrzeb danej produkcji, do przeszłości należą systemy przesadzone pod względem konstrukcyjnym, ze zbyt dużymi marginesami bezpieczeństwa. W związku z tym obniżeniu ulegają koszty modułów oraz zmniejszają się waga i zapotrzebowanie energetyczne całej instalacji. Wirtualne projektowanie przyczynia się tym samym do znacznych oszczędności przedsiębiorstwa oraz ochrony środowiska.
Artykuł został dodany przez firmę
SCHUNK to firma rodzinna, będąca światowym numerem jeden w zakresie technologii mocowania i systemów chwytakowych – od najmniejszego chwytaka równoległego do największego programu szczęk tokarskich.
Inne publikacje firmy
Podobne artykuły
Komentarze