चावल। 3. बाएँ कैबिनेट में रखा एक एकल-टुकड़ा, कप-आधारित, त्वरित-परिवर्तन उपकरण, उपकरण अभिविन्यास और पृथक्करण को नियंत्रित करता है (उपकरणों के उचित संरेखण और स्थिति को सुनिश्चित करता है)। दाएँ कैबिनेट में विभिन्न निहाई और शटल रखे होते हैं।
हेगर नॉर्थ अमेरिका के बिक्री और सेवा प्रबंधक रॉन बोग्स को 2021 की महामारी से उबरने के दौरान निर्माताओं से इसी तरह के कॉल आते रहते हैं।
“वे बार-बार कह रहे थे, ‘अरे, हमारे पास फास्टनर कम हैं,’” बोग्स ने कहा। “बाद में पता चला कि यह कर्मचारियों की कमी के कारण हुआ था।” जब कारखाने नए कर्मचारियों को काम पर रखते हैं, तो वे अक्सर मशीनों के सामने उपकरण लगाने के लिए अनुभवहीन, अकुशल लोगों को बिठा देते हैं। कभी-कभी वे क्लैस्प लगाना भूल जाते हैं, कभी-कभी गलत क्लैस्प लगा देते हैं। ग्राहक वापस आकर सेटिंग्स को अंतिम रूप देता है।
मोटे तौर पर देखा जाए तो, हार्डवेयर लगाना रोबोटिक्स का एक विकसित अनुप्रयोग प्रतीत होता है। अंततः, एक संयंत्र में पंचिंग और फॉर्मिंग की पूरी प्रक्रिया स्वचालित हो सकती है, जिसमें टरेट, पुर्जों को हटाना और शायद रोबोटिक बेंडिंग भी शामिल हो सकती है। ये सभी प्रौद्योगिकियां तब मैनुअल इंस्टॉलेशन क्षेत्र के एक बड़े हिस्से की पूर्ति करेंगी। इन सब बातों को ध्यान में रखते हुए, उपकरण लगाने के लिए मशीन के सामने रोबोट क्यों न लगाया जाए?
पिछले 20 वर्षों में, बोग्स ने रोबोटिक इंसर्शन उपकरण का उपयोग करने वाले कई कारखानों के साथ काम किया है। हाल ही में, वह और उनकी टीम, जिसमें हेगर के मुख्य अभियंता सैंडर वैन डे बोर भी शामिल हैं, कोबोट्स को इंसर्शन प्रक्रिया में एकीकृत करना आसान बनाने के लिए काम कर रहे हैं (चित्र 1 देखें)।
हालांकि, बोग्स और वैंडरबोस दोनों इस बात पर जोर देते हैं कि केवल रोबोटिक्स पर ध्यान केंद्रित करने से कभी-कभी हार्डवेयर लगाने की बड़ी समस्या को नजरअंदाज किया जा सकता है। विश्वसनीय, स्वचालित और लचीले इंस्टॉलेशन कार्यों के लिए प्रक्रिया की निरंतरता और लचीलेपन सहित कई मूलभूत तत्वों की आवश्यकता होती है।
उस बूढ़े आदमी की दर्दनाक मौत हो गई। कई लोग इस कहावत को मैकेनिकल पंच प्रेस पर लागू करते हैं, लेकिन यह मैनुअल फीड उपकरण वाली प्रेसों पर भी लागू होती है, मुख्य रूप से इसकी सरलता के कारण। ऑपरेटर फास्टनर और पुर्जों को नीचे के सपोर्ट पर रखता है और फिर उन्हें हाथ से प्रेस में डालता है। उसने पैडल दबाया। पियर्सर नीचे आता है, वर्कपीस से संपर्क करता है और उपकरण को अंदर डालने के लिए दबाव बनाता है। यह काफी सरल है - जब तक कि कुछ गड़बड़ न हो जाए, तब तक तो ठीक है।
