Выбор робота: пример использования пятиосевых роботов при литье под давлением корпусов электродвигателей для электромобилей.

Выбор робота: пример пяти роботов.Роботы с осью в литье под давлением корпусов двигателей для электромобилей

Быстрое развитие индустрии электромобилей привело к ужесточению требований к производству основных компонентов, изготавливаемых методом литья под давлением, таких как корпуса электродвигателей. Высокая точность, высокая стабильность и высокая эффективность производства стали строгими стандартами, что делает традиционные трехкоординатные роботы недостаточными для сложных процессов литья. Пятикоординатные сервороботы с их гибкой многоосевой системой связи и высокоточным позиционированием стали основным автоматизированным оборудованием в производстве корпусов электродвигателей для электромобилей методом литья под давлением. В данной статье будет проанализирована логика выбора пятикоординатных роботов, начиная с проблемных моментов производства корпусов электродвигателей для электромобилей методом литья под давлением, и будут представлены подходящие рекомендации для компаний, занимающихся литьем под давлением, на основе практических примеров применения.

I. Литье под давлением корпусов электродвигателей для электромобилей: почему пятиосевые роботы стали необходимостью?

Корпуса двигателей для электромобилей, изготовленные из конструкционных пластмасс или методом литья под давлением из металлокомпозитов, характеризуются нерегулярной структурой, высокой точностью размеров и сложностью извлечения из формы. Одновременно с этим, жесткие требования к времени производственного цикла в условиях массового производства диктуют основные требования к роботам, что является ключевой причиной замены традиционного оборудования пятиосевыми роботами.

Сложность процесса формования требует многомерного управления: корпуса двигателей, предназначенные для размещения моторного узла, часто включают в себя сложные конструкции, такие как теплоотводящие ребра, крепежные зажимы и позиционирующие отверстия. Пресс-формы часто оснащены механизмами выталкивания стержня и угловыми выталкивающими механизмами. Трехосевые роботы могут осуществлять только линейное перемещение по осям X/Y/Z, что делает их неспособными выполнять угловое извлечение деталей или многоугловую регулировку положения, а также подверженными помехам от компонентов пресс-формы. В отличие от них, пятиосевые роботы с синхронизированными вращательными осями могут осуществлять вращение на 360° без слепых зон, легко обходя конструкции пресс-формы и обеспечивая точное извлечение деталей.

Требования к точности диктуют высокие стандарты позиционирования: допуски размеров корпусов двигателей электромобилей должны контролироваться в пределах микрометров, с жесткими требованиями к соосности, параллельности и другим геометрическим допускам. Несоответствие этим требованиям напрямую повлияет на точность сборки двигателя и стабильность работы. Пятиосевые сервороботы обеспечивают точность повторяемости в пределах ±0,05 мм. В сочетании с плавной работой сервоприводной системы это эффективно предотвращает толчки и отклонения положения при снятии и установке деталей, обеспечивая стабильность качества продукции.

Высокоэффективная адаптация к требованиям массового производства: крупномасштабное производство электромобилей требует круглосуточной непрерывной работы литьевой машины для корпусов двигателей. Пятиосевая система Робот может Интеграция множества процессов, таких как разделение ворот, контроль качества продукции и укладка паллет, исключает необходимость ручного вмешательства. Время одного цикла может быть сокращено до 8 секунд, что повышает эффективность более чем на 60% по сравнению с ручным производством, при этом значительно снижая трудозатраты и процент брака.

Адаптируемость к высокотемпературным условиям формования: Корпуса двигателей часто изготавливаются из высокотемпературных конструкционных пластиков, таких как PPS и PA66. Температура поверхности изделия во время извлечения из формы высока. Пятиосевой робот может быть оснащен высокотемпературными гибкими зажимами и теплоизоляционными устройствами для предотвращения повреждения изделия, вызванного высокотемпературной деформацией зажимов во время извлечения детали. Это также позволяет автоматизировать непрерывное извлечение деталей, решая проблемы безопасности, связанные с высокотемпературными операциями при ручном извлечении деталей.

