Risu. 3. Un strumentu à cambiamentu rapidu, alimentatu à tazza, in un pezzu unicu, almacenatu in u cabinet di manca, cuntrolla l'orientazione è a separazione di l'attrezzatura (assicura un allineamentu è un pusizionamentu curretti di l'attrezzatura). U cabinet di diritta cuntene diverse incudini è navette.
Ron Boggs, direttore di vendita è serviziu per Haeger North America, cuntinueghja à riceve chjamate simili da i pruduttori durante a ripresa da a pandemia di u 2021.
«Ci ​​dicianu sempre: "Ehi, ci mancanu elementi di fissaggio"», disse Boggs. «Si scopre chì questu era duvutu à un prublema di persunale». Quandu e fabbriche impiegavanu novi impiegati, spessu mettevanu persone inesperte è senza cumpetenze davanti à e macchine per inserisce l'attrezzatura. Calchì volta mancanu i fermagli, calchì volta mettenu i fermagli sbagliati. U cliente torna è finaliza i paràmetri.
À un livellu altu, l'inserimentu di hardware pare esse un'applicazione matura di a robotica. Infine, una pianta puderia avè una automatizazione cumpleta di punzonatura è furmazione, cumprese torrette, rimozione di pezzi, è forse ancu piegatura robotica. Tutte queste tecnulugie servenu tandu una grande parte di u settore di l'installazione manuale. Cù tuttu què in mente, perchè ùn mette micca un robot davanti à una macchina per installà l'attrezzatura ?
In l'ultimi 20 anni, Boggs hà travagliatu cù parechje fabbriche chì utilizanu apparecchiature d'inserzione robotica. Più recentemente, ellu è a so squadra, cumpresu l'ingegnere capu di Haeger, Sander van de Bor, anu travagliatu per fà più faciule l'integrazione di i cobot cù u prucessu d'inserzione (vede a Figura 1).
Tuttavia, Boggs è VanderBose insistenu chì fucalizà si solu nantu à a robotica pò qualchì volta trascurà u prublema più grande di l'inserimentu di hardware. L'operazioni d'installazione affidabili, automatizate è flessibili richiedenu parechji elementi di custruzzione, cumprese a cuerenza è a flessibilità di u prucessu.
U vechju hè mortu orribilmente. Parechje persone applicanu questu dettu à e presse punzonatrici meccaniche, ma si applica ancu à e presse cù apparecchiature di alimentazione manuale, principalmente per via di a so simplicità. L'operatore posiziona i dispositivi di fissaggio è e parti nantu à u supportu inferiore prima di inserisce li manualmente in a pressa. Hà premutu u pedale. U perforatore scende, tocca a pezza è crea pressione per inserisce l'apparecchiatura. Hè abbastanza simplice - finu à chì qualcosa ùn va male, benintesa.
«Sè l'operatore ùn face micca attenzione, l'arnese cascherà è tuccherà a pezza senza applicà pressione», disse van de Bor. Perchè, chì esattamente? «L'attrezzatura vechja ùn avia micca feedback per sbagliu è l'operatore ùn ne sapia micca veramente.» L'operatore ùn pudia tene u pede nantu à i pedali durante tuttu u ciclu, ciò chì, à u so tornu, pudia purtà à l'attivazione di u sistema di sicurezza di a pressa. «L'arnese superiore hà sei volt, l'arnese inferiore hè cunnessu à terra, è a pressa deve rilevà a cunduttività prima di pudè custruisce pressione.»
E presse à inserti più vechje ùn anu ancu a cusì detta "finestra di tunnellaggiu", chì hè a gamma di pressioni in a quale l'attrezzatura pò esse inserita currettamente. E presse muderne ponu sente chì sta pressione hè troppu bassa o troppu alta. Siccome e presse più vechje ùn anu micca una finestra di tunnellaggiu, hà spiegatu Boggs, l'operatori qualchì volta aghjustanu a pressione aghjustendu una valvula per risolve u prublema. "Certi si aghjustano troppu in altu è altri si aghjustano troppu in bassu", hà dettu Boggs. "L'aghjustamentu manuale apre assai versatilità. S'ellu hè troppu bassu, avete installatu l'hardware in modu incorrectu". "Una pressione eccessiva pò in realtà deformà a parte o u fissatore stessu".
«E macchine più vechje ùn avianu mancu metri», aghjusta van de Boer, «chì pudia fà perde l'elementi di fissaggio à l'operatori».
