Райс. 3. Едноделен инструмент за бърза смяна с подаване от чаша, съхраняван в левия шкаф, контролира ориентацията и разделянето на оборудването (осигурява правилното подравняване и позициониране на оборудването). Десният шкаф съдържа различни наковални и совалки.
Рон Богс, мениджър продажби и обслужване на Haeger North America, продължава да получава подобни обаждания от производители по време на възстановяването от пандемията от 2021 г.
„Те непрекъснато ни казваха: „Хей, липсват ни крепежни елементи“, каза Богс. „Оказа се, че това се дължи на проблем с персонала.“ Когато фабриките наемаха нови служители, те често поставяха неопитни, неквалифицирани хора пред машините, за да поставят оборудване. Понякога пропускат скобите, понякога поставят грешни скоби. Клиентът се връща и финализира настройките.
На високо ниво, поставянето на хардуер изглежда е зряло приложение на роботиката. В крайна сметка, заводът би могъл да разполага с пълна автоматизация на щанцоването и формоването, включително куполи, отстраняване на части и може би дори роботизирано огъване. Всички тези технологии обслужват голяма част от сектора на ръчния монтаж. Имайки предвид всичко това, защо да не поставим робот пред машина, за да инсталира оборудване?
През последните 20 години Богс е работил с много фабрики, използващи роботизирано оборудване за вмъкване. Съвсем наскоро той и екипът му, включително главният инженер на Haeger Сандер ван де Бор, работят за улесняване на интегрирането на коботи в процеса на вмъкване (вижте Фигура 1).
Въпреки това, както Богс, така и Вандербоуз подчертават, че фокусирането единствено върху роботиката понякога може да пренебрегне по-големия проблем с поставянето на хардуер. Надеждните, автоматизирани и гъвкави инсталационни операции изискват много градивни елементи, включително последователност и гъвкавост на процеса.
Старецът умря ужасно. Много хора прилагат тази поговорка за механичните щанцови преси, но тя важи и за преси с ръчно подаващо оборудване, главно заради тяхната простота. Операторът позиционира крепежни елементи и части върху долната опора, преди ръчно да ги постави в пресата. Той натисна педала. Пробойникът се спуска, докосва детайла и създава налягане, за да постави оборудването. Доста е просто - докато нещо не се обърка, разбира се.
„Ако операторът не обръща внимание, инструментът ще падне и ще докосне детайла, без реално да прилага натиск“, каза ван де Бор. Защо, какво точно? „Старото оборудване не е имало обратна връзка по погрешка и операторът всъщност не е знаел за това.“ Операторът не е можел да държи крака си върху педалите по време на целия цикъл, което от своя страна може да доведе до задействане на системата за безопасност на пресата. „Горният инструмент има шест волта, долният инструмент е заземен и пресата трябва да усети проводимост, преди да може да създаде налягане.“
По-старите преси за вмъкване също нямат така наречения „прозорец за тонаж“, който е диапазонът на налягане, в който оборудването може да бъде поставено правилно. Съвременните преси може да усещат, че това налягане е твърде ниско или твърде високо. Тъй като по-старите преси нямат прозорец за тонаж, обясни Богс, операторите понякога регулират налягането чрез регулиране на клапан, за да отстранят проблема. „Някои настройват твърде високо, а други - твърде ниско“, каза Богс. „Ръчното регулиране отваря много възможности за гъвкавост. Ако е твърде ниско, значи сте инсталирали неправилно крепежните елементи.“ „Прекомерното налягане може всъщност да деформира детайла или самия крепежен елемент.“
„По-старите машини също нямаха измервателни уреди“, добавя ван де Бур, „което можеше да доведе до загуба на крепежни елементи от операторите.“
Ръчното поставяне на обков може да изглежда лесно, но процесът е труден за поправяне. Нещо повече, операциите с обков често се извършват по-късно във веригата за създаване на стойност, след като празнината е запълнена и оформена. Проблемите с оборудването могат да причинят хаос при праховото боядисване и монтажа, често защото съвестен и старателен оператор допуска малки грешки, които се превръщат в главоболия.
Фигура 1. Коботът показва детайла чрез поставяне на оборудването в пресата, която има четири купи и четири независими совалки, които подават оборудването към пресата. Изображение: Хагрид
През годините технологията за поставяне на хардуер реши тези главоболия, като идентифицира и елиминира тези източници на променливост. Монтажниците на оборудване не бива да бъдат източник на толкова много проблеми, само защото губят малко концентрация в края на смяната си.
Първата стъпка в автоматизирането на монтажа на фитинги, подаването на фитинги в чашата (вижте фиг. 2), елиминира най-досадната част от процеса: ръчното захващане и поставяне на фитинги върху детайла. При традиционната конфигурация с горно подаване, преса за подаване с чаша изпраща крепежните елементи надолу към совалка, която подава крепежните елементи към горния инструмент. Операторът поставя детайла върху долния инструмент (наковалнята) и натиска педала. Поансонът се спуска с помощта на вакуумно налягане, за да повдигне крепежните елементи от совалката, приближавайки ги близо до детайла. Пресата прилага натиск и цикълът е завършен.
