Rýže.3. Jednodílný, hrnkem podávaný, rychlovýměnný nástroj uložený v levé skříni ovládá orientaci a oddělení zařízení (zajišťuje správné vyrovnání a umístění zařízení).Pravá skříň obsahuje různé kovadliny a člunky.
Ron Boggs, manažer prodeje a služeb pro Haeger North America, i nadále dostává podobné telefonáty od výrobců během zotavování z pandemie v roce 2021.
"Pořád nám říkali: 'Hej, chybí nám spojovací materiál'," řekl Boggs."Ukazuje se, že to bylo kvůli personálnímu problému."Když továrny najímaly nové zaměstnance, často postavily před stroje nezkušené, nekvalifikované lidi, aby vložili zařízení.Někdy jim chybí spony, někdy je dávají špatné spony.Klient se vrátí a dokončí nastavení.
Na vysoké úrovni se vkládání hardwaru jeví jako vyspělá aplikace robotiky.Nakonec by závod mohl mít plnou automatizaci děrování a tváření, včetně věží, odebírání dílů a možná i robotického ohýbání.Všechny tyto technologie pak slouží velké části sektoru ruční instalace.S ohledem na toto všechno, proč nepostavit robota před stroj, aby instaloval zařízení?
Během posledních 20 let spolupracoval Boggs s mnoha továrnami využívajícími robotické vkládací zařízení.Nedávno on a jeho tým, včetně hlavního inženýra společnosti Haeger Sander van de Bor, pracovali na usnadnění integrace cobotů do procesu vkládání (viz obrázek 1).
Boggs i VanderBose však zdůrazňují, že zaměření pouze na robotiku může někdy přehlédnout větší problém vkládání hardwaru.Spolehlivé, automatizované a flexibilní instalační operace vyžadují mnoho stavebních bloků, včetně konzistence a flexibility procesu.
Starý muž zemřel strašlivě.Mnoho lidí toto pořekadlo aplikuje na mechanické děrovací lisy, ale platí i pro lisy s ručním podávacím zařízením, a to především pro jeho jednoduchost.Obsluha umístí spojovací prvky a díly na spodní podpěru, než je ručně vloží do lisu.Sešlápl pedál.Propichovač klesá, dotýká se obrobku a vytváří tlak pro vložení zařízení.Je to docela jednoduché – dokud se něco nepokazí, samozřejmě.
„Pokud obsluha nedává pozor, nástroj spadne a dotkne se obrobku, aniž by skutečně vyvinul tlak,“ řekl van de Bor.Proč, co přesně?"Staré zařízení nemělo zpětnou vazbu omylem a operátor o tom ve skutečnosti nevěděl."Obsluha nemohla během celého cyklu udržet nohu na pedálech, což by následně mohlo vést k činnosti bezpečnostního systému lisu."Horní nástroj má šest voltů, spodní nástroj je uzemněn a lis musí snímat vodivost, než může vytvořit tlak."
Starší vkládací lisy také postrádají tzv. „tonážní okno“, což je rozsah tlaků, do kterých lze zařízení správně vložit.Moderní lisy mohou mít pocit, že tento tlak je příliš nízký nebo příliš vysoký.Protože starší lisy nemají tonážní okno, vysvětlil Boggs, operátoři někdy upravují tlak nastavením ventilu, aby problém vyřešili."Některé jsou příliš vysoké a některé příliš nízké," řekl Boggs.„Ruční nastavení otevírá mnoho všestrannosti.Pokud je příliš nízká, nainstalovali jste hardware nesprávně.“"Nadměrný tlak může ve skutečnosti deformovat součást nebo samotný spojovací prvek."
"Starší stroje také neměly měřiče," dodává van de Boer, "což by mohlo způsobit, že operátoři ztratí spojovací prvky."