L'inserimentu manuale di l'hardware pò sembrà faciule, ma u prucessu hè difficiule da riparà. Per aggravà e cose, l'operazioni di hardware si verificanu spessu più tardi in a catena di valore, dopu chì u spaziu hè statu riempitu è ​​furmatu. I prublemi di l'attrezzatura ponu causà danni à u rivestimentu in polvere è à l'assemblea, spessu perchè un operatore cuscienziosu è diligente face picculi sbagli chì si trasformanu in mal di testa.
Figura 1. U cobot mostra a parte inserendu l'attrezzatura in a pressa, chì hà quattru tazze è quattru navette indipendenti chì alimentanu l'attrezzatura in a pressa. Imagine: Hagrid
À traversu l'anni, a tecnulugia d'inserzione di hardware hà risoltu sti prublemi identificendu è eliminendu ste fonti di variabilità. L'installatori di l'attrezzatura ùn devenu micca esse a fonte di tanti prublemi solu perchè perdenu un pocu di cuncentrazione à a fine di u so turnu.
U primu passu per automatizà l'installazione di raccordi, l'alimentazione à tazza (vede fig. 2), elimina a parte più tediosa di u prucessu: piglià è piazzà manualmente i raccordi nantu à a pezza. In una cunfigurazione tradiziunale di alimentazione superiore, una pressa di alimentazione à tazza manda i elementi di fissaggio in giù à una navetta chì alimenta a ferramenta à l'utensile superiore. L'operatore mette a pezza nantu à l'utensile inferiore (incudine) è preme u pedale. U punzone hè abbassatu aduprendu a pressione di u vacuum per alzà a ferramenta fora di a navetta, avvicinendu a ferramenta à a pezza. A pressa applica pressione è u ciclu hè cumpletatu.
Pare simplice, ma sè scavete più in fondu, pudete truvà alcune cumplessità suttili. Prima, l'attrezzatura deve esse alimentata in u spaziu di travagliu in modu cuntrullatu. Eccu induve u strumentu bootstrap entra in ghjocu. U strumentu hè custituitu da dui cumpunenti. Unu dedicatu à u pusizionamentu assicura chì l'attrezzatura chì esce da a tazza sia pusizionata currettamente. L'altru assicura a segmentazione, l'allineamentu è u piazzamentu adatti di l'attrezzatura. Da quì, l'attrezzatura viaghja per un tubu finu à una navetta chì alimenta l'attrezzatura à u strumentu superiore.
Eccu a cumplicazione: l'arnesi di alimentazione automatica - arnesi d'orientazione è di divisione, è navette - devenu esse rimpiazzati è mantenuti in ordine di funziunamentu ogni volta chì l'attrezzatura hè cambiata. Diverse forme di hardware influenzanu u modu in cui furnisce energia à l'area di travagliu, dunque l'arnesi specifichi di l'hardware sò solu una realità è ùn ponu micca esse cuncipiti fora di l'equazione.
Siccomu l'operatore davanti à a pressa à tazze ùn passa più tempu à piglià (pussibbilmente à calà) è à stallà l'attrezzatura, u tempu trà l'inserti hè drasticamente riduttu. Ma cù tutti questi strumenti specifichi per l'hardware, a tazza di alimentazione aghjusta ancu capacità di cunversione. L'arnesi per i dadi autoserranti 832 ùn sò micca adatti per i dadi 632.
Per rimpiazzà u vechju alimentatore di tazza in dui pezzi, l'operatore deve assicurassi chì u strumentu d'orientazione sia currettamente allinatu cù u strumentu divisu. "Anu ancu avutu à verificà a vibrazione di a tazza, a sincronizazione di l'aria è u piazzamentu di u tubu", hà dettu Boggs. "Devenu verificà l'allineamentu di a navetta è di l'aspirazione. In breve, l'operatore deve verificà assai allineamenti per assicurassi chì u strumentu funziona cum'è duveria".
L'operatori di lamiera anu spessu esigenze uniche in termini di equipaggiamenti chì ponu esse dovute à prublemi d'accessu (inserimentu di equipaggiamenti in spazii stretti), equipaggiamenti inusuali, o tramindui. Stu tipu d'installazione usa un strumentu unicu cuncipitu apposta. Basatu annantu à questu, dice Boggs, hè statu infine sviluppatu un strumentu tuttu in unu per una pressa à tazze standard. U strumentu cuntene elementi d'orientazione è di selezzione (vede Fig. 3).
«Hè cuncipitu per cambiamenti rapidi», dice van de Boer. «Tutti i parametri di cuntrollu, cumpresi l'aria è a vibrazione, u tempu è tuttu u restu, sò cuntrullati da l'urdinatore, dunque l'operatore ùn hà bisognu di fà alcun cambiamentu o aghjustamenti».
