Ris.3. Et værktøj med kop-fodret i ét stykke, der er opbevaret i det venstre kabinet, styrer udstyrets orientering og adskillelse (sikrer korrekt udstyrsjustering og positionering).Det højre skab rummer forskellige ambolte og skytter.
Ron Boggs, salgs- og servicechef for Haeger North America, modtager fortsat lignende opkald fra producenter under genopretningen fra 2021-pandemien.
"De blev ved med at fortælle os, 'Hey, vi mangler fastgørelsesanordninger'," sagde Boggs."Det viser sig, at dette skyldtes et personaleproblem."Når fabrikkerne ansatte nye medarbejdere, satte de ofte uerfarne, ufaglærte mennesker foran maskiner for at indsætte udstyr.Nogle gange savner de spænderne, nogle gange sætter de de forkerte spænder i.Klienten vender tilbage og afslutter indstillingerne.
På et højt niveau ser hardwareindsættelse ud til at være en moden anvendelse af robotteknologi.Til sidst kunne et anlæg have fuld stanse- og formningsautomatisering, inklusive tårne, fjernelse af dele og måske endda robotbøjning.Alle disse teknologier tjener så en stor del af den manuelle installationssektor.Med alt dette i tankerne, hvorfor så ikke sætte en robot foran en maskine for at installere udstyr?
I løbet af de sidste 20 år har Boggs arbejdet med mange fabrikker, der bruger robotindføringsudstyr.For nylig har han og hans team, inklusive Haeger Chief Engineer Sander van de Bor, arbejdet på at gøre det nemmere at integrere cobots med indsættelsesprocessen (se figur 1).
Både Boggs og VanderBose understreger dog, at fokus udelukkende på robotteknologi nogle gange kan overse det større problem med at indsætte hardware.Pålidelige, automatiserede og fleksible installationsoperationer kræver mange byggesten, herunder proceskonsistens og fleksibilitet.
Den gamle mand døde forfærdeligt.Mange mennesker anvender dette ordsprog til mekaniske stansepressere, men det gælder også for presser med manuel indføringsudstyr, primært på grund af dets enkelhed.Operatøren placerer fastgørelseselementer og dele på bundstøtten, før de manuelt indsættes i pressen.Han trykkede på pedalen.Pierceren går ned, kommer i kontakt med emnet og skaber tryk for at indsætte udstyret.Det er ret simpelt – indtil noget går galt, selvfølgelig.
"Hvis operatøren ikke er opmærksom, vil værktøjet falde og røre emnet uden faktisk at påføre tryk," sagde van de Bor.Hvorfor, hvad præcist?"Det gamle udstyr fik ikke feedback ved en fejl, og operatøren vidste ikke rigtig om det."Operatøren kunne ikke holde foden på pedalerne under hele cyklussen, hvilket igen kunne føre til driften af ​​pressens sikkerhedssystem."Det øverste værktøj har seks volt, det nederste værktøj er jordet, og pressen skal føle ledningsevne, før den kan bygge tryk."
Ældre indsatspresser mangler også det såkaldte "tonnagevindue", som er det trykområde, som udstyret kan indsættes korrekt inden for.Moderne presser kan føle, at dette tryk er for lavt eller for højt.Fordi ældre presser ikke har et tonnagevindue, forklarede Boggs, justerer operatører nogle gange trykket ved at justere en ventil for at løse problemet."Nogle stemmer for højt og nogle for lavt," sagde Boggs.“Manuel justering åbner op for en masse alsidighed.Hvis det er for lavt, har du installeret hardwaren forkert.""For stort tryk kan faktisk deformere delen eller selve fastgørelseselementet."
"Ældre maskiner havde heller ikke målere," tilføjer van de Boer, "hvilket kunne få operatører til at miste fastgørelseselementer."
