Ręczna aplikacja kleju umożliwia operatorowi dostosowanie sposobu nanoszenia materiału do kształtu i struktury powierzchni. Automatyzacja tego procesu staje się jednak bardziej wymagająca, gdy klejone elementy mają nieregularną geometrię. W takich warunkach niezbędne jest zastosowanie odpowiednio dobranego systemu dozowania, który zapewni precyzyjne podawanie kleju podczas pracy robota. Przed takim zadaniem stanął zakład z branży tekstylnej, poszukujący sposobu na zastąpienie ręcznego klejenia procesem zrobotyzowanym. Kluczowe było opracowanie rozwiązania umożliwiającego nanoszenie spoiwa na powierzchnie o różnych kształtach. W tym celu wykorzystano pompę tłokową, pistolet dozujący oraz odpowiednio dobrane dysze aplikacyjne. Wdrożony system pozwolił przenieść dotychczasową operację manualną na stanowisko zrobotyzowane, ograniczając konieczność bezpośredniego udziału operatora w nanoszeniu kleju.
Wyzwanie produkcyjne: automatyzacja nanoszenia kleju na nieregularne powierzchnie
Przedsiębiorstwo z branży tekstylnej planowało wdrożenie zrobotyzowanego stanowiska do precyzyjnej aplikacji kleju na wybrane fragmenty produkowanych elementów. Największym wyzwaniem była ich zróżnicowana geometria, wymagająca odpowiedniego dostosowania sposobu nanoszenia spoiwa do kształtu powierzchni.
Automatyzacja klejenia wymagała nie tylko zaprogramowania ruchów robota, ale również zapewnienia właściwego dozowania i dostarczania kleju do narzędzia aplikacyjnego. Kluczowa była synchronizacja pracy obu układów, umożliwiająca nanoszenie materiału w określonych miejscach, zgodnie z wymaganiami procesu technologicznego.
Klient potrzebował zatem kompletnego rozwiązania obejmującego pompę podającą klej oraz pistolet natryskowy przystosowany do współpracy z robotem przemysłowym. Odpowiedni dobór komponentów miał umożliwić zastąpienie ręcznej aplikacji procesem automatycznym, dostosowanym do specyfiki klejonych elementów.
Dotychczasowy proces – ręczna aplikacja kleju
Przed wprowadzeniem automatyzacji nanoszenie kleju odbywało się manualnie. Pracownik samodzielnie prowadził narzędzie aplikacyjne, na bieżąco korygując jego ustawienie i kierunek ruchu w zależności od ukształtowania powierzchni.
Realizacja każdej operacji wymagała udziału operatora, który kontrolował miejsce i sposób nakładania spoiwa. Ze względu na nieregularną geometrię elementów proces opierał się na jego doświadczeniu oraz umiejętności dostosowania techniki aplikacji do konkretnego detalu.
Planowana robotyzacja miała wyeliminować konieczność ręcznego wykonywania tej czynności. Wymagało to zintegrowania układu dozowania kleju z robotem przemysłowym, tak aby trajektoria ruchu narzędzia oraz moment podawania materiału były sterowane automatycznie, zgodnie z zaprogramowanym przebiegiem procesu.
Zastosowane rozwiązanie – zrobotyzowany system dozowania i aplikacji kleju
W celu automatyzacji procesu klejenia zastosowano układ złożony z trzech współpracujących komponentów:
- Pompa tłokowa – odpowiada za transport kleju i jego dostarczanie do stanowiska aplikacyjnego.
- Pistolet aplikacyjny – umożliwia automatyczne nanoszenie spoiwa na wyznaczone obszary obrabianych elementów.
- Dysze dozujące – pozwalają odpowiednio ukierunkować wypływ kleju i dostosować sposób aplikacji do wymagań technologicznych.
Podstawą działania systemu jest właściwa współpraca urządzeń odpowiedzialnych za podawanie i rozprowadzanie materiału. Pompa przemysłowa zasila instalację klejem, natomiast pistolet do kleju wraz z dobraną dyszą odpowiada za jego nanoszenie. Robot przemysłowy prowadzi narzędzie po zaprogramowanej trajektorii, dopasowanej do geometrii obrabianego detalu.
Ze względu na nieregularny kształt powierzchni szczególnie istotne było skoordynowanie ruchu robota z działaniem układu aplikacyjnego. Odpowiednie ustawienie pistoletu, dobór dyszy oraz kontrola podawania kleju umożliwiły zautomatyzowanie operacji wykonywanej wcześniej ręcznie, przy zachowaniu możliwości nanoszenia spoiwa na elementy o zróżnicowanej geometrii.
Jak zmienił się proces klejenia po automatyzacji?
Wprowadzenie zrobotyzowanego stanowiska pozwoliło zastąpić ręczne nanoszenie kleju automatycznym systemem aplikacyjnym. Dotychczasowe zadania operatora przejął robot przemysłowy współpracujący z pompą tłokową, pistoletem dozującym oraz odpowiednio dobranymi dyszami.