Cù l'aiutu di i tasselli, tuttu ferma in una linea (vede fig. 4). «L'operatore ùn hà micca da preoccupassi di l'allineamentu quandu si cunverte. Si livella sempre perchè tuttu si blocca in u so postu», hà dettu Boggs. «L'arnesi sò solu avvitati».
Quandu un operatore mette una lamiera nantu à una pressa di ferramenta, allinea i fori cù un'incudine cuncepita per travaglià cù elementi di fissaggio di un certu diametru. U fattu chì i novi diametri richiedenu novi strumenti per l'incudine hà purtatu à una pruduzzione di massa difficiule annantu à l'anni.
Imagine una fabbrica cù l'ultima tecnulugia di tagliu è piegatura, un cambiamentu automaticu rapidu di strumenti, picculi lotti o ancu una pruduzzione cumpleta. A parte entra tandu in un insertu di hardware, è s'ella richiede un tipu di hardware differente, l'operatore passa à a pruduzzione di massa. Per esempiu, ponu inserisce un lottu di 50 pezzi, cambià l'incudini, è dopu inserisce u novu hardware in i fori curretti.
Una pressa di ferramenta cù una torretta cambia a scena. L'operatori ponu avà inserisce un tipu d'attrezzatura, rotà a torretta è apre un cuntainer codificatu per culore per accoglie un altru tipu d'attrezzatura, tuttu in una sola cunfigurazione (vede a Figura 5).
«Sicondu u numeru di pezzi chì avete, hè menu prubabile chì mancate una cunnessione hardware», hà dettu van de Bor. «Fate tutta a sezione in una sola passata per ùn mancà un passu à a fine».
A cumbinazione di l'alimentazione à tazze è di a torretta nantu à una pressa à inserti pò fà di a manipulazione di kit una realità in u dipartimentu di ferramenta. In una installazione tipica, u fabricatore assicura chì l'alimentazione à tazze sia esclusiva per l'attrezzatura nurmale di grande dimensione, è dopu mette l'attrezzatura menu aduprata in cuntenitori cù codice di culore vicinu à l'area di travagliu. Quandu l'operatori piglianu una parte chì richiede più hardware, cumincianu à cunnettela ascultendu u bip di a macchina (chì indica chì hè ora di un novu hardware), ruotendu u piattu giratoriu di l'incudine, visualizendu una maghjina 3D di a parte nantu à u controller, è dopu inserendu a prossima parte di hardware.
Imagine un scenariu induve un operatore inserisce un pezzu d'attrezzatura unu per unu, aduprendu l'alimentazione automatica è girandu u piattu giratoriu di l'incudine secondu i bisogni. Dopu si ferma dopu chì l'utensile superiore piglia u fissaggio autoalimentatu da a navetta è u lascia cascà nantu à u pezzu di travagliu nantu à l'incudine. U controller avviserà l'operatore chì i fissaggi sò di a lunghezza sbagliata.
Cum'è Boggs spiega, "In u modu di cunfigurazione, a pressa abbassa pianu pianu u cursore è registra a so pusizione. Cusì, quandu funziona à piena velocità è u dispusitivu tocca l'utensile, u sistema assicura chì a lunghezza di u dispusitivu currisponde à a [[Tolleranza] specificata. E misurazioni fora di gamma, troppu longhe o troppu corte, causeranu un errore di lunghezza di u fissaggio. Questu hè duvutu à a rilevazione di u fissaggio (nisun vacuum in l'utensile superiore, di solitu causatu da errori di alimentazione di l'hardware) è u monitoraghju è a manutenzione di a finestra di tonnellaggio (invece di l'operatore chì aghjusta manualmente una valvula) crea un sistema di automatizazione affidabile pruvatu.
«E macchine da stampa hardware cù autodiagnosi ponu esse un grande vantaghju per i moduli robotichi», hà dettu Boggs. «In una cunfigurazione automatizata, u robot move a carta in a pusizione ghjusta è manda un signale à a macchina da stampa, dicendu essenzialmente: "Sò in a pusizione ghjusta, vai avanti è avvia a macchina da stampa".»
A pressa di ferramenta mantene puliti i perni di l'incudine (installati in i fori di a pezza di travagliu in lamiera). U vacuum in u punzone superiore hè nurmale, ciò significa chì ci sò elementi di fissaggio. Sapendu tuttu què, a pressa hà mandatu un signale à u bot.
Cum'è dice Boggs, "A pressa guarda basicamente tuttu è dice à u robot: "Va bè, sò bè". Cumincia u ciclu di stampatura, verificendu a presenza di elementi di fissaggio è a so lunghezza curretta. Se u ciclu hè cumpletu, assicuratevi chì a pressione aduprata per inserisce l'hardware sia curretta, poi mandate un signale à u robot chì u ciclu di pressa hè cumpletu. U robot riceve questu è sà chì tuttu hè pulitu è ​​pò spustà a pezza à u prossimu foru".