Indsættelse af hardware manuelt kan virke let, men processen er svær at rette.For at gøre ondt værre forekommer hardwareoperationer ofte senere i værdikæden, efter at hullet er blevet udfyldt og dannet.Udstyrsproblemer kan skabe kaos på pulverlakering og montering, ofte fordi en samvittighedsfuld og flittig operatør laver små fejl, der bliver til hovedpine.
Figur 1. Coboten viser delen ved at indsætte udstyret i pressen, som har fire skåle og fire uafhængige shuttles, der fører udstyret ind i pressen.Billede: Hagrid
I årenes løb har teknologi til hardwareindsættelse løst disse hovedpine ved at identificere og eliminere disse kilder til variabilitet.Udstyrsinstallatører burde ikke være kilden til så mange problemer, bare fordi de mister en smule fokus i slutningen af ​​deres skift.
Det første trin i automatisering af montering af fittings, skålfodring (se fig. 2), eliminerer den mest kedelige del af processen: manuel at gribe fat og placere fittings på emnet.I en traditionel topfremføringskonfiguration sender en kopfremføringspresse fastgørelseselementerne ned til en shuttle, der fører hardwaren til topværktøjet.Operatøren placerer emnet på det nederste værktøj (ambolt) og trykker på pedalen.Stansen sænkes ved hjælp af vakuumtryk for at løfte hardwaren ud af shuttlen, hvilket bringer hardwaren tæt på arbejdsemnet.Pressen påfører tryk, og cyklussen er afsluttet.
Det virker simpelt, men hvis du graver dybere, kan du finde nogle subtile kompleksiteter.Først skal udstyr føres ind i arbejdsområdet på en kontrolleret måde.Det er her bootstrap-værktøjet kommer i spil.Værktøjet består af to komponenter.En dedikeret til positionering sikrer, at udstyret, der kommer ud af skålen, er placeret korrekt.Den anden sikrer korrekt segmentering, justering og placering af udstyr.Derfra kører udstyret gennem et rør til en shuttle, der fører udstyret til topværktøjet.
Her er komplikationen: Autofeed-værktøjer – orienterings- og opdelingsværktøjer og shuttles – skal udskiftes og vedligeholdes i funktionsdygtig stand, hver gang udstyret skiftes.Forskellige former for hardware påvirker, hvordan den leverer strøm til arbejdsområdet, så hardware-specifikke værktøjer er bare en realitet og kan ikke designes ud af ligningen.
Da operatøren foran koppressen ikke længere bruger tid på at samle op (evt. sænke) og sætte udstyret op, reduceres tiden mellem indsatserne drastisk.Men med alle disse hardware-specifikke værktøjer tilføjer foderskålen også konverteringsmuligheder.Værktøj til selvspændende møtrikker 832 er ikke egnet til møtrikker 632.
For at udskifte den gamle todelte skålføder skal operatøren sikre sig, at orienteringsværktøjet er korrekt justeret med det delte værktøj."De skulle også kontrollere skålens vibration, lufttiming og slangeplacering," sagde Boggs."De skal tjekke shuttlen og vakuumjusteringen.Kort sagt, operatøren skal kontrollere en masse justeringer for at sikre, at værktøjet fungerer, som det skal."
Pladeoperatører har ofte unikke udstyrskrav, der kan skyldes adgangsproblemer (indsættelse af udstyr i trange rum), usædvanligt udstyr eller begge dele.Denne type installation bruger et specialdesignet værktøj i ét stykke.Baseret på dette, siger Boggs, blev der til sidst udviklet et alt-i-et værktøj til en standard koppresse.Værktøjet indeholder orienterings- og valgelementer (se fig. 3).
"Den er designet til hurtige omstillinger," siger van de Boer."Alle kontrolparametre, inklusive luft og vibrationer, tid og alt muligt andet, styres af computeren, så operatøren behøver ikke at foretage nogen skift eller justeringer."
Ved hjælp af dyvler forbliver alt i en linje (se fig. 4).“Operatøren behøver ikke at bekymre sig om justering ved konvertering.Det jævner sig altid, fordi alt låser sig på plads,” sagde Boggs."Værktøjer er bare skruet på."
