Arroz.3. Unha ferramenta de cambio rápido dunha soa peza, alimentada por vaso, almacenada no armario esquerdo controla a orientación e separación do equipamento (garantiza o aliñamento e o posicionamento adecuados).O gabinete dereito ten varias yunques e lanzadeiras.
Ron Boggs, xerente de vendas e servizos de Haeger North America, segue recibindo chamadas similares de fabricantes durante a recuperación da pandemia de 2021.
"Seguíronnos dicindo: 'Oe, fáltannos fixadores'", dixo Boggs."Resulta que isto foi debido a un problema de persoal".Cando as fábricas contrataban novos empregados, adoitaban poñer diante das máquinas persoas sen experiencia e sen cualificación para inserir equipos.Ás veces botan de menos os broches, outras poñen os broches equivocados.O cliente volve e finaliza a configuración.
A un alto nivel, a inserción de hardware parece ser unha aplicación madura da robótica.Finalmente, unha planta podería ter unha automatización completa de perforación e conformación, incluíndo torretas, eliminación de pezas e quizais incluso dobrado robótica.Todas estas tecnoloxías serven entón a gran parte do sector da instalación manual.Tendo todo isto en conta, por que non poñer un robot diante dunha máquina para instalar equipos?
Durante os últimos 20 anos, Boggs traballou con moitas fábricas utilizando equipos de inserción robóticos.Máis recentemente, el e o seu equipo, incluído o enxeñeiro xefe de Haeger, Sander van de Bor, traballaron para facilitar a integración dos cobots co proceso de inserción (ver Figura 1).
Non obstante, tanto Boggs como VanderBose subliñan que centrarse unicamente na robótica ás veces pode pasar por alto o problema maior de inserir hardware.As operacións de instalación fiables, automatizadas e flexibles requiren moitos bloques, incluíndo a coherencia e flexibilidade do proceso.
O vello morreu horriblemente.Moitas persoas aplican este adagio ás prensas de perforación mecánicas, pero tamén se aplica ás prensas con equipos de alimentación manual, principalmente pola súa sinxeleza.O operador coloca os fixadores e as pezas no soporte inferior antes de introducilos manualmente na prensa.Presionou o pedal.O perforador descende, contacta coa peza de traballo e crea presión para inserir o equipo.É moi sinxelo, ata que algo saia mal, por suposto.
"Se o operador non está a prestar atención, a ferramenta caerá e tocará a peza de traballo sen aplicar realmente presión", dixo van de Bor.Por que, que exactamente?"O equipo antigo non tivo retroalimentación por erro e o operador realmente non o sabía".O operario non podía manter o pé nos pedais durante todo o ciclo, o que, á súa vez, podería provocar o funcionamento do sistema de seguridade da prensa."A ferramenta superior ten seis voltios, a ferramenta inferior está conectada a terra e a prensa debe detectar a condutividade antes de que poida xerar presión".
As prensas de inserción máis antigas tamén carecen da chamada "xanela de tonelaxe", que é o rango de presións dentro do que se pode inserir correctamente o equipo.As prensas modernas poden sentir que esta presión é demasiado baixa ou demasiado alta.Debido a que as prensas máis antigas non teñen unha ventá de tonelaxe, explicou Boggs, os operadores ás veces axustan a presión axustando unha válvula para solucionar o problema."Algúns son moi altos e outros moi baixos", dixo Boggs."O axuste manual abre moita versatilidade.Se é demasiado baixo, instalou o hardware incorrectamente"."A presión excesiva pode realmente deformar a peza ou o propio elemento de fixación".
"As máquinas máis antigas tampouco tiñan medidores", engade van de Boer, "o que podería facer que os operadores perdesen elementos de fixación".
Inserir hardware manualmente pode parecer sinxelo, pero o proceso é difícil de corrixir.Para empeorar as cousas, as operacións de hardware adoitan ocorrer máis tarde na cadea de valor, despois de cubrirse e formar o oco.Os problemas dos equipos poden causar estragos no revestimento en po e na montaxe, moitas veces porque un operador concienzudo e dilixente comete pequenos erros que se converten en dores de cabeza.