Tutti sti cuntrolli di macchina, inizialmente destinati à l'operatori manuali, furniscenu efficacemente una bona basa per una ulteriore automatizazione. Boggs è van de Boor descrivenu ulteriori miglioramenti cum'è certi disinni chì aiutanu à impedisce à e lamiere di attaccassi à l'incudine. "Calchì volta i dispositivi di fissaggio si attaccanu dopu un ciclu di stampaggio", hà dettu Boggs. "Hè un prublema inerente quandu si comprime u materiale. Quandu si blocca in u strumentu inferiore, l'operatore pò di solitu girà un pocu u pezzu di travagliu per caccià lu".
Figura 4. Bullone di navetta cù spina di centraggio. Una volta stallata, a navetta alimenta l'attrezzatura à u strumentu superiore, chì usa a pressione di u vacuum per chì l'attrezzatura possi esse fissata è trasportata à a pezza di travagliu. L'incudine (in fondu à manca) si trova nantu à una di e quattru torrette.
Sfurtunatamente, i robot ùn anu micca e cumpetenze di un operatore umanu. "Cusì avà ci sò disinni di presse chì aiutanu à caccià i pezzi di travagliu, aiutanu à spinghje i elementi di fissaggio fora di l'utensile, cusì ùn ci hè micca attaccatura dopu u ciclu di pressa."
Certe macchine anu diverse prufundità di gola per aiutà u robot à manuvrà a pezza in entrata è in uscita da l'area di travagliu. E presse ponu ancu include supporti chì aiutanu i robot (è l'operatori manuali, del resto) à pusizziunà in modu sicuru i so travagli.
In fine, l'affidabilità hè a chjave. I robot è i cobot ponu esse parte di a risposta, rendenduli più faciuli da integrà. "In u campu di i robot collaborativi, i venditori anu fattu grandi passi avanti per rende u più faciule pussibule a so integrazione cù e macchine", hà dettu Boggs, "è i pruduttori di presse anu fattu assai travagliu di sviluppu per assicurà chì u protocolu di cumunicazione ghjustu sia in piazza".
Ma e tecniche di stampaggio è e tecniche di officina, cumprese u supportu di e pezze di travagliu, struzzioni di travagliu chjare (è documentate) è una furmazione adatta ghjocanu ancu un rolu. Boggs hà aghjustatu ch'ellu riceve sempre chjamate per via di elementi di fissaggio mancanti è altri prublemi in u dipartimentu di ferramenta, assai di i quali travaglianu cù macchine affidabili ma assai vechje.
Queste macchine ponu esse affidabili, ma l'installazione di l'attrezzatura ùn hè micca per i micca qualificati è i micca prufessiunali. Ricurdatevi di a macchina chì hà trovu a lunghezza sbagliata. Questa semplice verificazione impedisce chì un picculu errore si trasformi in un grande prublema.
Figura 5. Sta pressa di ferramenta hà una piattaforma giratoria cù un arrestu è quattru stazioni. U sistema hà ancu un strumentu speciale per l'incudine chì aiuta l'operatore à ghjunghje à i lochi difficiuli da ghjunghje. Quì i raccordi sò inseriti ghjustu sottu à a flangia posteriore.
Tim Heston, editore senior di The FABRICATOR, hè statu in l'industria di a fabricazione di metalli dapoi u 1998, cuminciendu a so carriera cù a rivista Welding di l'American Welding Society. Da tandu, hà trattatu tutti i prucessi di fabricazione di metalli, da a stampatura, a piegatura è u tagliu à a smerigliatura è a lucidatura. Hà unitu à The FABRICATOR in uttrovi 2007.
FABRICATOR hè a rivista di fabricazione è furmazione di l'acciaiu leader in America di u Nordu. A rivista publica nutizie, articuli tecnichi è storie di successu chì permettenu à i pruduttori di fà u so travagliu in modu più efficiente. FABRICATOR hè in l'industria dapoi u 1970.
Avà cù accessu cumpletu à l'edizione digitale di The FABRICATOR, accessu faciule à risorse preziose di l'industria.
L'edizione digitale di The Tube & Pipe Journal hè avà cumpletamente accessibile, dendu un accessu faciule à risorse preziose di l'industria.
Uttenite accessu digitale cumpletu à u STAMPING Journal, chì prisenta l'ultime tecnulugie, e migliori pratiche è e nutizie di l'industria per u mercatu di u stampaggio di metalli.
Avà cù accessu digitale cumpletu à The Fabricator en Español, avete un accessu faciule à risorse preziose di l'industria.