Изглежда просто, но ако се задълбочите, можете да откриете някои фини сложности. Първо, оборудването трябва да се подава в работното пространство по контролиран начин. Тук влиза в действие инструментът за първоначално зареждане (bootstrap). Инструментът се състои от два компонента. Единият, предназначен за позициониране, гарантира, че оборудването, излизащо от купата, е позиционирано правилно. Другият осигурява правилно сегментиране, подравняване и поставяне на оборудването. Оттам оборудването преминава през тръба до совалка, която го подава към горния инструмент.
Ето усложнението: Инструментите за автоматично подаване – инструменти за ориентиране и деление, както и совалките – трябва да се подменят и поддържат в работно състояние всеки път, когато оборудването се сменя. Различните видове хардуер влияят върху начина, по който се захранва работната зона, така че специфичните за хардуера инструменти са просто реалност и не могат да бъдат проектирани извън уравнението.
Тъй като операторът пред пресата за чашки вече не губи време за повдигане (евентуално спускане) и настройване на оборудването, времето между вмъкванията е драстично намалено. Но с всички тези специфични за хардуера инструменти, подаващата купа добавя и възможности за преобразуване. Инструментите за самозатягащи се гайки 832 не са подходящи за гайки 632.
За да смени стария двукомпонентен подаващ апарат с купа, операторът трябва да се увери, че инструментът за ориентация е правилно подравнен с разделения инструмент. „Те също така трябваше да проверят вибрациите на купата, времето за подаване на въздух и разположението на маркуча“, каза Богс. „Трябваше да проверят подравняването на совалката и вакуума. Накратко, операторът трябва да провери много подравнявания, за да се увери, че инструментът работи както трябва.“
Операторите на листов метал често имат уникални изисквания към оборудването, които могат да се дължат на проблеми с достъпа (поставяне на оборудване в тесни пространства), необичайно оборудване или и двете. Този тип инсталация използва специално проектиран инструмент от една част. Въз основа на това, казва Богс, в крайна сметка е разработен инструмент „всичко в едно“ за стандартна преса за чашки. Инструментът съдържа елементи за ориентация и избор (вижте Фиг. 3).
„Проектиран е за бързи превключвания“, казва ван де Бур. „Всички параметри на управление, включително въздух и вибрации, време и всичко останало, се контролират от компютъра, така че операторът не е необходимо да прави никакви превключвания или настройки.“
С помощта на дюбели всичко остава в една линия (вижте фиг. 4). „Операторът не е нужно да се тревожи за подравняването при преобразуване. Винаги се нивелира, защото всичко се заключва на мястото си“, каза Богс. „Инструментите просто се завинтват.“
Когато операторът постави лист върху преса за хардуер, той подравнява отворите с наковалня, предназначена да работи с крепежни елементи с определен диаметър. Фактът, че новите диаметри изискват нови инструменти за наковалня, е довел до някои трудности при масовото производство през годините.
Представете си фабрика с най-новата технология за рязане и огъване, бърза автоматична смяна на инструменти, малки партиди или дори цялостно производство. След това детайлът отива в хардуерна вложка и ако детайлът изисква различен вид хардуер, операторът преминава към масово производство. Например, той може да вкара партида от 50 броя, да смени наковалните и след това да вкара новия хардуер в правилните отвори.
Хардуерна преса с револверна глава променя обстановката. Операторите вече могат да вмъкват един вид оборудване, да завъртат револверната глава и да отварят контейнер с цветово кодиране, за да поберат друг вид оборудване, всичко в една настройка (вижте Фигура 5).
„В зависимост от броя на частите, които имате, е по-малко вероятно да пропуснете хардуерна връзка“, каза ван де Бор. „Правите целия раздел наведнъж, за да не пропуснете нито една стъпка накрая.“
Комбинацията от подаване с чаша и куполен механизъм на преса за вложки може да направи работата с комплекти реалност в отдела за хардуер. При типична инсталация производителят гарантира, че захранването на купата е само за нормално голямо оборудване, а след това поставя по-рядко използваното оборудване в цветно кодирани контейнери близо до работната зона. Когато операторите вземат част, която изисква множество хардуерни елементи, те започват да я включват, като слушат звуковия сигнал на машината (което показва, че е време за нов хардуер), завъртат въртящата се плоча на наковалнята, гледат 3D изображение на частта на контролера и след това поставят следващата хардуерна част.
Представете си сценарий, в който оператор вмъква един по един елемент от оборудването, използвайки автоматично подаване и завъртайки въртящата се платформа на наковалнята, ако е необходимо. След това спира, след като горният инструмент хване самоподаващия се крепежен елемент от совалката и го пусне върху детайла на наковалнята. Контролерът ще предупреди оператора, че крепежните елементи са с грешна дължина.
