Robot trong một khoang kín bên cạnh một màn hình hiển thị đồ họa

Công nghệ chuyển động tuyến tính

Robot và máy ép servo: Ép thành phần tiết lưu chỉ trong tích tắc

Web Editorial Team Editor

08/10/2024 8 phút

Nhà sản xuất máy móc chuyên dụng Cerasus GmbH của Thụy Sĩ đã triển khai một trạm robot linh hoạt để tự động lắp ráp thành phần tiết lưu cho ngành công nghiệp hóa chất. Máy ép servo từ Bosch Rexroth tích hợp trong trạm robot giúp tăng năng suất, chất lượng quy trình và tính linh hoạt trong lắp ráp thành phần tiết lưu.

Khi chế tạo máy móc chuyên dụng, không có giải pháp sẵn nào để áp dụng ngay. Tuy nhiên, các gói giải pháp tiêu chuẩn đã giúp ích rất nhiều cho việc tiết kiệm thời gian quý giá trong quá trình thiết kế kỹ thuật và triển khai. Cerasus, có trụ sở tại thị trấn Steinen của Thụy Sỹ, đã đơn giản hóa các tác vụ lắp ráp phức tạp thông qua hệ thống phụ cơ điện tử từ Bosch Rexroth dành cho các ứng dụng ép và ghép nối. Hệ thống này được cung cấp sẵn để lắp đặt và cũng có thể thực hiện các chức năng đo lường nhờ cảm biến lực tích hợp.
Gói cơ điện tử hoàn chỉnh từ Bosch Rexroth được sử dụng trong trạm để lắp ráp các thành phần tiết lưu và được phát triển theo yêu cầu của Cerasus. Đây là các thành phần tiết lưu nhỏ hình trụ làm bằng kim loại được ép vào ống lót để sản xuất cơ cấu hạn chế lưu lượng trong công nghệ y tế và hóa chất.

Trạm robot linh hoạt với robot sáu trục và Smart Function Kit Pressing

Trạm lắp ráp CERAFLEX gồm có một robot sáu trục từ Fruitcore Robotics và Smart Function Kit Pressing, một máy ép servo lắp sẵn từ Bosch Rexroth cho phép thực hiện các quy trình ghép nối khác nhau và các chức năng đo lường nhanh chóng và dễ dàng. Tính năng đặc biệt của giải pháp Rexroth: Hệ thống phụ cơ điện tử gồm các linh kiện riêng lẻ được phối hợp tối ưu, cấu hình sẵn và tích hợp phần mềm vận hành được cài sẵn.

Thêm vào đó, người dùng có thể lựa chọn cấu hình, thiết kế và đặt hàng Smart Function Kit cho các ứng dụng ép và ghép nối trực tuyến bằng eTools thông minh hoặc – như Cerasus - đặt hàng giải pháp được Bosch Rexroth tùy chỉnh riêng cho ứng dụng cụ thể. Cả hai lựa chọn đều giúp giảm thời gian thiết kế và triển khai. Sau đó, có thể tải xuống dữ liệu CAD và tài liệu qua trình cấu hình trực tuyến.“Đối với các giải pháp cụ thể cho yêu cầu của khách hàng, chúng tôi đánh giá cao sự hỗ trợ kỹ thuật tận tâm và chuyên nghiệp từ Bosch Rexroth,” ông Gabriel Bösch, Giám đốc điều hành của Cerasus cho biết.„Đây không phải là điều thường thấy trong ngành và tạo ra sự khác biệt cho chúng tôi.”

Bên phải là “Horst”, một cobot từ Fruitcore, bên trái là bộ điều khiển ctrlX Core từ Rexroth trong khung nhôm

Công việc chính xác: Máy ép servo dựa trên Smart Function Kit từ Bosch Rexroth (bên trái) ép các thành phần tiết lưu nhỏ cỡ milimét vào các ống lót kim loại. (Ảnh: Cerasus GmbH)

Trạm lắp ráp CERAFLEX nhỏ gọn với máy ép servo dạng mô-đun từ Bosch Rexroth hoạt động tự động trong thời gian lên đến 10 giờ. (Nguồn ảnh: Cerasus GmbH)

Smart Function Kit: Tiết kiệm thời gian và linh hoạt

Nhờ trạm lắp ráp CERAFLEX đã được đưa vào vận hành, Cerasus đã tự động hóa quy trình lắp ráp thành phần tiết lưu thủ công, đơn điệu trước đây cho các khách hàng của mình. Giờ đây, họ có thể sản xuất số lượng lớn hơn trong thời gian ngắn hơn. Bên cạnh việc lắp, ép và đo lường, quy trình phân loại các phần tử tiết lưu được sản xuất giờ đây cũng hoàn toàn tự động. Sau khi đo độ cản dòng chảy, một robot dạng trục đặt các sản phẩm vào các thùng chứa khác nhau để tách các sản phẩm lỗi khỏi các sản phẩm đạt chuẩn và tạm thời lưu trữ các thành phần tiết lưu với các giá trị đo cụ thể cho các ứng dụng khác.

