자동화 기회의 창을 만드는 3D 프린팅

정기적 간격의 수동 부품 검사로 이 자동화 생산을 일시 중지하기 위해 셀을 돌립니다. 셀 외부로 배송하기 위한 부품 수집 슈트를 3D 프린팅하면 이러한 문제가 해결되었습니다. (모든 사진은 명시된 경우를 제외하고 Superior Metal Products에서 제공한 것입니다.)

1년 전, 저는 Omaha의 Superior Metal Products를 방문하여 Doosan TW2600 트윈 스핀들 터닝 센터가 주물, 연철 펌프 부품 제품군에 대한 대면 작업을 수행한 복잡한 로봇 셀에 대한 이야기를 쓸 수 있었습니다. 간단히 말해서, 그 셀은 공작물을 기계에 로드한 다음 완성된 부품을 언로드하여 카트에 놓는 FANUC 로봇에 공작물을 공급하는 인바운드 컨베이어를 특징으로 합니다.

이것은 상점의 두 번째 로봇 가공 셀이었습니다. 2018년에 설치된 첫 번째 제품은 Halter의 LoadAssistant 로봇 로딩 및 공작물 보관 장치 덕분에 무인으로 실행되는 Okuma LB3000 EXII 터닝 센터가 특징입니다. 기계 도어의 왼쪽에 설치되는 이 독립형 장치는 FANUC 로봇과 재료 블랭크와 완성된 부품을 각각 보관할 수 있는 양면 인덱서블 테이블을 갖추고 있습니다. 작업자는 테이블의 절반에 안전하게 액세스하여 완성된 부품을 제거하고 새 블랭크를 로드하는 동안 로봇이 테이블의 다른 절반에 있는 기계를 제공하기 위해 재료를 조작할 수 있습니다.

이 사진, 부품 전에 찍은 사진 수집 슈트가 추가되어 작업자가 검사할 부품에 접근하기 위해 로봇 영역에 어떻게 들어가야 하는지 보여줍니다.

부분 울타리는 로봇이 접근할 수 있는 보관 테이블 부분에서 기계 작업자를 분리합니다. 그러나 기계 도어 앞은 작업자가 필요할 때 기계에 접근할 수 있도록 열려 있습니다. 장치의 레이저 스캐너가 작업자가 해당 영역에 가까워지면 이를 감지할 수 있기 때문에 가능합니다. 사람이 정의된 외부 바닥 공간 안전 영역에 들어가면 로봇이 느려지고 사람이 기계와 로봇에 더 가까운 정의된 내부 영역에 들어가면 정지하도록 트리거합니다.

수년에 걸쳐 이 설정을 통해 Superior Metal Products는 상당한 무인 기계 작동을 실현할 수 있었습니다. 즉, 정의된 간격으로 부품을 필수 검사해야 한다는 것은 작업자가 측정할 부품에 접근하기 위해 안전 구역에 들어가야 하고 일시적으로 생산을 중단해야 한다는 것을 의미했습니다. 상점의 데스크탑 3D 프린터로 인쇄되고 LoadAssistant 울타리에 설치된 영리한 플라스틱 부품 수집 슈트가 이 문제를 해결했습니다. 로봇은 이제 작업자가 레이저 스캔 안전 구역에 들어가거나 생산을 중단하지 않고 트레이에 액세스할 수 있는 슈트 아래로 검사할 부품을 떨어뜨릴 수 있습니다. 사실 이것은 Superior Metal Products가 3D 프린터를 사용하여 작업 현장에서 유용할 뿐만 아니라 기존의 기계 가공보다 만들기 더 쉬운 품목을 만든 방법의 한 예일 뿐입니다.

가공의 대안으로 인쇄

Superior Metal Products는 30,000평방피트 규모의 시설에 풍부한 장비를 갖추고 있습니다. 여기에는 VMC, HMC 및 터닝 센터는 물론 호빙, 브로칭, 연삭, 래핑, 용접 및 밸런싱 장비가 포함됩니다. 매장의 3D 플라스틱 프린터인 Lulzbot TAZ-6 데스크탑 모델은 2017년 말에 구매했습니다.

3D 프린팅의 첫 번째 단계는 부품의 CAD 모델. 다음은 부품 수집 슈트를 구성하는 구성 요소의 모델입니다.

Superior Metal Products의 사장인 Frank O'Connor는 프린터가 매장의 요구 사항을 지원하는 데 정확히 어떤 도움이 될지는 알지 못하지만, 프린터를 구매하고 실험하기에 적절한 시기라고 생각한다고 말했습니다. 그 이후로 이 공장에서는 시설의 다양한 가공 및 제조 프로세스를 지원하는 데 가치가 있는 것으로 입증된 많은 항목을 인쇄했습니다.

O'Connor는 "일반 기계 공장에서 3D 인쇄 항목을 내부적으로 얼마나 많이 사용할 수 있는지 놀랍습니다. "일부 품목을 가공할 수 있는 것은 사실이지만 때로는 3D 프린팅을 통해 생산하는 것이 더 쉬운 방법입니다."

