Jak to jest z wkręcaniem i montażem?

Najpopularniejszymi aplikacjami w których obecnie wykorzystuje się roboty Universal Robots to procesy Pick&Place oraz ich pochodne. Są to między innymi paletyzacja, pakowanie czy też obsługa maszyn. Coraz popularniejsze stają się jednak zrobotyzowane stanowiska, w których nie wykorzystuje się chwytaków, a dedykowane narzędzia. Są to np. szlifowanie, spawanie czy też wkręcanie śrub.

Ten artykuł będzie poświęcony właśnie tej ostatniej czynności. Z pomocą tym razem przychodzi nam firma Robotiq, która niedawno wypuściła nowe narzędzie – Screwdriver, który jest dedykowany dla aplikacji wkręcania śrub i montażu.

Zrobotyzowane a manualne wkręcanie

Pomimo szerokiego wachlarza zalet automatyzacji procesu wkręcania, takich jak powtarzalność, wydajność czy odciążenie człowieka, należy także wspomnieć o jego ograniczeniach. Przede wszystkim proces ten musi być systematyczny. Żeby zastosowanie cobotów dla tej aplikacji się opłacało, śruby powinny być określonych rozmiarów. Duża zmienność elementów montażowych może spowodować konieczność częstych ingerencji człowieka w zrobotyzowane stanowisko.

Przykładowo – mając kilka rodzajów śrub nie powinno się stosować dedykowanej wkrętarki dla jednego ich rodzaju. Takie rozwiązanie będzie mało elastyczne, a także ograniczy przemodelowanie stanowiska w przypadku zmiany parametrów projektu, czy też samego produktu. Natomiast w przypadku, gdy detali i śrub są dziesiątki, czy nawet setki, warto najpierw pochylić się właśnie nad samą systematyzacją produkcji, a następnie nad robotyzacją poszczególnych etapów wkręcania.

Safety first!

Bezpieczeństwo i analiza ryzyka dla zrobotyzowanych stanowisk jest kluczową sprawą. Niestety wkręcanie zazwyczaj nie będzie aplikacją współpracującą, ze względu na duże momenty obrotowe śrub, czy ich niewielkie powierzchnie potencjalnego styku z ciałem człowieka. Stąd często do wdrożenia cobota do procesów montażowych zatrudniane są firmy integratorskie.

Zastosowanie cobota i dedykowanego narzędzia, takiego jak Robotiq Screwdriver, umożliwia natomiast zaprogramowanie robota własnymi zasobami. Wynika to z prostoty połączenia urządzeń oraz ich intuicyjnej obsługi. Wracając do bezpieczeństwa – stanowiska, które obejmują wkręcanie często są wygradzanie siatkami lub kurtynami świetlnymi.

Jakie narzędzie wybrać?

Narzędzia dedykowane do automatycznego wkręcania śrub dzielą się między innymi na pneumatyczne, magnetyczne i automatyczne systemy podawania. Do pierwszej grupy zalicza się wcześniej wspomniany Robotiq Screwdriver, a ich zaletą jest fakt, że są one proste w montażu i obsłudze oraz nie zużywają dużo powietrza. Minusem jest natomiast fakt, że wkrętarka przy pobieraniu śruby działa jak odkurzacz i może wciągnąć mniejsze zanieczyszczenia w głąb systemu.

Systemy magnetyczne, w przeciwieństwie do pneumatycznych, używają bitów ferromagnetycznych do pobrania śruby oraz do jej wkręcenia. Stąd system ten jest nieco ograniczony. Ponadto śruby mają mały potencjalny kąt najazdu w porównaniu do pneumatycznych wkrętarek. Natomiast automatyczne systemy podawania cechują się tym, że narzędzie wkręcające ma podawane śruby bezpośrednio na jego koniec, przez co nie musi wykorzystywać zewnętrznego podajnika śrub. Jest to na pewno system o największej wydajności, natomiast jest on także najdroższy oraz najmniej elastyczny.

Każdy z tych rodzajów ma swoje zalety oraz wady, natomiast najbardziej elastycznym rozwiązaniem wydają się być narzędzia pneumatyczne. Dzięki temu, że nie musimy wykorzystywać bitów ferromagnetycznych oraz de facto wystarczą do niego jedynie dwa urządzenia, możemy łatwo i efektywnie dostosować aplikację do naszych potrzeb.

Robotiq Screwdriving Kit – prosty w programowaniu i obsłudze, jakie ma ograniczenia?

Jak już wcześniej wspomniałem – Robotiq Screwdriver jest narzędziem pneumatycznym. Natomiast do całego Screwdriving Kit, poza wkrętarką, zaliczają się także podajnik śrub, oprogramowanie Force Copilot umożliwiające lepsze monitorowanie i dostosowywanie siły docisku, zestaw przewodów oraz bitów. W przypadku zakupu tego zestawu nie trzeba już posiłkować się dodatkowymi urządzeniami peryferyjnymi – wszystko jest w zestawie.

To wszystko – w połączeniu z intuicyjnym oprogramowaniem – sprawia, że jest to idealne narzędzie dla procesów wkręcania. Oczywiście ma on także pewne ograniczenia – może wkręcać śruby od M2.5 do M5, a jego moment obrotowy to od 1 Nm do 4 Nm. Gdy jednak śruby oraz ich pożądany moment dokręcania mieszczą się w wyżej wymienionych widełkach – warto dać mu szansę!

Nie bójmy się robotyzować procesów wkręcania!

Robotyzacja i automatyzacja takich aplikacji jak paletyzacja czy obsługa maszyn postępuje coraz bardziej w polskich zakładach produkcyjnych. Jest to już proces nie do zatrzymania. Klienci jeszcze nie do końca zdają sobie sprawę z zalet robotyzacji procesów, takich jak właśnie np. wkręcanie, jako że nie jest to tak typowy proces dla cobota jak te wymienione powyżej. Niemniej jednak przy odpowiednim doborze systemu i przy poukładanym procesie nie ma się czego bać, trzeba spróbować!