Når en operatør placerer et ark på en hardwarepresse, opretter de hullerne med en ambolt, der er designet til at arbejde med fastgørelseselementer med en vis diameter.Det faktum, at nye diametre kræver nyt amboltværktøj, har ført til en vanskelig masseproduktion gennem årene.
Forestil dig en fabrik med den nyeste skære- og bukketeknologi, hurtigt automatisk værktøjsskift, små partier eller endda komplet produktion.Delen går derefter ind i en hardwareindsats, og hvis delen kræver en anden slags hardware, går operatøren videre til masseproduktion.For eksempel kan de indsætte et parti på 50 stykker, skifte amboltene og derefter indsætte det nye hardware i de rigtige huller.
En hardwarepresse med et tårn ændrer scenen.Operatører kan nu indsætte én type udstyr, dreje tårnet og åbne en farvekodet beholder for at rumme en anden type udstyr, alt sammen i én opsætning (se figur 5).
"Afhængigt af antallet af dele, du har, er du mindre tilbøjelig til at gå glip af en hardwareforbindelse," sagde van de Bor."Du laver hele sektionen på én gang, så du ikke går glip af et trin til sidst."
Kombinationen af ​​kopfremføring og tårn på en indsatspresse kan gøre kithåndtering til en realitet i hardwareafdelingen.I en typisk installation sikrer producenten, at skålforsyningen er eksklusiv til almindeligt stort udstyr, og placerer derefter mindre hyppigt brugt udstyr i farvekodede beholdere nær arbejdsområdet.Når operatører henter en del, der kræver flere hardware, begynder de at tilslutte den ved at lytte til maskinens bip (angiver, at det er tid til ny hardware), dreje ambolt-pladespilleren, se et 3D-billede af delen på controlleren og derefter indsætte den næste hardwaredel.
Forestil dig et scenarie, hvor en operatør indsætter ét stykke udstyr én efter én, ved hjælp af auto feed og drejer ambolt-drejeskiven efter behov.Det stopper derefter, efter at det øverste værktøj griber den selvfødende fastgørelsesanordning fra skytten og falder ned på arbejdsemnet på ambolten.Controlleren vil advare operatøren om, at fastgørelsesanordninger har den forkerte længde.
Som Boggs forklarer: "I opsætningstilstand sænker pressen langsomt skyderen og registrerer dens position.Så når den kører med fuld hastighed, og fiksturen rører værktøjet, sikrer systemet, at længden af ​​fiksturen matcher den specificerede [[Tolerance] Målinger uden for rækkevidde, for lange eller for korte, vil forårsage fastener længde fejl Dette skyldes fastener detektion (intet vakuum i det øverste værktøj, normalt forårsaget af hardware feed fejl) og tonnage justering af vinduet overvågning af operatøren og vedligeholdelse (i stedet for at skabe en pålidelig automatisering af ventilen system).
"Hardwarepresser med selvdiagnose kan være en stor fordel for robotmoduler," sagde Boggs."I en automatiseret opsætning flytter robotten papiret til den rigtige position og sender et signal til pressen, der i det væsentlige siger: 'Jeg er i den rigtige position, gå videre og start pressen.'
Hardwarepressen holder amboltstifterne (installeret i huller i metalpladeemnet) rene.Vakuumet i det øverste stempel er normalt, hvilket betyder, at der er fastgørelseselementer.Ved at vide om alt dette sendte pressen et signal til botten.
Som Boggs siger: "Pressemaskinen ser stort set på alting og siger til robotten: 'OK, jeg har det fint'.Den starter stemplingscyklussen og kontrollerer for tilstedeværelsen af ​​fastgørelseselementer og deres korrekte længde.Hvis cyklussen er færdig, skal du sørge for, at trykket, der bruges til at indsætte hardwaren, er korrekt, og derefter sende et signal til robotten, at pressecyklussen er afsluttet.Robotten modtager dette og ved, at alt er rent og kan flytte emnet til næste hul.”
