طراحی قالب معمولاً مستلزم سازشهایی به دلیل تضاد نیازهای مختلف بین طراحی قطعه، ساخت قالب و سهولت عملکرد است. همکاری مؤثر بین طراح قطعه، قالبساز و سازنده قالب برای رسیدگی به این تضادها ضروری است. به همین ترتیب، رباتها و سیستمهای اتوماسیون نیز نیازمند رعایت برخی نکات خاص هستند تا طراحی قالب به بهترین شکل ممکن انجام شود و مشکلاتی برای تأمینکننده ربات یا اتوماسیون ایجاد نشود و در نهایت در هزینههای خرید، نصب یا بهرهبرداری از تجهیزات صرفهجویی شود. اما همیشه نیاز به سازش وجود دارد، بنابراین هر یک از نکات زیر را میتوان با فرض اینکه با عبارت "در صورت امکان" شروع میشوند، مطالعه کرد.
1. قرار ندادن اینسرتها در همان سمتی که قطعات از قالب خارج میشوند.
وقتی قطعه قالبگیری شده نیاز به اینسرتها دارد، بهتر است قالب را به گونهای طراحی کنید که اینسرتها در یک سمت قالب قرار گیرند و قطعات در سمت دیگر نگه داشته شده و از آن خارج شوند. این روش اجازه میدهد تا گیرههای اینسرت و قطعه در طرفین مخالف بازوی عمودی ربات قرار گیرند و مشکلات را کاهش میدهد.
برای مثال، وقتی اینسرت، قطعه و گیرهها در یک سمت ابزار انتهایی بازو (EOAT) قرار دارند، ربات باید قطعات را بگیرد و سپس به صورت عمودی یا افقی جابهجا شود تا اینسرتها را قرار دهد. این حرکات اضافی، پیچیدگی و هزینه ابزار را افزایش میدهند.
همچنین، EOAT نیاز به فضای بیشتری برای انجام دو عملیات در یک سمت دارد. با این حال، وقتی EOAT بزرگتر میشود (فاصله بین میلههای فشاری معمولاً اندازه ربات را تعیین میکند)، در راه میلههای فشاری ماشین یا خود ربات قرار میگیرد. این وضعیت نیاز به نصب ربات در موقعیتی با فاصله دارد که ممکن است نیاز به طول بیشتر بازو داشته باشد و در نتیجه هزینهها را افزایش دهد.
علاوه بر این، وقتی تمام ابزارها در یک سمت بازو قرار دارند، توزیع وزنی نامتقارنی ایجاد میشود که میتواند محدودیتهای بار، گشتاور و اینرسی ربات را به چالش بکشد و به معنای سازش بیشتر در ابزار باشد. وزن EOAT باید به صورت متقارن در طرفین بازو توزیع شود.
2. اجتناب از قطعات قفل شده در قالب.
رباتها برای کشیدن قطعه از یک هسته یا از یک حفره طراحی نشدهاند، زیرا این حرکت فشار نامطلوبی روی گیرهها و بازو قرار میدهد. از هر گونه قفل قالب یا زیربری اجتناب کنید، به طوری که وقتی همه چیز به درستی کار میکند، سیستم اجکتور قالب شروع به بیرون زدن قطعه از قالب کند و ربات فقط نیاز به گرفتن قطعه و استخراج آن از قالب داشته باشد. برخی از رباتهای موجود در بازار دارای ویژگیهایی هستند که اجازه میدهند بازوی ربات همزمان با فشار اجکتورها حرکت کند و قطعه را از قالب دور کند.
اگر قطعه قالبگیری شده دارای زیربری قابل توجهی باشد یا پشت یک جزء قالب قفل شده باشد، EOAT نیاز به یک مکانیزم ثانویه دارد که بتواند به قالب و قطعه قفل شود، تا یک عملگر (اجکتور) بتواند قطعه را آزاد کند. این به طور طبیعی هزینه ابزار را افزایش میدهد، وزن بیشتری اضافه میکند (که ربات باید آن را حمل کند) و زمان چرخه را طولانی میکند. سازنده/سازنده قالب میتواند با طراحی قالب با اسلایدهایی که قفل قالب را حذف میکنند، از این نتایج اجتناب کند.