Ruční vkládání hardwaru se může zdát snadné, ale tento proces je těžké opravit.Aby toho nebylo málo, k hardwarovým operacím často dochází později v hodnotovém řetězci, po zaplnění a vytvoření mezery.Problémy se zařízeními mohou způsobit zkázu při práškovém lakování a montáži, často proto, že svědomitý a pečlivý operátor dělá malé chyby, které přecházejí v bolesti hlavy.
Obrázek 1. Cobot ukazuje část vložením zařízení do lisu, který má čtyři misky a čtyři nezávislé člunky, které podávají zařízení do lisu.Obrázek: Hagrid
V průběhu let technologie vkládání hardwaru vyřešila tyto bolesti hlavy tím, že identifikovala a odstranila tyto zdroje variability.Instalatéři zařízení by neměli být zdrojem tolika problémů jen proto, že na konci směny trochu ztratí pozornost.
První krok v automatizované instalaci tvarovky, podávání misky (viz obr. 2), odstraňuje nejnáročnější část procesu: ruční uchopení a umístění tvarovek na obrobek.V tradiční konfiguraci s horním podáváním posílá lis s hrnkovým podáváním upevňovací prvky dolů do člunku, který přivádí hardware k hornímu nástroji.Obsluha položí obrobek na spodní nástroj (kovadlinu) a sešlápne pedál.Razník je spuštěn pomocí podtlaku, aby se zvedl hardware z člunku, čímž se hardware přiblíží k obrobku.Lis aplikuje tlak a cyklus je dokončen.
Zdá se to jednoduché, ale pokud se ponoříte hlouběji, můžete najít nějaké jemné složitosti.Za prvé, zařízení musí být do pracovního prostoru přiváděno kontrolovaným způsobem.Zde přichází na řadu nástroj bootstrap.Nástroj se skládá ze dvou komponent.Jeden věnovaný polohování zajišťuje, že zařízení vycházející z mísy je umístěno správně.Druhý zajišťuje správnou segmentaci, vyrovnání a umístění zařízení.Odtud zařízení putuje potrubím do raketoplánu, který přivádí zařízení k hornímu nástroji.
Zde je komplikace: Nástroje pro automatické podávání – nástroje pro orientaci a dělení a člunky – je třeba vyměnit a udržovat v provozuschopném stavu při každé výměně zařízení.Různé formy hardwaru ovlivňují způsob, jakým dodává energii do pracovní oblasti, takže hardwarově specifické nástroje jsou pouze realitou a nelze je navrhnout mimo rovnici.
Vzhledem k tomu, že obsluha před lisem na šálky již netráví čas sbíráním (případně spouštěním) a nastavováním zařízení, doba mezi vložkami se drasticky zkracuje.Ale se všemi těmito hardwarově specifickými nástroji přidává miska krmiva také možnosti konverze.Nástroje pro samoutahovací matice 832 nejsou vhodné pro matice 632.
Při výměně starého dvoudílného podavače misek musí obsluha zajistit, aby byl orientační nástroj správně vyrovnán s děleným nástrojem."Museli také zkontrolovat vibrace mísy, časování vzduchu a umístění hadic," řekl Boggs."Musí zkontrolovat raketoplán a seřízení vakua."Stručně řečeno, operátor musí zkontrolovat mnoho vyrovnání, aby se ujistil, že nástroj funguje tak, jak má.“
Operátoři plechu mají často jedinečné požadavky na vybavení, které mohou být způsobeny problémy s přístupem (vkládání vybavení do těsných prostorů), neobvyklým vybavením nebo obojím.Tento typ instalace používá speciálně navržený nástroj z jednoho kusu.Na základě toho, říká Boggs, byl nakonec vyvinut all-in-one nástroj pro standardní lis na kalíšky.Nástroj obsahuje orientační a výběrové prvky (viz obr. 3).
„Je navržen pro rychlé změny,“ říká van de Boer."Všechny ovládací parametry, včetně vzduchu a vibrací, času a všeho ostatního, jsou řízeny počítačem, takže operátor nemusí provádět žádné přepínání nebo úpravy."