Figura 1. O cobot mostra a peza introducindo o equipo na prensa, que conta con catro cuncas e catro lanzadeiras independentes que alimentan o equipo na prensa.Imaxe: Hagrid
Ao longo dos anos, a tecnoloxía de inserción de hardware resolveu estes dores de cabeza identificando e eliminando estas fontes de variabilidade.Os instaladores de equipos non deberían ser a fonte de tantos problemas só porque perden un pouco de foco ao final da súa quenda.
O primeiro paso para automatizar a instalación de accesorios, a alimentación do bol (ver fig. 2), elimina a parte máis tediosa do proceso: coller e colocar manualmente os accesorios na peza de traballo.Nunha configuración de alimentación superior tradicional, unha prensa de alimentación de vaso envía os fixadores a unha lanzadeira que alimenta o hardware á ferramenta superior.O operario coloca a peza de traballo na ferramenta inferior (yunque) e preme o pedal.O punzón redúcese usando presión de baleiro para levantar o hardware da lanzadeira, achegando o hardware á peza de traballo.A prensa aplica presión e o ciclo complétase.
Parece sinxelo, pero se afondas, podes atopar algunhas complexidades sutís.En primeiro lugar, o equipo debe introducirse no espazo de traballo dun xeito controlado.Aquí é onde entra en xogo a ferramenta de arranque.A ferramenta consta de dous compoñentes.Un dedicado ao posicionamento garante que o equipo que sae da cunca estea colocado correctamente.O outro garante a correcta segmentación, aliñamento e colocación dos equipos.A partir de aí, o equipo viaxa a través dun tubo ata unha lanzadeira que alimenta o equipo á ferramenta superior.
Aquí está a complicación: as ferramentas de alimentación automática (ferramentas de orientación e división e lanzadeiras) deben substituírse e manterse en condicións de funcionamento cada vez que se cambie o equipo.As diferentes formas de hardware afectan a forma en que fornece enerxía á área de traballo, polo que as ferramentas específicas do hardware son só unha realidade e non se poden deseñar fóra da ecuación.
Dado que o operador que está diante da prensa de vasos xa non pasa tempo collendo (posiblemente baixando) e configurando o equipo, o tempo entre insercións redúcese drasticamente.Pero con todas estas ferramentas específicas de hardware, a cunca de alimentación tamén engade capacidades de conversión.As ferramentas para porcas autoapertables 832 non son adecuadas para as porcas 632.
Para substituír o antigo alimentador de cunca de dúas pezas, o operador debe asegurarse de que a ferramenta de orientación estea correctamente aliñada coa ferramenta dividida."Tamén tiveron que comprobar a vibración da cunca, a sincronización do aire e a colocación da mangueira", dixo Boggs."Teñen que comprobar a lanzadeira e a aliñación do baleiro.En resumo, o operador ten que comprobar moitas aliñacións para asegurarse de que a ferramenta funciona como debería".
Os operadores de chapa metálica adoitan ter requisitos únicos de equipos que poden deberse a problemas de acceso (inserción de equipos en espazos reducidos), equipos pouco habituais ou ambos.Este tipo de instalación utiliza unha ferramenta dunha peza especialmente deseñada.En base a isto, di Boggs, finalmente desenvolveuse unha ferramenta todo-en-un para unha prensa de vasos estándar.A ferramenta contén elementos de orientación e selección (ver Fig. 3).
"Está deseñado para cambios rápidos", di van de Boer."Todos os parámetros de control, incluído o aire e as vibracións, o tempo e todo o demais, son controlados pola computadora, polo que o operador non necesita facer ningún cambio ou axuste".