Както обяснява Богс, „В режим на настройка пресата бавно спуска плъзгача и записва позицията му. Така че, когато работи с пълна скорост и приспособлението докосва инструмента, системата гарантира, че дължината на приспособлението съответства на зададеното [[Толеранс]. Измервания извън обхвата, твърде дълги или твърде къси, ще причинят грешка в дължината на крепежния елемент. Това се дължи на откриването на крепежни елементи (липса на вакуум в горния инструмент, обикновено причинено от грешки в подаването на хардуера) и наблюдението и поддръжката на тонажния прозорец (вместо операторът ръчно да регулира клапан) създава доказана надеждна система за автоматизация.“
„Хардуерните печатни машини със самодиагностика могат да бъдат огромно предимство за роботизираните модули“, каза Богс. „В автоматизирана система роботът премества хартията на правилната позиция и изпраща сигнал към машината, като по същество казва: „На правилната позиция съм, стартирайте машината.“
Хардуерната преса поддържа щифтовете на наковалнята (монтирани в отвори в детайла от ламарина) чисти. Вакуумът в горния перфоратор е нормален, което означава, че има крепежни елементи. Знаейки за всичко това, пресата изпрати сигнал към бота.
Както казва Богс, „Пресата по същество преглежда всичко и казва на робота: „Добре, добре съм.“ Тя стартира цикъла на щамповане, проверявайки наличието на крепежни елементи и правилната им дължина. Ако цикълът е завършен, уверете се, че налягането, използвано за поставяне на крепежните елементи, е правилно, след което изпратете сигнал до робота, че цикълът на пресоване е завършен. Роботът получава това и знае, че всичко е чисто и може да премести детайла към следващия отвор.“
Всички тези машинни проверки, първоначално предназначени за ръчни оператори, ефективно осигуряват добра основа за по-нататъшна автоматизация. Богс и ван де Бур описват допълнителни подобрения, като например определени конструкции, които помагат за предотвратяване на залепването на листовете към наковалнята. „Понякога крепежните елементи залепват след цикъл на щамповане“, каза Богс. „Това е присъщ проблем, когато компресирате материал. Когато той заседне в долния инструмент, операторът обикновено може да завърти малко детайла, за да го извади.“
Фигура 4. Болт на совалката с дюбелен щифт. След като е настроена, совалката подава оборудването към горния инструмент, който използва вакуумно налягане, така че оборудването да може да бъде закрепено и транспортирано до детайла. Наковалнята (долу вляво) е разположена на една от четирите револверни глави.
За съжаление, роботите нямат уменията на човешки оператор. „Така че сега има конструкции на преси, които помагат за отстраняването на детайлите, помагат за избутването на крепежни елементи от инструмента, така че да няма залепване след цикъла на пресоване.“
Някои машини имат различна дълбочина на отвора, за да помогнат на робота да маневрира с детайла в и извън работната зона. Пресите могат да включват и опори, които помагат на роботите (и на ръчните оператори) да позиционират сигурно своите работни места.
В крайна сметка, надеждността е ключова. Роботите и коботите могат да бъдат част от решението, което улеснява интеграцията им. „В областта на колаборативните роботи, доставчиците са постигнали голям напредък в улесняването на интеграцията им с машините“, каза Богс, „а производителите на печатни машини са извършили много развойна работа, за да гарантират, че е налице правилният комуникационен протокол.“
Но техниките за щамповане и техниките в работилницата, включително опората на детайлите, ясните (и документирани) инструкции за работа и правилното обучение, също играят роля. Богс добави, че все още получава обаждания за липсващи крепежни елементи и други проблеми в отдела за хардуер, много от които работят с надеждни, но много стари машини.
Тези машини може да са надеждни, но инсталирането на оборудването не е за неквалифицирани и непрофесионални хора. Спомнете си машината, която е открила грешна дължина. Тази проста проверка предотвратява превръщането на малка грешка в голям проблем.
Фигура 5. Тази хардуерна преса има въртяща се маса със стоп и четири станции. Системата разполага и със специален инструмент-ковалня, който помага на оператора да достигне труднодостъпни места. Тук фитингите се поставят точно под задния фланец.
Тим Хестън, старши редактор на The FABRICATOR, работи в металообработващата индустрия от 1998 г., започвайки кариерата си в списанието Welding Magazine на Американското заваръчно дружество. Оттогава то обхваща всички процеси на металообработване - от щамповане, огъване и рязане до шлайфане и полиране. Той се присъединява към The FABRICATOR през октомври 2007 г.
FABRICATOR е водещото списание за производство и формоване на стомана в Северна Америка. Списанието публикува новини, технически статии и истории за успех, които позволяват на производителите да вършат работата си по-ефективно. FABRICATOR е в индустрията от 1970 г.
Сега с пълен достъп до дигиталното издание на The FABRICATOR, лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Дигиталното издание на The Tube & Pipe Journal вече е напълно достъпно, осигурявайки лесен достъп до ценни индустриални ресурси.
Получете пълен дигитален достъп до списанието STAMPING, което представя най-новите технологии, най-добри практики и новини от индустрията за пазара на щамповане на метали.
Сега с пълен дигитален достъп до The Fabricator en Español, имате лесен достъп до ценни индустриални ресурси.