“अगर ऑपरेटर ध्यान नहीं दे रहा है, तो टूल गिर जाएगा और बिना दबाव डाले ही वर्कपीस को छू लेगा,” वैन डे बोर ने कहा। आखिर क्यों? “पुराने उपकरण में गलती से फीडबैक सिस्टम नहीं था और ऑपरेटर को इसके बारे में पता भी नहीं था।” ऑपरेटर पूरे चक्र के दौरान अपना पैर पैडल पर नहीं रख पाता था, जिससे प्रेस का सुरक्षा सिस्टम सक्रिय हो सकता था। “ऊपरी टूल में छह वोल्ट होते हैं, निचला टूल ग्राउंडेड होता है, और प्रेस को दबाव बनाने से पहले चालकता का पता लगाना होता है।”
पुराने इंसर्ट प्रेस में तथाकथित "टननेज विंडो" नहीं होती है, जो दबाव की वह सीमा होती है जिसके भीतर उपकरण को सही ढंग से लगाया जा सकता है। आधुनिक प्रेस को लग सकता है कि यह दबाव बहुत कम या बहुत अधिक है। बोग्स ने बताया कि पुराने प्रेस में टननेज विंडो न होने के कारण, ऑपरेटर कभी-कभी समस्या को ठीक करने के लिए वाल्व को समायोजित करके दबाव को समायोजित करते हैं। बोग्स ने कहा, "कुछ लोग दबाव को बहुत अधिक समायोजित कर देते हैं और कुछ लोग बहुत कम। मैन्युअल समायोजन से बहुत अधिक बहुमुखी प्रतिभा मिलती है। यदि दबाव बहुत कम है, तो आपने हार्डवेयर को गलत तरीके से स्थापित किया है।" "अत्यधिक दबाव वास्तव में पुर्जे या फास्टनर को ही विकृत कर सकता है।"
वैन डे बोअर आगे कहते हैं, "पुरानी मशीनों में मीटर भी नहीं होते थे, जिसकी वजह से ऑपरेटरों से फास्टनर खो सकते थे।"
हार्डवेयर को मैन्युअल रूप से लगाना आसान लग सकता है, लेकिन इस प्रक्रिया को ठीक करना मुश्किल है। स्थिति और भी खराब तब हो जाती है जब हार्डवेयर संबंधी कार्य अक्सर मूल्य श्रृंखला में बाद में होते हैं, जब तक कि गैप भर नहीं जाता और बन नहीं जाता। उपकरण संबंधी समस्याएं पाउडर कोटिंग और असेंबली को बुरी तरह प्रभावित कर सकती हैं, अक्सर इसलिए क्योंकि एक कर्तव्यनिष्ठ और मेहनती ऑपरेटर भी छोटी-मोटी गलतियाँ कर बैठता है जो बाद में बड़ी परेशानी का कारण बन जाती हैं।
चित्र 1. कोबोट प्रेस में उपकरण डालकर पुर्जे को प्रदर्शित करता है, जिसमें चार कटोरे और चार स्वतंत्र शटल हैं जो उपकरण को प्रेस में पहुंचाते हैं। चित्र: हैग्रिड
पिछले कुछ वर्षों में, हार्डवेयर लगाने की तकनीक ने इन समस्याओं को पहचान कर और इनमें मौजूद भिन्नताओं के स्रोतों को दूर करके हल कर दिया है। उपकरण लगाने वाले कर्मचारी अपनी शिफ्ट के अंत में थोड़ा ध्यान भटकने के कारण इतनी सारी समस्याओं का स्रोत नहीं बनने चाहिए।
फिटिंग इंस्टॉलेशन को स्वचालित बनाने का पहला चरण, बाउल फीडिंग (चित्र 2 देखें), प्रक्रिया के सबसे थकाऊ हिस्से को खत्म कर देता है: वर्कपीस पर फिटिंग को मैन्युअल रूप से पकड़ना और रखना। एक पारंपरिक टॉप फीड कॉन्फ़िगरेशन में, एक कप फीड प्रेस फास्टनरों को एक शटल में भेजता है जो हार्डवेयर को ऊपरी टूल तक पहुंचाता है। ऑपरेटर वर्कपीस को निचले टूल (एनविल) पर रखता है और पेडल दबाता है। वैक्यूम प्रेशर का उपयोग करके पंच को नीचे किया जाता है ताकि हार्डवेयर को शटल से बाहर निकाला जा सके और हार्डवेयर को वर्कपीस के करीब लाया जा सके। प्रेस दबाव डालता है और चक्र पूरा हो जाता है।