Coa axuda de tacos, todo queda nunha liña (ver fig. 4)."O operador non ten que preocuparse polo aliñamento ao realizar a conversión.Sempre se nivela porque todo encaixa no seu lugar", dixo Boggs."As ferramentas só están enroscadas".
Cando un operario coloca unha folla nunha prensa de ferretería, aliña os buratos cunha yunque deseñada para traballar con fixadores dun determinado diámetro.O feito de que os novos diámetros requiran novas ferramentas de yunque levou a unha produción en masa difícil ao longo dos anos.
Imaxina unha fábrica coa última tecnoloxía de corte e dobrado, cambio automático de ferramentas rápido, lotes pequenos ou mesmo produción completa.Despois, a peza entra nunha inserción de hardware e, se a peza require un tipo de hardware diferente, o operador pasa á produción en masa.Por exemplo, poden inserir un lote de 50 pezas, cambiar as yunques e, a continuación, inserir o novo hardware nos buratos correctos.
Unha prensa de hardware cunha torre cambia de escena.Agora os operadores poden inserir un tipo de equipo, xirar a torreta e abrir un recipiente codificado por cores para acomodar outro tipo de equipo, todo nunha soa configuración (ver Figura 5).
"Dependendo do número de pezas que teña, é menos probable que perda unha conexión de hardware", dixo van de Bor."Fas toda a sección nunha única pasada para non perder un paso ao final".
A combinación de alimentación de vaso e torreta nunha prensa de inserción pode facer que o manexo do kit sexa unha realidade no departamento de hardware.Nunha instalación típica, o fabricante garante que a subministración da cunca é exclusiva dos equipos grandes normais e, a continuación, coloca os equipos de uso menos frecuente en recipientes con códigos de cores preto da zona de traballo.Cando os operadores collen unha peza que require varios hardware, comezan a conectala escoitando o pitido da máquina (que indica que é a hora de usar hardware novo), xirando a mesa giratoria de yunque, visualizando unha imaxe 3D da peza no controlador e, a continuación, inserindo a seguinte parte de hardware.
Imaxina un escenario no que un operador insire unha peza de equipo unha a unha, usando a alimentación automática e xirando a mesa giratoria de yunque segundo sexa necesario.A continuación, detense despois de que a ferramenta superior colle o suxeito de autoalimentación da lanzadeira e caia sobre a peza de traballo da yunque.O controlador avisará ao operador de que os fixadores teñen unha lonxitude incorrecta.
Como explica Boggs, "No modo de configuración, a prensa baixa lentamente o control deslizante e rexistra a súa posición.Polo tanto, cando está funcionando a toda velocidade e o dispositivo toca a ferramenta, o sistema garante que a lonxitude do dispositivo coincide coa [[Tolerancia] especificada. As medicións fóra do rango, demasiado longas ou moi curtas, provocarán un erro de lonxitude do fixador. Isto débese á detección do elemento de fixación (non hai baleiro na ferramenta superior, xeralmente causada por erros de alimentación de hardware) e ao control do sistema de control e mantemento do tonelaxe.
"As prensas de hardware con autodiagnóstico poden ser unha gran vantaxe para os módulos robóticos", dixo Boggs."Nunha configuración automatizada, o robot move o papel á posición correcta e envía un sinal á prensa, esencialmente dicindo: "Estou na posición correcta, vai adiante e comeza a prensa".
A prensa de hardware mantén limpos os pasadores da yunque (instalados nos buratos da peza de chapa).O baleiro no punzón superior é normal, o que significa que hai fixadores.Sabendo todo isto, a prensa enviou un sinal ao bot.
Como di Boggs: "A máquina de prensa basicamente mira todo e dille ao robot: 'OK, estou ben'.Inicia o ciclo de estampación, comprobando a presenza de elementos de fixación e a súa lonxitude correcta.Se o ciclo está completo, asegúrese de que a presión utilizada para inserir o hardware é correcta e, a continuación, envíe un sinal ao robot de que o ciclo de prensa está completo.O robot recibe isto e sabe que todo está limpo e pode mover a peza de traballo ao seguinte burato.”