Najważniejszą zmianą było przeniesienie kontroli nad prowadzeniem narzędzia na układ sterowania robota. Klej jest dostarczany przez pompę do pistoletu aplikacyjnego, natomiast zaprogramowana trajektoria umożliwia nanoszenie go na wyznaczone fragmenty powierzchni bez konieczności ręcznego wykonywania operacji.
Nowe rozwiązanie pozwala realizować proces według określonego programu technologicznego, co sprzyja większej powtarzalności aplikacji i ogranicza zależność od umiejętności operatora. W przypadku elementów o odmiennej geometrii konieczne jest odpowiednie dostosowanie toru ruchu robota oraz parametrów dozowania. Automatyzacja zapewniła jednak większą kontrolę nad przebiegiem klejenia i stworzyła warunki do usprawnienia organizacji produkcji.
Rezultaty wdrożenia – jakie korzyści przyniosła robotyzacja klejenia?
Automatyzacja ręcznego nanoszenia kleju
Najważniejszym efektem modernizacji było zastąpienie manualnej aplikacji systemem współpracującym z robotem przemysłowym. Operator nie musi już samodzielnie prowadzić narzędzia po powierzchni elementu, dzięki czemu ograniczono jego bezpośredni udział w procesie klejenia. Obsługa stanowiska może koncentrować się na przygotowaniu detali, kontroli pracy urządzeń i nadzorowaniu produkcji.
Większa powtarzalność procesu aplikacji
Zaprogramowanie trajektorii robota umożliwia odtwarzanie określonego sposobu nanoszenia kleju dla poszczególnych produktów. Przy zachowaniu właściwego pozycjonowania elementów i stabilnych parametrów dozowania rozwiązanie pozwala ograniczyć różnice wynikające z ręcznego prowadzenia pistoletu. Przebieg operacji jest definiowany przez ustawienia technologiczne, a nie indywidualną technikę pracy operatora.
Możliwość klejenia powierzchni o nieregularnej geometrii
Zastosowany układ umożliwił robotyzację operacji, w której szczególną trudność stanowiły nierówności i zróżnicowane kształty obrabianych detali. Odpowiednie dopasowanie toru ruchu narzędzia oraz sposobu podawania spoiwa pozwoliło przenieść wymagający proces z ręcznego stanowiska na zautomatyzowaną linię produkcyjną.
Możliwość dalszego doskonalenia technologii klejenia
Wdrożenie stworzyło podstawę do optymalizacji parametrów aplikacji, między innymi prędkości przemieszczania pistoletu, ilości dozowanego materiału oraz przebiegu ścieżek robota. Odpowiednie testy mogą pomóc w dalszym usprawnianiu procesu i racjonalizacji zużycia kleju.
Potwierdzonym rezultatem projektu jest skuteczna automatyzacja dotychczasowej operacji ręcznej. Ewentualne oszczędności materiałowe, skrócenie czasu cyklu czy wzrost wydajności wymagają odrębnych pomiarów i nie zostały w tym przypadku określone ilościowo.
W jakich branżach sprawdzi się automatyczne nanoszenie kleju?
Zrobotyzowane systemy dozowania i aplikacji kleju mogą znaleźć zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, szczególnie tam, gdzie wymagane jest precyzyjne nanoszenie spoiwa na wyznaczone obszary lub elementy o nieregularnej geometrii. Rozwiązanie warto rozważyć między innymi w przemyśle tekstylnym, meblarskim, motoryzacyjnym, opakowaniowym oraz przy produkcji komponentów technicznych i materiałów wielowarstwowych.
Możliwość automatyzacji zależy od specyfiki procesu, w tym lepkości i właściwości kleju, rodzaju łączonych materiałów, wymaganej wydajności dozowania oraz kształtu obrabianych detali. Kluczowe znaczenie ma indywidualny dobór pompy, pistoletu aplikacyjnego i dysz, a także dostosowanie parametrów pracy robota do technologii klejenia. Pozwala to opracować rozwiązanie odpowiadające rzeczywistym wymaganiom produkcyjnym.
Okiem Specjalisty
W robotyzacji procesu klejenia elementów o nieregularnych kształtach kluczowe znaczenie ma odpowiednia synchronizacja ruchu robota z pracą systemu dozującego. Nawet precyzyjnie zaprogramowana trajektoria nie zapewni oczekiwanych rezultatów, jeśli ilość i sposób podawania kleju nie zostaną dostosowane do specyfiki aplikacji.
Dlatego pompę, pistolet oraz dyszę natryskową należy traktować jako elementy jednego układu technologicznego. Przy ich doborze trzeba uwzględnić właściwości spoiwa, wymaganą wydajność dozowania oraz odległość i ustawienie narzędzia względem obrabianej powierzchni. Szczególnie istotne są testy na rzeczywistych detalach, pozwalające zweryfikować skuteczność nanoszenia kleju również w trudno dostępnych miejscach.
W tej realizacji udało się zastąpić manualną aplikację procesem zrobotyzowanym. Dalsza optymalizacja może obejmować analizę czasu cyklu, zużycia materiału i powtarzalności nanoszenia spoiwa. Wyniki takich pomiarów pozwolą ocenić potencjał zwiększenia wydajności produkcji oraz ograniczenia kosztów eksploatacyjnych.