II. Литье под давлением корпусов двигателей для электромобилей: ключевые аспекты выбора пятиосевых роботов

Учитывая особенности производства корпусов электродвигателей для электромобилей, при выборе пятиосевого робота следует ориентироваться на пять ключевых параметров: грузоподъемность, точность позиционирования, гибкость перемещения, возможность интеграции в технологический процесс и стабильность. Одновременно необходимо учитывать фактические характеристики пресс-формы, тоннаж литьевой машины и время производственного цикла. Конкретные критерии выбора следующие:

1. Грузоподъемность: Вес изделия + вес приспособления должны соответствовать весу изделия с учетом запаса прочности.

Вес корпуса двигателя варьируется в зависимости от модели и конструкции транспортного средства. Один корпус двигателя для небольшого легкового автомобиля на новых источниках энергии весит приблизительно 1-3 кг, в то время как модели коммерческих автомобилей могут достигать 5-8 кг. При выборе пятиосевого робота его номинальная нагрузка должна покрывать вес изделия плюс вес изготовленного на заказ приспособления, с запасом прочности не менее 50%, чтобы избежать вибрации и отклонений точности из-за недостаточной нагрузки при высокоскоростном перемещении. Например, для корпуса двигателя весом 3 кг рекомендуется выбирать пятиосевой робот с номинальной нагрузкой ≥ 8 кг. При интеграции устройств визуального контроля и резки затвора грузоподъемность необходимо дополнительно увеличить.

2. Точность позиционирования: повторяемость ≤ ±0,05 мм, адаптация к требованиям геометрической точности.

Соосность и требования к точности позиционирования корпуса двигателя напрямую определяют стандарты точности робота. Основные показатели выбора должны быть сосредоточены на повторяемости и точности позиционирования по траектории. Повторяемость должна быть ≤ ±0,05 мм для обеспечения стабильного положения при размещении и захвате объектов каждый раз. Одновременно следует выбрать пятиосевой робот, оснащенный высокоточной линейной шкалой и сервоприводом, для обеспечения точного управления скоростью во время движения, избегая отклонений продукта, вызванных резкими остановками или ускорениями.

3. Гибкость движения: перемещение и скорость вращательной оси адаптированы к конструкции пресс-формы.

Ход и скорость вращения осей A/C (вращательных осей) пятиосевого робота имеют решающее значение для адаптации к конструкции пресс-формы. Для пресс-форм с корпусами двигателей, имеющих многоугольные выталкиватели и механизмы вытягивания стержней, угол поворота оси A должен быть ≥ ±180°, а угол поворота оси C — 360° без мертвых зон. Одновременно скорость вращения должна регулироваться для удовлетворения производственных потребностей в позиционировании при медленном перемещении и ускорении при быстром перемещении, обеспечивая точность при захвате без влияния на производственный цикл.

4. Возможность интеграции процессов: поддержка многопроцессной взаимосвязи, что снижает инвестиции в оборудование производственной линии.

Высококачественный пятиосевой робот должен обладать мощными возможностями интеграции процессов, напрямую объединяя такие функции, как автоматическая резка литников, первичный контроль внешнего вида продукта, автоматическая укладка на подносы и подача сырья. Многопроцессная взаимосвязь может быть достигнута с помощью программируемой системы управления. Например, после извлечения корпуса двигателя, концевой захват робота может точно срезать литник, а затем отправить продукт на станцию ​​контроля для первичной проверки размеров. Качественная продукция сразу же укладывается на подносы, а некачественная автоматически сортируется, обеспечивая интегрированные операции «извлечение-обработка-контроль-сортировка», что значительно сокращает рабочий процесс производственной линии.

5. Стабильность и защита: Адаптируется к условиям промышленного производства, соответствует требованиям круглосуточной работы.

Линии литья под давлением для изготовления корпусов двигателей обычно работают непрерывно 24 часа в сутки, поэтому жесткость конструкции и уровень защиты роботизированной руки имеют решающее значение. Корпус должен быть изготовлен из высокопрочной стали, чтобы предотвратить деформацию конструкции, вызванную длительным высокоскоростным движением; уровень защиты должен соответствовать IP54 или выше, чтобы выдерживать воздействие пыли, масла и влаги, вызывающих коррозию в цехе литья под давлением; он также должен быть оснащен функциями самодиагностики неисправностей, аварийной остановки и предотвращения столкновений пресс-форм, позволяющими немедленно остановить работу в случае возникновения неполадок, чтобы предотвратить повреждение оборудования и пресс-форм и обеспечить непрерывную работу производственной линии.

