Prezentarea Celulei Flexibile

Capitolul 3 Prezentarea celulei flexibile.

3.1.Descrierea celiulei flexibile TMA 550 AL

Celula flexibilă de fabricație TMA AL 550 este situata în laboratorul multidisciplinar din cadrul facultații de Inginerie și Management,corpul T.

Această celula felxibilă de fabricație a fost construită prin „retrofitting” avand ca bază de pornire centrul de prelucrare TMA 55.De aceea, in anumite zone, au fost nevoie de modificări semnificative pentru a se putea realiza o celula flexibilă.Așadar, structura mecanică a tuturor componentelor,fie a avut devoie de o îmbunătățire,fie a avut nevoie de conceperea unor structuri și componente noi.Sistemul electric a componentelor implicate,a avut și el nevoie de anumite modificări pentru a putea realiza interoperabilitatea intre componente si pentru a putea fi automat.

Dintre sistemele celulei flexibile de fabricație care au trebuit „upgrad-ate”,sistemul care a suferit cele mai multe modificări a fost sistemul de softweare.Principalele „upgrade-uri” au fost facute pentru funcțiile principale, dar a trebuit dezvoltate și implementate funcții specifice noi, necesare pentru realizarea celulei flexibile.

Componentele de baza/mai importante ale celulei flexibile TMA 550 AL sunt:

Centrul de prelucrat TMA 55 AL

Doi roboți industriali ABB IRB 1600

Sistemul modular de tip conveior

Sistemul de depozitare

Dispozitivul Tombstone

Centrul de prelucrare TMA 55 AL este un centru de prelucrare în 5 axe,realizat prin „retrofitting” a centrului de prelucrare în 3 axe,TMA 55,care era echipat cu un model mai vechi SIEMENS CNC.Întreg CNC-ul,inclusiv driverele motoarelor,au fost schimbate cu un echipament CNC in 5 axe realizat de catre firma FANUC,model 310i.

Modelul 310i face parte din linia echipamentelor CNC 3li-Type A,si poate fi folosit pentru a controla pana la 20 de axe si 6 arbori În figura (3.1).este prezentat panoul principal al CNC-ului.

Fig.3.1 Panou CNC [2]

Pentru a realiza funcționarea tuturor celor 5 axe ale centrului de prelucrare,au fost creeate în acest scop 2 noi axe,care,au fost ulterior integrate in masina exixtenta.În figura [3.2] este prezentat centru de prelucrare TMA 55 AL.

Fig.3.2 Centru de prelucrare TMA 55 AL [2]

3.2 Sistemul de depozitare

În celula flexibila TMA 550 AL sistemul de depozitare/magazia celulei este format dintr-un sistem mixt centralizat.În acest sistem sunt depozitate atat semifabricate care urmează a fi prelucrate cât și scule de prelucrat care au fost folosite/vor fi folosite in prelucrarea semifabricatelor,dar tot odata aici se vor depozita si piesele (acestea din urma vor fi mutate ulterior).

Depozitul este realizat intregime din profile de aluminiu standardizate,inclusiv elementele de legatura.Acesta are capacitatea de 8 locuri pe palete.Fiecare paleta poate retine o scula,un semifabricat sau o piesa.Ca si spatiu ocupat in cadrul celulei flexibile,depozitul este cuprins într-un paralelipiped cu dimensiunile de 1900x1450x1830 mm.

În figura (3.3) este prezentata structura depozitului,iar in figura (3.4) este reprezentata paleta de susținere detasabilă.

Fig.3.3 Structura depozitului[2]

Fig.3.4 Paleta sustinatoare detasabila[2]

3.3 Roboții industriali ABB IRB 1600

Pentru manipularea paletelor în cadrul celulei flexibile de fabricație se folosesc 2 roboți industriali ABB IRB 1600.Acestia sunt produși de firma ABB, structura acestora fiind de tip RRRRRR.

Toate cuplele cinematice ale robotului sunt acționate prin intermediul unor servomotoare, blocarea lor realizându-se prin intermediul unor frâne mecanice. În Figura (3.5)[3] este prezentată structura robotului IRB 1600

Fig.3.5 Robot IRB 1600 [3]

Programarea și controlul robotului IRB 1600 se realizează prin intermediul controlerului ABB IRC5. Structura acestuia este prezentată în figura (3.6), respectiv în figura (3.7) este prezentat panoul acestuia.

Fig. 3.6 Controler-ul IRC5[3]

Controler

Panou utilizator

Capace panou

Panouri de conexiune

Elemente pentru montaj

Fig. 3.7 Panou de Comanda[3]

Întrerupator

Acționare servomotoare

Selector mod de funcționare

Indicatoare

Conexiune USB și PC

Pentru a se programa respectiv pentru a controla robotul controlerul IRC 5 este prevăzut cu un teaching- box prin intermediul căruia se pot trimite comenzi robotului, respectiv pe ecranul căruia sunt afișate mesaje ale controlerului. Teaching boxul poate fi utilizat și pentru programarea robotului. În figura (3.8) este prezentat teaching box-ul controlerului IRC 5.