3. طراحی قالب به گونهای که روی اینسرتها بسته شود.
رباتها برای بردن اینسرت به یک توقف سخت یا قرار دادن اینسرت در موقعیتی در قالب طراحی نشدهاند، زیرا این حرکات فشار و سایش غیرضروری روی ربات ایجاد میکنند. به جای آن، اینسرتها را در یک نقطه بسته شدن قالب قرار دهید تا بسته شدن قالب اینسرت را به موقعیت نهایی خود فشار دهد. این یک روش ساده برای اطمینان از اینکه اینسرتها نمیتوانند به دلیل لرزش ماشین یا جریان مواد از موقعیت خود خارج شوند، است.
و اگر قرار است اینسرت روی یک پین موقعیتیابی قرار گیرد، مطمئن شوید که یک پیشرو یا دماغه سخاوتمندانه برای پین در نظر گرفتهاید. استفاده از یک پین قالب کوتاه و تیز، قرار دادن صحیح اینسرت توسط ربات را دشوارتر میکند. استفاده از پین بلند با پخ سخاوتمندانه برنامهریزی مورد نیاز برای حرکت اینسرت به موقعیت صحیح را سادهتر میکند.
4. مراقب چیزهایی که روی قالب قرار میدهید باشید.
ربات به شدت به کاهش زمان چرخه، افزایش تولید و سودآوری کمک میکند، زیرا قطعات را بسیار سریعتر و با ثباتتر از یک اپراتور انسانی خارج میکند. با این حال، ربات باید به سریعترین شکل ممکن وارد و خارج فضای قالب شود. ماشینی که باید یک ثانیه اضافی برای خروج ربات منتظر بماند، با گذشت زمان هزینهها را افزایش میدهد.
کلید این است که میزان تجهیزات روی قالب، مانند جعبههای برق، خطوط آب یا حتی اسلایدها یا عملگرهای باز کردن را به حداقل برسانید. در صورت امکان، این تجهیزات اضافی را در کنار قالب نصب کنید تا هنگام بسته شدن قالب، مانعی برای ربات ایجاد نکند.
5. توجه به دروازهبندی.
همه چیز برابر باشد، سازندگان ربات همیشه ترجیح میدهند یک قالب راه گرم را خودکار کنند. چرخه ربات کوتاهتر است (زمان کمتری خارج از قالب میگذراند) زیرا عملیات اضافی برای جدا کردن قطعات از راهنماها وجود ندارد، که برای قطعات با چرخه سریع که زمان چرخه ربات میتواند یک عامل محدود کننده باشد، مهم است. EOAT نیز میتواند بسیار سادهتر باشد، زیرا گرفتن و جدا کردن راهنماها نیازی به قطعات اضافی ندارد.
سیستمهای راهگاه سرد زیر دروازه یا دروازه تونلی بعدیترین روشهای دوستدار اتوماسیون هستند، زیرا جدا کردن با باز کردن قالب یا سیستم اجکتور انجام میشود. ربات فقط نیاز به گرفتن قطعات دارد و راهنماها به سادگی از مسیر خارج میشوند، یا معمولاً ربات هم قطعات و هم راهنماها را گرفته و جداگانه قرار میدهد.
مشکلات با قالبهای دارای دروازه لبهای ایجاد میشود، زیرا آنها نیاز به مکانیزمی برای جدا کردن قطعات از سیستم راهنما دارند، مانند برشها در EOAT (افزایش هزینه و پیچیدگی) یا یک فیچر جداگانه خارج از قالب (افزودن یک عملیات ثانویه و افزایش زمان چرخه کلی ربات).
اگر دروازههای لبهای ضروری هستند، دروازهها را طوری قرار دهید که جایی برای یک برش برای ورود و جدا کردن راهنما نزدیک سطح قطعه وجود داشته باشد. در غیر این صورت، ممکن است نیاز به باقی گذاشتن بخشی کوچک از راهنما/دروازه باشد که نیاز به برداشتن از طریق یک عملیات ثانویه دارد.