6. Адаптируемость: Бесшовная интеграция с литьевыми машинами и пресс-формами.

При выборе робота необходимо обеспечить бесшовную интеграцию с существующими литьевыми машинами, учитывая их тоннаж и характеристики пресс-форм. Для крупных литьевых машин грузоподъемностью 800 тонн и более рекомендуется выбирать мощный пятиосевой серворобот с удлиненной стрелой, чтобы соответствовать требованиям к ходу извлечения детали из больших пресс-форм. Одновременно система управления роботом должна поддерживать передачу сигналов между литьевой машиной и пресс-формой, обеспечивая связь в реальном времени между сигналами завершения впрыска, сигналами извлечения детали роботом и сигналами открытия/закрытия пресс-формы, чтобы избежать задержек между устройствами.

III. Литье под давлением корпусов двигателей для электромобилей: пример применения в пятиосевом роботизированном манипуляторе.

Описание проекта: Производитель основных компонентов для электромобилей специализируется на литье под давлением корпусов двигателей для легковых автомобилей на новых источниках энергии. Изделия изготавливаются из конструкционного пластика PPS, весят по 2,8 кг каждое, с требуемым допуском на размеры ±0,03 мм. Первоначальная производственная модель использовала трехкоординатный роботизированный манипулятор с ручным управлением, что приводило к таким проблемам, как помехи при перемещении деталей, высокий процент брака (около 5%) и медленный производственный цикл (15 секунд на цикл). Для удовлетворения производственных потребностей в 500 000 единиц в год была внедрена пятикоординатная двухрукая сервороботизированная система ZHIYI для модернизации производственной линии.

Выбор и подбор

Исходя из характеристик изделия и производственных требований, в конечном итоге был выбран пятиосевой сервоприводной робот ZHIYI с двойной рукой, изготовленный по индивидуальному заказу. Его основная конфигурация выглядит следующим образом:
Номинальная нагрузка: 10 кг, с достаточным запасом прочности, способная выдерживать воздействие высокотемпературных гибких крепежных элементов и устройств для резки ворот;
Повторяемость: ±0,03 мм, что соответствует требованиям к допускам на микронном уровне для данного изделия;
Угол поворота оси A/C: ось A ±180°, ось C 360°, адаптируется к наклонным выталкивающим устройствам пресс-форм и конструкциям для извлечения сердечника, обеспечивая беспрепятственное удаление деталей под углом;
Интеграция процессов: объединяет функции автоматической резки затвора, первичного контроля с помощью ПЗС-камер и автоматической установки лотков, обеспечивая многопроцессную интеграцию;
Совместимость с литьевыми машинами: литьевая машина большой грузоподъемности 800 тонн, удлиненный рычаг соответствует требованиям к ходу извлечения детали из пресс-формы, а система управления органично интегрирована с литьевой машиной.

Результаты применения

Значительно повышена эффективность производства: время одного цикла сокращено с 15 секунд до 9 секунд, производительность в час увеличена на 66,7%, а круглосуточная непрерывная работа позволяет достичь годового объема производства в 600 000 единиц, что превышает производственные планы;
Значительное снижение процента брака: Высокоточное позиционирование и стабильная работа пятиосевого роботизированного манипулятора полностью решают проблемы столкновений деталей и отклонений от положения во время обработки деталей, снижая процент брака с 5% до 0,8%, что значительно уменьшает потери материала;
Оптимизация трудовых затрат: количество рабочих на производственной линии сократилось с 3 до 1 (они отвечают только за мониторинг оборудования), что позволило снизить трудовые затраты на 66%. В сочетании с круглосуточной работой годовая экономия на трудовых затратах превышает один миллион юаней.
Модернизация производственной линии с целью автоматизации: достигается полная автоматизация всего процесса от «литья под давлением – обработки деталей – резки литниковых каналов – контроля качества – размещения лотков» без участия человека. Стабильность качества продукции достигает 99,9%, что соответствует стандартам поставок производителей электромобилей;
Превосходная стабильность оборудования: оборудование оснащено системой защиты IP55 и функцией самодиагностики неисправностей, а частота отказов оборудования при круглосуточной непрерывной работе составляет менее [процент отсутствующих данных] 0,5%, что обеспечивает эффективную работу производственной линии.