Todas estas comprobacións de máquinas, orixinalmente destinadas a operadores manuais, proporcionan efectivamente unha boa base para unha maior automatización.Boggs e van de Boor describen máis melloras, como certos deseños que axudan a evitar que as follas se peguen á yunque."Ás veces, os fixadores péganse despois dun ciclo de estampación", dixo Boggs."É un problema inherente cando estás comprimindo material.Cando se atasca na ferramenta inferior, o operador normalmente pode xirar un pouco a peza de traballo para sacala".
Figura 4. Parafuso de lanzadeira con pasador.Unha vez configurado, a lanzadeira alimenta o equipo á ferramenta superior, que utiliza presión de baleiro para que o equipo poida ser asegurado e transportado á peza de traballo.A yunque (abaixo á esquerda) está situada nunha das catro torres.
Desafortunadamente, os robots non teñen as habilidades dun operador humano."Entón, agora hai deseños de prensa que axudan a eliminar pezas de traballo, axudan a empuxar os fixadores fóra da ferramenta, polo que non se pegan despois do ciclo de prensa".
Algunhas máquinas teñen diferentes profundidades de garganta para axudar ao robot a manobrar a peza de traballo dentro e fóra da área de traballo.As prensas tamén poden incluír soportes que axudan aos robots (e aos operadores manuais, para o caso) a posicionar de forma segura os seus traballos.
En definitiva, a fiabilidade é fundamental.Os robots e os cobots poden ser parte da resposta, facilitando a súa integración."No campo dos robots colaborativos, os provedores fixeron grandes avances para facilitar ao máximo posible a súa integración coas máquinas", dixo Boggs, "e os fabricantes de prensas realizaron moito traballo de desenvolvemento para garantir que existe o protocolo de comunicación adecuado".
Pero as técnicas de estampación e as técnicas de taller, incluíndo o soporte da peza, as instrucións de traballo claras (e documentadas) e a formación adecuada tamén xogan un papel.Boggs engadiu que aínda recibe chamadas sobre elementos de fixación que faltan e outros problemas no departamento de hardware, moitos dos cales funcionan con máquinas fiables pero moi antigas.
Estas máquinas poden ser fiables, pero a instalación do equipo non é para os non cualificados e pouco profesionais.Lembra a máquina que atopou a lonxitude incorrecta.Esta simple comprobación evita que un pequeno erro se converta nun gran problema.
Figura 5. Esta prensa de hardware ten un tocadiscos con tope e catro estacións.O sistema tamén ten unha ferramenta especial de yunque que axuda ao operador a chegar a lugares de difícil acceso.Aquí os accesorios insírense xusto debaixo da brida traseira.
Tim Heston, editor sénior de The FABRICATOR, estivo na industria da fabricación de metal desde 1998, comezando a súa carreira na revista Welding Magazine da American Welding Society.Desde entón, abarcou todos os procesos de fabricación de metal, desde o estampado, dobrado e corte ata o esmerilado e o pulido.Ingresou en The FABRICATOR en outubro de 2007.
FABRICATOR é a principal revista de fabricación e conformación de aceiro de América do Norte.A revista publica noticias, artigos técnicos e casos de éxito que permiten aos fabricantes facer o seu traballo de forma máis eficiente.FABRICATOR leva na industria dende 1970.
Agora con acceso total á edición dixital de The FABRICATOR e fácil acceso a valiosos recursos do sector.
A edición dixital de The Tube & Pipe Journal é agora totalmente accesible e ofrece un fácil acceso a valiosos recursos da industria.
Obtén acceso dixital completo ao STAMPING Journal, que inclúe as últimas tecnoloxías, as mellores prácticas e as noticias do sector para o mercado de estampación metálica.
Agora, con acceso dixital completo a The Fabricator en Español, tes fácil acceso a valiosos recursos do sector.