Pomocí hmoždinek zůstane vše v jedné linii (viz obr. 4).„Operátor se při přestavbě nemusí starat o zarovnání.Vždy se to vyrovná, protože vše zapadne na místo,“ řekl Boggs."Nástroje jsou jen přišroubované."
Když operátor umístí list na hardwarový lis, zarovná otvory pomocí kovadliny navržené pro práci se spojovacími prvky určitého průměru.Skutečnost, že nové průměry vyžadují nové nástroje kovadliny, vedla v průběhu let k určité obtížné hromadné výrobě.
Představte si továrnu s nejmodernější technologií řezání a ohýbání, rychlou automatickou výměnu nástrojů, malé série nebo dokonce kompletní výrobu.Díl pak jde do hardwarové vložky, a pokud díl vyžaduje jiný druh hardwaru, operátor přejde k sériové výrobě.Mohou například vložit dávku 50 kusů, vyměnit kovadliny a poté vložit nový hardware do správných otvorů.
Hardwarový lis s věžičkou mění scénu.Operátoři mohou nyní vložit jeden typ zařízení, otáčet věží a otevřít barevně označený kontejner pro umístění jiného typu zařízení, vše v jednom nastavení (viz obrázek 5).
"V závislosti na počtu dílů, které máte, je méně pravděpodobné, že zmeškáte hardwarové připojení," řekl van de Bor."Celou sekci uděláte v jednom průchodu, takže na konci nevynecháte ani krok."
Kombinace podávání misek a revolverové hlavy na lisu na břitové destičky může učinit manipulaci se soupravou v hardwarovém oddělení skutečností.Při typické instalaci výrobce zajišťuje, že dodávka mísy je výhradní pro běžné velké vybavení, a poté umístí méně často používané vybavení do barevně označených kontejnerů v blízkosti pracovního prostoru.Když operátoři zvednou součástku, která vyžaduje více hardwaru, začnou ji zapojovat poslechem pípnutí stroje (označujícího, že je čas na nový hardware), otočením kovadlinového talíře, zobrazením 3D obrazu součásti na ovladači a poté vložením dalšího hardwarového dílu.
Představte si scénář, kdy operátor vkládá jeden kus zařízení jedno po druhém pomocí automatického posuvu a otáčení kovadliny točny podle potřeby.Poté se zastaví poté, co horní nástroj uchopí samozaváděcí spojovací prvek z člunku a spadne na obrobek na kovadlině.Ovladač upozorní obsluhu, že spojovací prvky mají nesprávnou délku.
Jak vysvětluje Boggs: „V režimu nastavení lis pomalu spouští jezdec a zaznamenává jeho polohu.Takže když běží plnou rychlostí a přípravek se dotýká nástroje, systém zajistí, aby délka přípravku odpovídala zadané [[Tolerance] Měření mimo rozsah, příliš dlouhé nebo příliš krátké, způsobí chybu délky šroubu Je to kvůli detekci šroubu (žádné vakuum v horním nástroji, obvykle způsobené chybami podávání hardwaru) a osvědčený automatický systém sledování a údržby okna tonáže (místo operátora) vytváří spolehlivý systém ručního nastavení ventilu.
„Hardwarové lisy s vlastní diagnostikou mohou být pro robotické moduly obrovskou výhodou,“ řekl Boggs.„V automatizovaném nastavení robot přesune papír do správné polohy a vyšle signál do lisu, v podstatě říká: 'Jsem ve správné pozici, pokračujte a spusťte lis.'
Hardwarový lis udržuje čepy kovadliny (instalované v otvorech v obrobku z plechu) čisté.Vakuum v horním razníku je normální, což znamená, že jsou tam spojovací prvky.Když o tom všem věděl, tisk vyslal robotovi signál.