با این حال، گاهی اوقات دروازههای لبهای میتوانند مزیتی در اتوماسیون داشته باشند. برای مثال، زمانی که به ربات اجازه داده نمیشود قطعه را لمس کند. در این موارد، ربات فقط سیستم راهنما را پس از اجکت شدن گرفته و قطعات همچنان متصل باقی میمانند تا زمانی که خارج از قالب قرار گیرند و سپس میتوانند روی یک نقاله یا دستگاه دیگر برای جابجایی صحیح چسبیده شوند.
6. قرار دادن حفرههای چپ و راست.
اغلب قطعات باید در دو پیکربندی دست مخالف در همان قالب قالبگیری شوند. وقتی دو قطعه در یک قالب چهار حفرهای قالبگیری میشوند، معمولاً حفرههای مشابه به صورت قطری نسبت به یکدیگر قرار میگیرند. به عنوان مثال، یک قطعه دست چپ در گوشه بالای چپ قالب و دیگری در گوشه پایین راست قالب قالبگیری میشود و قطعات دست راست در گوشههای دیگر قرار میگیرند. این روش برای توازن جریان مواد یا سادهسازی دروازهبندی استفاده میشود، اما مشکلاتی را برای اتوماسیون ایجاد میکند.
برای مثال، زمانی که قطعات از قالب خارج میشوند، بیشتر مشتریان میخواهند قطعات مشابه کنار هم باقی بمانند و قطعات دست چپ در یک سمت نقاله و قطعات دست راست در سمت دیگر قرار گیرند. اگر قطعات به صورت قطری مخالف یکدیگر از قالب خارج شوند، این یا امکانپذیر نیست یا نیاز به اتوماسیون پیچیدهتری با چرخشهای متعدد مچ دارد. هر زمان که ممکن است، قطعات مشابه را در یک سمت قالب نگه دارید تا
موقعیتگذاری پس از برداشت آسانتر شود.
7. استفاده از مکانیابهای قالب.
در استفاده از ویژگیهای مکانیاب قالب سخاوتمند باشید. یک بوشینگ مرکزی برای مرکز کردن قالب روی صفحه کافی است، اما حتی یک ترازوی چشمی نیز برای اطمینان از اینکه قالب به طور کامل و دقیق تراز است، کافی نیست. اگر یک قالب هر بار به همان شکل دقیق نصب نشود، ممکن است نیاز به برنامهریزی مجدد موقعیتهای بحرانی ربات برای اطمینان از عملکرد صحیح داشته باشد، یا ممکن است نیاز به جابجایی قالب باشد. در هر صورت، این تنظیمات زمان تغییر قالب را افزایش داده و بر تولیدیت تاثیر میگذارد.
8. طراحی آبراه و راهنما با در نظر گرفتن گیرهها.
در بیشتر موارد، ربات نیاز به گرفتن نه تنها قطعات بلکه راهنماها نیز دارد. بنابراین، سازنده قالب باید ویژگیهایی را در سیستم آبراه/راهنما شامل کند که ربات بتواند آنها را بگیرد. گزینهها میتوانند به سادگی استفاده از یک آبراه یک اینچ طولانی یا ساخت یک یا چند پد وکیوم (جیبهای نیم اینچی دایرهای در طول راهنما) باشند که پدهای وکیومی ارزانقیمت روی آنها قرار میگیرند. هر چند هر دو گزینه افزایش اساسی در ضایعات مواد راهنما ایجاد میکنند، سازندگان قالب بازگشت سرمایه را در برداشت مطمئن راهنما مشاهده خواهند کرد.
سازندگان ربات مجهز به توسعه راهحلی برای تقریباً هر قالب هستند، بنابراین این هشت نکته را به عنوان قوانین مطلق نگیرید. با این حال، مشتری در نهایت از مزایای زیادی برخوردار میشود وقتی سازنده قالب میداند چگونه میتواند بر طراحی و اجرای اتوماسیون برای تأمینکننده اتوماسیون تاثیر بگذارد.