यह देखने में सरल लगता है, लेकिन गहराई से समझने पर इसमें कुछ पेचीदा पहलू नज़र आते हैं। सबसे पहले, उपकरणों को नियंत्रित तरीके से कार्यक्षेत्र में पहुँचाना आवश्यक है। यहीं पर बूटस्ट्रैप टूल काम आता है। इस टूल के दो भाग होते हैं। एक भाग उपकरणों की स्थिति निर्धारण सुनिश्चित करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि बाउल से निकलने वाले उपकरण सही जगह पर रखे गए हैं। दूसरा भाग उपकरणों के उचित विभाजन, संरेखण और स्थान निर्धारण को सुनिश्चित करता है। इसके बाद, उपकरण एक पाइप के माध्यम से शटल तक पहुँचते हैं, जो उन्हें शीर्ष टूल तक पहुँचाता है।
समस्या यह है: ऑटोफ़ीड टूल्स—जैसे ओरिएंटेशन और डिवीज़न टूल्स, और शटल—को हर बार उपकरण बदलने पर बदलना और उन्हें सही स्थिति में रखना ज़रूरी होता है। अलग-अलग प्रकार के हार्डवेयर कार्य क्षेत्र में बिजली की आपूर्ति को प्रभावित करते हैं, इसलिए हार्डवेयर-विशिष्ट टूल्स एक वास्तविकता हैं और इन्हें डिज़ाइन से हटाया नहीं जा सकता।
कप प्रेस के सामने ऑपरेटर को अब उपकरण उठाने (और संभवतः नीचे रखने) और सेट करने में समय नहीं लगता, इसलिए इंसर्ट के बीच का समय काफी कम हो जाता है। लेकिन इन सभी हार्डवेयर-विशिष्ट उपकरणों के साथ, फीड बाउल रूपांतरण क्षमता भी प्रदान करता है। सेल्फ-टाइटनिग नट 832 के लिए उपकरण नट 632 के लिए उपयुक्त नहीं हैं।
पुराने दो-हिस्से वाले बाउल फीडर को बदलने के लिए, ऑपरेटर को यह सुनिश्चित करना होगा कि ओरिएंटेशन टूल स्प्लिट टूल के साथ ठीक से संरेखित हो। बोग्स ने कहा, "उन्हें बाउल वाइब्रेशन, एयर टाइमिंग और होज़ प्लेसमेंट की भी जाँच करनी होती है। उन्हें शटल और वैक्यूम अलाइनमेंट की जाँच करनी होती है। संक्षेप में, ऑपरेटर को यह सुनिश्चित करने के लिए कई अलाइनमेंट की जाँच करनी पड़ती है कि टूल ठीक से काम करे।"
शीट मेटल ऑपरेटरों को अक्सर विशिष्ट उपकरण संबंधी आवश्यकताओं का सामना करना पड़ता है, जो पहुँच संबंधी समस्याओं (तंग स्थानों में उपकरण लगाना), असामान्य उपकरण, या दोनों के कारण हो सकती हैं। इस प्रकार की स्थापना में विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए एक-टुकड़ा उपकरण का उपयोग किया जाता है। बोग्स के अनुसार, इसी के आधार पर, एक मानक कप प्रेस के लिए एक सर्व-समावेशी उपकरण विकसित किया गया। इस उपकरण में अभिविन्यास और चयन तत्व शामिल हैं (चित्र 3 देखें)।
"इसे त्वरित बदलाव के लिए डिज़ाइन किया गया है," वैन डे बोअर कहते हैं। "हवा और कंपन, समय और अन्य सभी नियंत्रण पैरामीटर कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित होते हैं, इसलिए ऑपरेटर को किसी भी प्रकार की अदला-बदली या समायोजन करने की आवश्यकता नहीं होती है।"