Jak říká Boggs: „Lisovací stroj se v podstatě dívá na všechno a říká robotovi: ‚OK, jsem v pořádku.'Spustí cyklus ražení, zkontroluje přítomnost spojovacích prvků a jejich správnou délku.Pokud je cyklus dokončen, ujistěte se, že tlak použitý k vložení hardwaru je správný, a poté pošlete signál robotu, že lisovací cyklus je dokončen.Robot to obdrží a ví, že je vše čisté, a může přesunout obrobek k dalšímu otvoru.“
Všechny tyto kontroly strojů, původně určené pro manuální obsluhu, efektivně poskytují dobrý základ pro další automatizaci.Boggs a van de Boor popisují další vylepšení, jako jsou určitá provedení, která pomáhají zabránit přilepení plechů ke kovadlině."Někdy se spojovací prvky po lisovacím cyklu přilepí," řekl Boggs."Je to přirozený problém, když stlačujete materiál."Když se zasekne ve spodním nástroji, operátor může obvykle obrobek trochu otočit, aby ho dostal ven.“
Obrázek 4. Lopatkový šroub s kolíkem.Po nastavení raketoplán přivádí zařízení k hornímu nástroji, který využívá podtlak, aby bylo možné zařízení zajistit a přepravit k obrobku.Kovadlina (vlevo dole) je umístěna na jedné ze čtyř věží.
Roboti bohužel nemají schopnosti lidského operátora.„Nyní tedy existují návrhy lisů, které pomáhají odstraňovat obrobky, pomáhají vytlačovat spojovací prvky z nástroje, takže po lisovacím cyklu nedochází k žádnému slepení.“
Některé stroje mají různé hloubky hrdla, aby pomohly robotu manévrovat s obrobkem v pracovní oblasti a mimo ni.Lisy mohou také obsahovat podpěry, které pomáhají robotům (a ručním operátorům, když na to přijde) bezpečně umístit své úlohy.
V neposlední řadě je klíčová spolehlivost.Roboti a coboti mohou být součástí odpovědi, což usnadňuje jejich integraci.„V oblasti kolaborativních robotů udělali prodejci velké pokroky ve snaze maximálně zjednodušit jejich integraci se stroji,“ řekl Boggs, „a výrobci tiskových strojů udělali mnoho vývojové práce, aby zajistili, že je na místě správný komunikační protokol.“
Svou roli ale hrají také techniky ražení a dílenské techniky, včetně podpory obrobku, jasných (a zdokumentovaných) pracovních pokynů a řádného školení.Boggs dodal, že stále přijímá hovory o chybějících spojovacích prvcích a dalších problémech v hardwarovém oddělení, z nichž mnohé pracují se spolehlivými, ale velmi starými stroji.
Tyto stroje mohou být spolehlivé, ale instalace zařízení není pro nekvalifikované a neprofesionální.Odvolejte stroj, který našel špatnou délku.Tato jednoduchá kontrola zabrání tomu, aby se z malé chyby stal velký problém.
Obrázek 5. Tento hardwarový lis má točnu se zarážkou a čtyřmi stanicemi.Systém má také speciální nástroj kovadliny, který pomáhá obsluze dostat se na těžko dostupná místa.Zde jsou armatury vloženy těsně pod zadní přírubu.
Tim Heston, hlavní redaktor časopisu The FABRICATOR, působí v oboru kovovýroby od roku 1998 a svou kariéru zahájil v časopise Welding Magazine American Welding Society.Od té doby pokrývá všechny procesy výroby kovů od lisování, ohýbání a řezání až po broušení a leštění.Do The FABRICATOR nastoupil v říjnu 2007.
FABRICATOR je přední severoamerický časopis pro výrobu a tváření oceli.Časopis publikuje novinky, technické články a příběhy o úspěchu, které výrobcům umožňují dělat jejich práci efektivněji.FABRICATOR působí v oboru od roku 1970.
Nyní s plným přístupem k digitální edici The FABRICATOR, snadným přístupem k cenným průmyslovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně přístupné a poskytuje snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Získejte plný digitální přístup k STAMPING Journal, který obsahuje nejnovější technologie, osvědčené postupy a novinky z oboru pro trh lisování kovů.
Nyní s plným digitálním přístupem k The Fabricator en Español máte snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.