Fig. 3.8 ABB FlexPendant [3]

Conector

Touch screen

Buton avarie

Buton activare

Joystick

Interfața conveyor tracking

Aceasta face posibilă urmarirea a 256 de piese care se află pe banda transportoare a conveiorului.

Practic conveiorul este conectat la controller-ul robotului prin intermediul unor traductoare,iar în acest mod,conveiorul este detectat ca axa externa a robotului.

Fig. 3.9 Schema interfata conveyor tracking [3]

Gripper-ul

Gripper-ul folosit în sistem este manufactrat de firma SchunK.Gripper-ul este un model universal PGN 100-1,cu 2 „degete” paralele,cu o putere mare de strângere datorită sistemului „multi-tooth”.În figura (3.10), este prezentat gripper-ul iar caracteristicile acestuia sunt prezentate în tabel.

Fig.3.10 Reprezentare gripper PGN 100-1 [4]

Fig. 3.11 Prezentare schiță gripper PGN 100-1[4]

De aseamenea,roboții au atașat la gripper degete „blanc” (figura 3.12) care au gândite și proiectate pentru ca acesta sa poata manipula piese prismatice cu dimensiuni maxime de 200mm x 200mm x120mm și tot odata sa poată asigura alimentarea cu aer a cilindrului pneumatic din dispozitivul modular.

Dacă se dorește manipularea unor piese mai mari,degetele blanck cât și placa amovibilă se vor înlocui cu unele corespunzătoare gabaritului semifabricatului respectiv.Dimensiunile maxime care pot fi manipulate sunt cu baza de 300mm x 300mm iar înaltimea trebuie să nu depașească greutatea maximă de manipulare a robotului.

Deoarece roboții au o sarcină de manipulare de maxim 6 Kg (în condiții de siguranță), placa mobilă împreună și piesa, au fost construite dintr-un aliaj de aluminiu cu dimensiuni de 100mm x 100mm.

Dacă se prelucrează piese mai grele trebuie sa se reduca viteza de manipulare a robotului ,sau se înlocuiește cu un robot mai puternic.În figura 3.13 sunt prezentate degetele blanck montate pe robot.

Fig 3.12 Reprezentare degete blanck [3]

Fig 3.13 Degetele blanc montate pe robot [3]

Ciclu de incarcare a matricei semifabricatelor de pe conveior se face piesă cu piesă după citirea in prealabil a codului bar pe conveior precum și acționarea unui dispozitiv de orientare a paletei pe conveior.

Ciclurile de descarcare a matricei de pe conveior nu sunt restrictive decât din funcția de ordonanțare .

Încarcarea și descarcarea dispozitivului tombstone implică in mod obligatoriu in prealabil ca matricea de semifabricate să fie pregătită cu toate piesele iar matricea de piesă finită să fie golită de toate toate piesele.

Ciclul de încarcare descarcare a dispozitivului multicuib este coordonat de funcția de ordonanțare, dar pentru asigurarea unei autonomii este necesară pregatirea prealabilă a celor 2 matrice, una plină –una goala , deoarece robotul are și sarcina de încarcare-descarcare scula pe tombstone atașat pe batiul mașii în funcția ATR, aceasta se desfasoară similar și asemănător cu funcția AWPR in sensul ca aceasta se desfasoară cu o paletă rastel de scule deplasată la punctul de incarcare din drapta precum si utilizând din nou 2 matrice de scule noi si scule vechi pregătite de același robot prin intermediul conveiorului bazate pe funcția ATR, funcția de ordonantare este obligatorie pentru desfasurarea fluxurilor de resurse ale celulei flexibile asistate de robot.

3.4 Dispozitivul Modular și placile amovibile

Rolul dispozitivului modular este acela de a fixa placa amovibilă împreună cu semifabricatul,printr-o precizie ridicata de pozitionare,și de a face posibilă prelucrarea semifabricatelor pe sisteme sau celule flexibile de fabricație dar si pe centre de prelucrare.

Asamblul final al dispozitivului modular este un axamblu foarte rigid,el este construit din subansamblu sudat si elemente singulare,acestea se îmbina prin suruburi si stifturi,in afara plăcii amovibile,care se detașează.

Sistemul de prindere-desprindere a plăcii amovibile este reprezentat in figura xxx și functioneaza dupa urmatorul principiu:

-acționarea pistolului pneumatic se face cu ajutorul arcurilor disc,iar prinderea și desprinderea plăcii amovibile este executată prin cepurile conice de pozitionare,fixate prin intermediul bilelor.

Fig xxx Prezentare sistem prindere-desprindere (firma AFM Germania)

Dispozitivul modular este format dintr-o placă amovibilă,care poate să fie modificată în funcție de necesitați,iar aceasta este fixată de placa fixă cu 4 tiranți și un mecanism cu 4 came rotative,poziționarea se realizează prin 4 cepuri conice, Fig xxx

Fig.xxx Dispozitiv modular

Vedere din fața Vedere din spate

1. Tiretă

2.Cep Conic

3.Placa amovibilă

4.Cep alimentare cu aer

Fig.xxxx Placa amovibilă

3.5 Conveiorul