डॉवेल की मदद से सब कुछ एक सीधी रेखा में रहता है (चित्र 4 देखें)। बोग्स ने कहा, "परिवर्तन करते समय ऑपरेटर को संरेखण की चिंता करने की आवश्यकता नहीं होती है। यह हमेशा समतल हो जाता है क्योंकि सब कुछ अपनी जगह पर लॉक हो जाता है। औजारों को बस पेंचों से कस दिया जाता है।"
जब कोई ऑपरेटर हार्डवेयर प्रेस पर शीट रखता है, तो वह छेदों को एक ऐसे एनविल के साथ संरेखित करता है जो एक निश्चित व्यास के फास्टनरों के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया होता है। नए व्यास के लिए नए एनविल टूल की आवश्यकता होने के कारण पिछले कुछ वर्षों में बड़े पैमाने पर उत्पादन में कुछ कठिनाइयाँ आई हैं।
एक ऐसे कारखाने की कल्पना कीजिए जिसमें कटिंग और बेंडिंग की अत्याधुनिक तकनीक, तेज़ स्वचालित टूल चेंज, छोटे बैच या पूर्ण उत्पादन की सुविधा उपलब्ध है। फिर पार्ट को हार्डवेयर इंसर्ट में डाला जाता है, और यदि पार्ट के लिए अलग प्रकार के हार्डवेयर की आवश्यकता होती है, तो ऑपरेटर बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू कर देता है। उदाहरण के लिए, वे 50 पीस का बैच इंसर्ट कर सकते हैं, एनविल बदल सकते हैं, और फिर नए हार्डवेयर को सही छेदों में लगा सकते हैं।
टरेट से लैस हार्डवेयर प्रेस मशीन का इस्तेमाल करने से पूरा परिदृश्य बदल जाता है। ऑपरेटर अब एक ही सेटअप में एक प्रकार का उपकरण डाल सकते हैं, टरेट को घुमा सकते हैं और दूसरे प्रकार के उपकरण को रखने के लिए रंग-कोडित कंटेनर खोल सकते हैं (चित्र 5 देखें)।
"आपके पास जितने पुर्जे हैं, उसके आधार पर हार्डवेयर कनेक्शन छूटने की संभावना उतनी ही कम होती है," वैन डे बोर ने कहा। "आप पूरे सेक्शन को एक ही बार में पूरा कर लेते हैं, इसलिए अंत में कोई भी चरण छूटता नहीं है।"
इंसर्ट प्रेस पर कप फीड और टरेट का संयोजन हार्डवेयर विभाग में किट हैंडलिंग को आसान बना सकता है। एक सामान्य इंस्टॉलेशन में, निर्माता यह सुनिश्चित करता है कि बाउल की आपूर्ति केवल सामान्य बड़े उपकरणों के लिए हो, और फिर कम उपयोग होने वाले उपकरणों को कार्य क्षेत्र के पास रंग-कोडित कंटेनरों में रखता है। जब ऑपरेटर किसी ऐसे पुर्जे को उठाते हैं जिसमें कई हार्डवेयर की आवश्यकता होती है, तो वे मशीन की बीप (जो नए हार्डवेयर का समय दर्शाती है) सुनकर, एनविल टर्नटेबल को घुमाकर, कंट्रोलर पर पुर्जे की 3D छवि देखकर, और फिर अगले हार्डवेयर पुर्जे को लगाकर उसे प्लग इन करना शुरू करते हैं।
एक ऐसी स्थिति की कल्पना कीजिए जहाँ एक ऑपरेटर ऑटो फीड का उपयोग करते हुए और आवश्यकतानुसार एनविल टर्नटेबल को घुमाते हुए एक-एक करके उपकरण लगाता है। फिर यह तब रुक जाता है जब ऊपरी टूल शटल से स्वतः फीड होने वाले फास्टनर को पकड़ लेता है और उसे एनविल पर रखे वर्कपीस पर गिरा देता है। कंट्रोलर ऑपरेटर को चेतावनी देगा कि फास्टनर की लंबाई गलत है।