Các quy trình chính xác, có thể tái tạo với máy ép servo mô-đun

So với lắp ráp thủ công các thành phần tiết lưu, máy ép servo dạng mô-đun từ Bosch Rexroth mang đến độ chính xác và độ ổn định quy trình cao hơn đáng kể.“Do đó, quy trình ép đòi hỏi các giá trị chính xác về chuyển động và lực” - ông Bösch giải thích. Nhờ chức năng tích hợp để theo dõi chất lượng với phép đo lực-chuyển vị, Cerasus có thể phân tích quy trình và liên tục cải thiện quy trình. Chỉ cần dựa vào lực khởi động được áp dụng đã có thể nhận biết các dung sai quá lớn. Nhờ đó, có thể phát hiện được các bộ phận lỗi ngay từ giai đoạn đầu và tránh làm hỏng công cụ.

Sản lượng cả năm giờ đã đạt được chỉ trong ba tháng tự động hóa

Trạm CERAFLEX có thể hoạt động tự động trong tối đa mười giờ và vận hành theo hai ca liên tục suốt ngày đêm. Với thời gian chu kỳ khoảng một phút, máy ép rô-bốt và servo hiện có thể xử lý sản lượng hàng năm trước đó trong thời gian rất ngắn. Nhà sản xuất đã thêm một tác vụ thứ hai vào trạm CERAFLEX để tiết kiệm thời gian. Đối với tác vụ này, Cerasus sử dụng một Smart Function Kit khác với lực danh định 12 kN và xy-lanh cơ điện có kích thước lớn hơn tương ứng. Phần còn lại của thiết bị vẫn không thay đổi, do đó có thể chuyển đổi trạm trong nửa ngày. Ứng dụng ép thứ hai có bộ điều khiển chiều dài tích hợp. Khoảng cách cần thiết được đo bằng cách ghi nhận lực-chuyển vị, trong đó cả chiều cao máy ép.

Ở phía trước bên phải là “Horst”, một cobot từ Fruitcore, phía sau bên trái là bộ điều khiển ctrlX Core từ Rexroth đặt trong khung nhôm

Trong quá trình sử dụng: các thành phần tiết lưu nhỏ cỡ milimét được ép vào ống lót kim loại bằng máy ép servo dựa trên Smart Function Kit từ Bosch Rexroth (bên trái). (Ảnh: Cerasus GmbH)

Độ linh hoạt cao nhờ nền tảng điều khiển mở ctrlX CORE

Trạm robot này đạt được mức độ tự động hóa và năng suất cao nhờ phần mềm điều khiển do Cerasus phát triển và sự kết hợp giữa máy ép servo linh hoạt cũng như nền tảng điều khiển ctrlX CORE mở từ Bosch Rexroth.“Chúng tôi lựa chọn Smart Function Kit Pressing không chỉ vì hiệu quả chi phí cao, mà còn nhờ khả năng điều chỉnh quá trình ép theo cách đơn giản và nhanh chóng,” ông Bösch giải thích.“Nền tảng điều khiển ctrlX CORE gây ấn tượng mạnh với chúng tôi nhờ thời gian thực hiện cực ngắn cùng hệ thống giao diện mở đa dạng và các tùy chọn mở rộng linh hoạt thông qua ứng dụng, tạo ra nền tảng bền vững cho nhiều dự án của chúng tôi.”

Bên trái: Smart Function Kit Pressing, ở giữa: trung tâm điều khiển ctrl; bên phải: hai tay đỡ giữ một màn hình. Màn hình hiển thị đồ thị

Ép, tạo hình và thử nghiệm hiệu quả: Smart Function Kit Pressing là gói cơ điện tử hoàn chỉnh cho lực danh định lên đến 70 kN (lực tối đa lên đến 72kN). Phần mềm vận hành được cài sẵn cho phép đưa vào vận hành, thiết lập cũng như giám sát quy trình nhanh chóng và dễ dàng. (Nguồn ảnh: Bosch Rexroth AG)

Thiết lập dễ dàng HMI web

Cerasus đã lập trình phần mềm mô-đun cho trạm robot, bao gồm cả giao diện HMI.“Giải pháp hai trong một được khách hàng của chúng tôi đón nhận tích cực nhờ việc tiết kiệm không gian cho một máy riêng biệt và tăng tính linh hoạt trong sản xuất,” theo ông Bösch. Trong cả hai trường hợp, toàn bộ hệ thống được điều khiển thông qua nền tảng điều khiển ctrlX CORE và các mô-đun I/O ctrlX phù hợp. Phần mềm CERAFLEX được lập trình trong CODESYS đảm nhiệm sự tương tác của từng thành phần. Giao diện HMI WebIQ cũng tích hợp phần mềm vận hành độc lập với nền tảng của Smart Function Kit vào tổng quan của máy. Nhờ WebIQ, có thể tạo các giao diện web HMI cho ctrlX AUTOMATION dù người dùng không có nhiều kiến thức lập trình - phù hợp với các ứng dụng điều khiển quy trình đơn giản có ít màn hình hiển thị. Ứng dụng WebIQ của ctrlX World Partner Smart HMI chạy trực tiếp trên ctrlX CORE. Mạng lưới đối tác ctrlX World giúp mở rộng phạm vi của bộ công cụ tự động hóa ctrlX AUTOMATION bằng phần cứng, nhờ đó đem đến sự linh hoạt tối đa.