그는 3D 프린팅으로 부품의 CAD 모델을 생성한다고 설명합니다. 온도, 충전 비율(내부 기하학) 및 벽 두께를 포함한 소수의 인쇄 매개변수를 설정합니다. "인쇄"를 누릅니다. 나중에 돌아와서 프린터의 제작판에서 완성된 부품을 찾습니다. 머시닝을 통해 그는 부품의 스케치 또는 동일한 CAD 모델을 생성해야 했습니다. CNC 프로그램을 작성하십시오(지금쯤이면 3D 프린터가 부품을 인쇄할 수 있고 다른 작업을 할 수 있습니다). 재료 공백을 찾고 보았다. 절단 도구와 작업 고정 장치를 모으십시오. 기계를 설정하십시오; 마지막으로 가공된 부품을 검사합니다. 이것은 그의 시간뿐만 아니라 생산 부품을 실행할 수 있는 기계의 시간도 소모합니다.

“나는 노크 가공을 하지 않는다. 머시닝은 3D 프린팅보다 훨씬 시원합니다.”라고 O'Connor는 농담합니다. “게다가 내 생계는 가공 부품 수요에 의존합니다. 그러나 인쇄 가능한 재료로 만들 때 안전하고 안정적으로 작동할 수 있는 일회용 또는 소량 제품의 경우 3D 인쇄가 좋은 선택입니다.”

부품 슈트의 주요 부분은 다음과 같습니다. 중간 인쇄. 인쇄가 완료되면 제거되는 가운데 지지대에 유의하십시오.

자동화된 Okuma 셀을 위한 수집 트레이가 있는 부품 슈트가 좋은 예입니다. 슈트의 입구는 보호 구역(펜싱 및 레이저 스캔 구역 내부)에 있으며 출구는 해당 구역 외부에 있습니다. O'Connor는 생산을 일시 중지하지 않고 부품에 접근하고 검사 빈도를 일관되게 준수할 뿐만 아니라 셀 운영자가 셀 근처에서 작업을 수행하고 트레이에 있는 부품이 있는지 신속하게 확인할 수 있다는 이점이 있다고 말합니다. 부품을 검사할 시간입니다.

Halter LoadAssistant 컨트롤의 사용자 지정 루틴은 대화형 데이터를 사용하여 부품 길이를 등록하고 이에 따라 부품 낙하 지점을 조정하여 원활한 슈트 진입을 보장합니다.

O'Connor는 로봇 부품 드롭 작업이 LoadAssistant 컨트롤을 통해 생성된 사용자 지정 루틴이라고 말합니다. 작업자는 단순히 루틴을 로봇 작업 목록에 추가한 다음 FANUC 티치 펜던트에 레지스트리 값을 채워 검사 드롭 빈도를 정의합니다. 레지스트리 카운트가 충족되면 다음으로 완성된 부품이 LoadAssistant 테이블로 전달되지 않고 슈트에 배치됩니다. O'Connor는 "커스텀 루틴의 깔끔한 점은 Halter 대화 데이터를 사용하여 부품 길이를 등록하고 그에 따라 드롭 포인트를 조정하여 원활한 슈트 진입을 보장한다는 점입니다."라고 말합니다.

기타 인쇄 예

2019년에 방문하는 동안 Superior Metal Products가 다양한 작업 현장 요구 사항을 지원하기 위해 설계 및 인쇄한 여러 유용한 장치를 발견했습니다. 다음은 내가 본 것과 최근에 추가된 것의 예입니다.

이것과 같은 3D 인쇄 트레이 작업장에 있는 다른 자동 가공 셀의 트윈 터렛 선반에 사용되는 홀드 퀵 체인지 도구를 사진에 담았습니다. 트레이는 작업자가 쉽게 접근할 수 있도록 기계 인클로저의 가장자리에 있습니다. O'Connor는 또한 세포 관리 팀에 세포가 작동하는 동안 색인을 생성하거나 교체해야 하는 도구에 대한 시각적 표시기를 제공한다고 말합니다. 트레이가 셀의 작업대(안전 펜스 외부)에 있을 때 인서트 절삭 날이 기계를 향하고 있는 도구를 설치할 준비가 된 반면 절삭 날이 기계에서 반대 방향을 가리키는 도구는 다음 교체 주기 전에 인서트를 새로 고쳐야 합니다.

이러한 바이스 턱은 반 복잡한 모양을 수용합니다. 이들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG) 소재로 인쇄되었으며 솔리드 충전재가 있습니다. 50ft.lbs를 견딜 수 있습니다. 이 특정 부품의 밀링, 드릴링 보링 및 브로칭 작업에 사용되었습니다. O'Connor는 25개 작업이 끝날 때까지 성능 저하의 징후가 없었다고 말합니다.

트레이 및 일반 워크스테이션 랙킹 개념은 다양한 검사 게이지를 고정하는 데 사용됩니다. 게이지 핀, 나사 게이지, 부품별 검사 장치 등은 품질 관리 담당자가 키트를 구성하고 생산을 위한 작업 설정/출시의 일부로 작업 현장으로 보냅니다.