जैसा कि बोग्स बताते हैं, “सेट-अप मोड में, प्रेस धीरे-धीरे स्लाइडर को नीचे करता है और उसकी स्थिति रिकॉर्ड करता है। इसलिए जब यह पूरी गति से चल रहा होता है और फिक्स्चर टूल को छूता है, तो सिस्टम यह सुनिश्चित करता है कि फिक्स्चर की लंबाई निर्दिष्ट [[टॉलरेंस] से मेल खाती है। सीमा से बाहर, बहुत लंबा या बहुत छोटा माप फास्टनर की लंबाई में त्रुटि का कारण बनेगा। फास्टनर डिटेक्शन (ऊपरी टूल में कोई वैक्यूम नहीं, जो आमतौर पर हार्डवेयर फीड त्रुटियों के कारण होता है) और टनेज विंडो की निगरानी और रखरखाव (ऑपरेटर द्वारा मैन्युअल रूप से वाल्व को समायोजित करने के बजाय) के कारण एक सिद्ध विश्वसनीय स्वचालन प्रणाली बनती है।”
बोग्स ने कहा, "स्व-निदान क्षमता वाले हार्डवेयर प्रेस रोबोटिक मॉड्यूल के लिए एक बड़ा लाभ साबित हो सकते हैं। स्वचालित सेटअप में, रोबोट कागज को सही स्थिति में ले जाता है और प्रेस को एक संकेत भेजता है, जिसका अर्थ है, 'मैं सही स्थिति में हूं, प्रेस शुरू करो।'"
हार्डवेयर प्रेस शीट मेटल वर्कपीस में छेद में लगे एनविल पिन को साफ रखता है। ऊपरी पंच में वैक्यूम सामान्य है, जिसका अर्थ है कि वहां फास्टनर लगे हुए हैं। यह सब जानते हुए, प्रेस ने बॉट को एक संकेत भेजा।
जैसा कि बोग्स कहते हैं, “प्रेस मशीन मूल रूप से सब कुछ देखती है और रोबोट से कहती है, 'ठीक है, मैं ठीक हूँ।' यह स्टैम्पिंग चक्र शुरू करती है, फास्टनरों की उपस्थिति और उनकी सही लंबाई की जाँच करती है। यदि चक्र पूरा हो जाता है, तो यह सुनिश्चित करती है कि हार्डवेयर को डालने के लिए इस्तेमाल किया गया दबाव सही है, फिर रोबोट को संकेत भेजती है कि प्रेस चक्र पूरा हो गया है। रोबोट इसे प्राप्त करता है और जान जाता है कि सब कुछ साफ है और वर्कपीस को अगले छेद में ले जा सकता है।”
मशीन की ये सभी जाँचें, जो मूल रूप से मैन्युअल ऑपरेटरों के लिए बनाई गई थीं, आगे स्वचालन के लिए एक अच्छा आधार प्रदान करती हैं। बोग्स और वैन डी बोर ने आगे के सुधारों का वर्णन किया है, जैसे कि कुछ ऐसे डिज़ाइन जो शीट को एनविल से चिपकने से रोकने में मदद करते हैं। बोग्स ने कहा, "कभी-कभी स्टैम्पिंग चक्र के बाद फास्टनर चिपक जाते हैं। सामग्री को संपीड़ित करते समय यह एक स्वाभाविक समस्या है। जब यह निचले टूल में फंस जाता है, तो ऑपरेटर आमतौर पर वर्कपीस को थोड़ा घुमाकर इसे निकाल सकता है।"
चित्र 4. डॉवेल पिन के साथ शटल बोल्ट। एक बार स्थापित हो जाने पर, शटल उपकरण को ऊपरी टूल तक पहुंचाता है, जो वैक्यूम दबाव का उपयोग करके उपकरण को सुरक्षित करता है और वर्कपीस तक ले जाता है। निहाई (नीचे बाईं ओर) चार बुर्जों में से एक पर स्थित है।