Основной принцип данного кейса: Этот кейс полностью подтверждает пригодность пятиосевых роботов для литьевого производства корпусов двигателей электромобилей. Благодаря индивидуальному подбору и интеграции процессов, он не только решает проблемы традиционных моделей производства, но и обеспечивает тройное улучшение эффективности производства, качества продукции и контроля затрат, предоставляя воспроизводимое решение по автоматизации для крупномасштабного производства основных компонентов, изготовленных методом литья под давлением, для электромобилей.

IV. Как избежать основных заблуждений при выборе пятиосевого робота

При выборе пятиосевых роботов для литья под давлением корпусов электродвигателей для электромобилей многие компании легко попадают в ловушку «только параметров» и «слепого выбора самого дорогого». Распространенных заблуждений, приводящих к несоответствию оборудования производственным потребностям и неоправданным затратам, можно избежать. Вот ключевые моменты, позволяющие избежать этих ловушек:

Избегайте сосредоточения внимания исключительно на параметрах, не учитывая реальную совместимость: некоторые компании слепо стремятся к высокой грузоподъемности и высокой точности, пренебрегая фактическими требованиями к техническим характеристикам пресс-форм и тоннажу литьевых машин. Например, использование мощного пятиосевого робота для небольшой пресс-формы не только увеличивает инвестиции в оборудование, но и влияет на время производственного цикла из-за чрезмерного хода.

Не следует пренебрегать возможностями интеграции процессов: если выбран только пятиосевой робот с единственной функцией захвата деталей, его все равно придется комбинировать с другим оборудованием для выполнения таких процессов, как резка литников и контроль качества, что не обеспечит интеграцию производственной линии и в конечном итоге потребует дополнительных инвестиций.

Не следует пренебрегать послепродажным обслуживанием и технической поддержкой: отладка и техническое обслуживание пятиосевых роботов требуют наличия профессиональной технической команды. При выборе робота обращайте внимание на глобальную сеть послепродажного обслуживания поставщика и поддержку в области технического обучения, чтобы обеспечить своевременное техническое обслуживание и отладку даже на зарубежных производственных базах.

Не следует пренебрегать совместимостью оборудования и масштабируемостью: продукция для электромобилей быстро обновляется, и конструкция корпусов двигателей также соответственно меняется. При выборе робота следует отдавать предпочтение модели с широкими возможностями программирования и гибкой заменой концевых захватов, чтобы удовлетворить производственные потребности после модернизации продукции и избежать инвестиций в дополнительное оборудование. V. Заключение. В производстве корпусов двигателей для электромобилей методом литья под давлением требования к автоматизированному оборудованию выросли от «простой обработки деталей» до «высокой точности, высокой эффективности и интеграции». Пятиосевые сервороботы с их гибкостью многоосевого взаимодействия, высокоточным позиционированием и мощными возможностями интеграции процессов стали оптимальным решением в этой области. В процессе выбора компаниям необходимо сосредоточиться на трех основных аспектах: характеристиках продукта, производственных потребностях и спецификациях пресс-формы. Индивидуальный подбор следует производить с учетом таких параметров, как грузоподъемность, точность позиционирования и гибкость перемещения. В то же время следует избегать ошибок при выборе и отдавать предпочтение поставщикам с сильными техническими возможностями и комплексным послепродажным обслуживанием.

Компания ZHIYI, являясь профессиональным поставщиком оборудования в области промышленной автоматизации, обладает глубокими знаниями в области исследований и разработок, а также производства сервороботов для термопластавтоматов. Она может предложить индивидуальные решения с использованием пятиосевых роботов в соответствии с различными производственными потребностями корпусов двигателей для электромобилей, предоставляя комплексное обслуживание на всех этапах процесса: от выбора и проектирования, изготовления оборудования и ввода в эксплуатацию на месте до послепродажной поддержки. Это помогает компаниям, занимающимся термопластавтоматизацией, модернизировать свои системы автоматизации и соответствовать потребностям крупномасштабного производства в отрасли электромобилей.

#5-осевой робот #Корпус двигателя для электромобиля #Серворобот для литьевой машины #Выбор робота #Выбор робота для литья под давлением корпуса двигателя для электромобиля #Примеры применения 5-осевого серворобота #5-осевой робот для литья корпуса двигателя под давлением #5-осевой робот 800T для литьевой машины #Робот для литья под давлением корпуса двигателя из PPS