Alle disse maskintjek, der oprindeligt var beregnet til manuelle operatører, giver effektivt et godt grundlag for yderligere automatisering.Boggs og van de Boor beskriver yderligere forbedringer såsom visse designs, der hjælper med at forhindre ark i at klæbe til ambolten."Nogle gange holder fastgørelseselementer fast efter en stemplingscyklus," sagde Boggs.“Det er et iboende problem, når man komprimerer materiale.Når det sætter sig fast i bundværktøjet, kan operatøren normalt dreje arbejdsemnet lidt for at få det ud."
Figur 4. Skiftbolt med dyvelstift.Efter opsætning fører shuttlen udstyret til topværktøjet, som bruger vakuumtryk, så udstyret kan fastgøres og transporteres til emnet.Ambolten (nederst til venstre) er placeret på et af de fire tårne.
Desværre har robotter ikke de færdigheder som en menneskelig operatør."Så nu er der pressedesigns, der hjælper med at fjerne arbejdsemner, hjælper med at skubbe fastgørelseselementer ud af værktøjet, så der ikke klæber sig fast efter pressecyklussen."
Nogle maskiner har forskellige halsdybder for at hjælpe robotten med at manøvrere emnet ind og ud af arbejdsområdet.Presser kan også omfatte understøtninger, der hjælper robotter (og manuelle operatører, for den sags skyld) sikkert med at placere deres job.
I sidste ende er pålidelighed nøglen.Robotter og cobots kan være en del af svaret, hvilket gør dem nemmere at integrere."Inden for kollaborative robotter har leverandører gjort store fremskridt med at gøre det så nemt som muligt at integrere dem med maskiner," sagde Boggs, "og presseproducenter har lavet en masse udviklingsarbejde for at sikre, at den rigtige kommunikationsprotokol er på plads."
Men stemplingsteknikker og værkstedsteknikker, herunder emnestøtte, klare (og dokumenterede) arbejdsinstruktioner og ordentlig træning spiller også en rolle.Boggs tilføjede, at han stadig modtager opkald om manglende fastgørelsesanordninger og andre problemer i hardwareafdelingen, hvoraf mange arbejder med pålidelige, men meget gamle maskiner.
Disse maskiner kan være pålidelige, men installationen af ​​udstyret er ikke for ufaglærte og uprofessionelle.Husk den maskine, der fandt den forkerte længde.Denne enkle kontrol forhindrer en lille fejl i at blive til et stort problem.
Figur 5. Denne hardwarepresse har en drejeskive med stop og fire stationer.Systemet har også et specielt amboltværktøj, der hjælper operatøren med at nå svært tilgængelige steder.Her indsættes beslagene lige under bagflangen.
Tim Heston, seniorredaktør af FABRICATOR, har været i metalfremstillingsindustrien siden 1998, hvor han startede sin karriere hos American Welding Society's Welding Magazine.Siden da har det dækket alle metalfremstillingsprocesser fra stempling, bukning og skæring til slibning og polering.Han kom til The FABRICATOR i oktober 2007.
FABRICATOR er Nordamerikas førende magasin til fremstilling og formgivning af stål.Magasinet udgiver nyheder, tekniske artikler og succeshistorier, der gør det muligt for producenterne at udføre deres arbejde mere effektivt.FABRICATOR har været i branchen siden 1970.
Nu med fuld adgang til FABRICATOR digitale udgave, nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Den digitale udgave af The Tube & Pipe Journal er nu fuldt tilgængelig og giver nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Få fuld digital adgang til STAMPING Journal, der byder på den nyeste teknologi, bedste praksis og industrinyheder til metalstemplingsmarkedet.
Nu med fuld digital adgang til The Fabricator en Español, har du nem adgang til værdifulde industriressourcer.