दुर्भाग्यवश, रोबोटों में मानव संचालक के कौशल नहीं होते। "इसलिए अब ऐसे प्रेस डिज़ाइन विकसित किए जा रहे हैं जो वर्कपीस को हटाने में मदद करते हैं, टूल से फास्टनर को बाहर धकेलने में मदद करते हैं, ताकि प्रेस चक्र के बाद कोई रुकावट न आए।"
कुछ मशीनों में रोबोट को वर्कपीस को कार्यक्षेत्र में अंदर और बाहर ले जाने में मदद करने के लिए अलग-अलग गहराई वाले थ्रोट होते हैं। प्रेस में ऐसे सपोर्ट भी शामिल हो सकते हैं जो रोबोट (और मैनुअल ऑपरेटरों को भी) अपने वर्कपीस को सुरक्षित रूप से रखने में मदद करते हैं।
अंततः, विश्वसनीयता ही सर्वोपरि है। रोबोट और कोबोट इस समस्या का एक समाधान हो सकते हैं, जिससे उनका एकीकरण आसान हो जाता है। बोग्स ने कहा, "सहयोगी रोबोटों के क्षेत्र में, विक्रेताओं ने मशीनों के साथ उनके एकीकरण को यथासंभव आसान बनाने में काफी प्रगति की है, और प्रेस निर्माताओं ने यह सुनिश्चित करने के लिए बहुत विकास कार्य किया है कि सही संचार प्रोटोकॉल लागू हो।"
लेकिन स्टैम्पिंग तकनीक और कार्यशाला तकनीक, जिनमें वर्कपीस सपोर्ट, स्पष्ट (और लिखित) कार्य निर्देश और उचित प्रशिक्षण शामिल हैं, भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। बोग्स ने आगे बताया कि उन्हें अभी भी हार्डवेयर विभाग में गायब फास्टनरों और अन्य समस्याओं के बारे में कॉल आते हैं, जिनमें से कई विश्वसनीय लेकिन बहुत पुरानी मशीनों पर काम करते हैं।
ये मशीनें भरोसेमंद तो हो सकती हैं, लेकिन इन्हें स्थापित करना अकुशल और अनुभवहीन लोगों के बस की बात नहीं है। गलत लंबाई बताने वाली मशीन को वापस मंगा लें। यह सरल जाँच एक छोटी सी गलती को बड़ी समस्या बनने से रोकती है।
चित्र 5. इस हार्डवेयर प्रेस में स्टॉप और चार स्टेशनों वाला टर्नटेबल है। सिस्टम में एक विशेष एनविल टूल भी है जो ऑपरेटर को दुर्गम स्थानों तक पहुंचने में मदद करता है। यहां फिटिंग को बैक फ्लेंज के ठीक नीचे लगाया जाता है।
टिम हेस्टन, द फैब्रिकेटर के वरिष्ठ संपादक, 1998 से धातु निर्माण उद्योग में कार्यरत हैं। उन्होंने अपने करियर की शुरुआत अमेरिकन वेल्डिंग सोसाइटी की वेल्डिंग पत्रिका से की थी। तब से, इस पत्रिका में स्टैम्पिंग, बेंडिंग और कटिंग से लेकर ग्राइंडिंग और पॉलिशिंग तक, धातु निर्माण की सभी प्रक्रियाओं को शामिल किया गया है। वे अक्टूबर 2007 में द फैब्रिकेटर से जुड़े।
फैब्रिकेटर उत्तरी अमेरिका की प्रमुख इस्पात निर्माण और आकार निर्धारण पत्रिका है। यह पत्रिका समाचार, तकनीकी लेख और सफलता की कहानियाँ प्रकाशित करती है जो निर्माताओं को अपना काम अधिक कुशलता से करने में सक्षम बनाती हैं। फैब्रिकेटर 1970 से इस उद्योग में कार्यरत है।
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