אורז. 3. כלי חד-חלקי, המוזן בכוס וניתן להחלפה מהירה, המאוחסן בארון השמאלי, שולט על כיוון הציוד והפרדתו (מבטיח יישור ומיקום נכונים של הציוד). הארון הימני מכיל סדנים ומעבורות שונות.
רון בוגס, מנהל מכירות ושירות של Haeger צפון אמריקה, ממשיך לקבל שיחות דומות מיצרנים במהלך ההתאוששות ממגפת 2021.
"הם כל הזמן אמרו לנו, 'היי, חסרים לנו מחברים'", אמר בוגס. "מסתבר שזה נבע מבעיית כוח אדם". כאשר מפעלים גייסו עובדים חדשים, הם לעתים קרובות הציבו אנשים חסרי ניסיון ולא מיומנים לפני המכונות כדי להכניס ציוד. לפעמים הם מפספסים את האבזמים, לפעמים הם מכניסים את האבזמים הלא נכונים. הלקוח חוזר ומסיים את ההגדרות.
ברמה גבוהה, החדרת חומרה נראית כיישום בוגר של רובוטיקה. בסופו של דבר, מפעל יוכל לכלול אוטומציה מלאה של ניקוב ועיצוב, כולל צריחים, הסרת חלקים, ואולי אפילו כיפוף רובוטי. כל הטכנולוגיות הללו משרתות חלק גדול ממגזר ההתקנה הידנית. בהתחשב בכל זאת, מדוע לא להציב רובוט מול מכונה כדי להתקין ציוד?
במהלך 20 השנים האחרונות, בוגס עבד עם מפעלים רבים המשתמשים בציוד החדרה רובוטי. לאחרונה, הוא וצוותו, כולל המהנדס הראשי של Haeger, סנדר ואן דה בור, עבדו כדי להקל על שילוב קובוטים בתהליך ההחדרה (ראה איור 1).
עם זאת, גם בוגס וגם ונדרבוס מדגישים כי התמקדות אך ורק ברובוטיקה יכולה לפעמים להתעלם מהבעיה הגדולה יותר של הכנסת חומרה. פעולות התקנה אמינות, אוטומטיות וגמישות דורשות אבני בניין רבות, כולל עקביות וגמישות בתהליך.
הזקן מת בצורה נוראית. אנשים רבים מיישמים את הפתגם הזה על מכונות ניקוב מכניות, אך הוא חל גם על מכונות עם ציוד הזנה ידני, בעיקר בגלל פשטותו. המפעיל ממקם מחברים וחלקים על התמיכה התחתונה לפני שהוא מכניס אותם ידנית למכונה. הוא לוחץ על הדוושה. המנקב יורד, נוגע בחומר העבודה ויוצר לחץ להכנסת הציוד. זה די פשוט - עד שמשהו משתבש, כמובן.
"אם המפעיל לא שם לב, הכלי ייפול ויגעת בחומר העבודה מבלי להפעיל לחץ בפועל", אמר ואן דה בור. למה, מה בדיוק? "לציוד הישן לא היה משוב בטעות והמפעיל לא באמת ידע על כך." המפעיל לא הצליח לשמור על רגלו על הדוושות במהלך כל המחזור, מה שבתורו עלול להוביל להפעלת מערכת הבטיחות של המכבש. "לכלי העליון יש שישה וולט, הכלי התחתון מחובר להארקה, והמכבש חייב לחוש מוליכות לפני שהוא יכול לבנות לחץ."
מכונות חיתוך ישנות יותר חסרות גם את מה שנקרא "חלון הטונאז'", שהוא טווח הלחצים שבתוכו ניתן להכניס את הציוד בצורה נכונה. מכונות חיתוך מודרניות עשויות לחוש שהלחץ הזה נמוך מדי או גבוה מדי. מכיוון שלמכונות חיתוך ישנות יותר אין חלון טונאז', הסביר בוגס, מפעילים לפעמים מתאימים את הלחץ על ידי כוונון שסתום כדי לתקן את הבעיה. "יש שמכוונים גבוה מדי ויש שמכוונים נמוך מדי", אמר בוגס. "כוונון ידני פותח גמישות רבה. אם הוא נמוך מדי, התקנת את החומרה בצורה שגויה." "לחץ מופרז יכול למעשה לעוות את החלק או את המחבר עצמו."
"גם למכונות ישנות יותר לא היו מדי חשמל", מוסיף ואן דה בור, "מה שעלול לגרום למפעילים לאבד מחברים".
הכנסת חומרה באופן ידני אולי נראית קלה, אך התהליך קשה לתיקון. וכדי להחמיר את המצב, פעולות חומרה מתרחשות לעתים קרובות מאוחר יותר בשרשרת הערך, לאחר שהפער מולא ונוצר. בעיות בציוד עלולות לגרום להרס בציפוי אבקה ובהרכבה, לעתים קרובות משום שמפעיל חרוץ ומצפוני עושה טעויות קטנות שהופכות לכאבי ראש.
איור 1. הקובוט מציג את החלק על ידי הכנסת הציוד למכבש, הכולל ארבע קערות וארבעה מעבורות עצמאיות המזינות את הציוד למכבש. תמונה: האגריד
במהלך השנים, טכנולוגיית הכנסת חומרה פתרה את כאבי הראש הללו על ידי זיהוי וסילוק מקורות השונות הללו. מתקיני ציוד לא צריכים להיות מקור לבעיות רבות כל כך רק בגלל שהם מאבדים קצת ריכוז בסוף המשמרת שלהם.
השלב הראשון באוטומציה של התקנת אביזרים, הזנת קערה (ראה איור 2), מבטל את החלק המייגע ביותר בתהליך: אחיזה ידנית והנחת אביזרים על חומר העבודה. בתצורת הזנה עליונה מסורתית, מכבש הזנת כוסות שולח את המחברים למטה למעבורת המזינה את החומרה לכלי העליון. המפעיל מניח את חומר העבודה על הכלי התחתון (הסדן) ולוחץ על הדוושה. הניקוב יורד באמצעות לחץ ואקום כדי להרים את החומרה מהמעבורת, ומקרב את החומרה לחומר העבודה. המכבש מפעיל לחץ והמחזור הושלם.
זה נראה פשוט, אבל אם תחפרו לעומק, אפשר לגלות כמה מורכבויות עדינות. ראשית, יש להזין ציוד לסביבת העבודה בצורה מבוקרת. כאן נכנס לתמונה כלי ה-bootstrap. הכלי מורכב משני רכיבים. אחד המוקדש למיקום ומבטיח שהציוד היוצא מהקערה ממוקם בצורה נכונה. השני מבטיח פילוח, יישור ומיקום נכונים של הציוד. משם, הציוד עובר דרך צינור למעבורת שמזינה את הציוד לכלי העליון.
הנה הסיבוך: יש להחליף ולתחזק כלי הזנה אוטומטיים - כלי כיוון וחלוקה, ומעבורות - בכל פעם שהציוד מוחלף. צורות שונות של חומרה משפיעות על האופן שבו היא מספקת חשמל לאזור העבודה, כך שכלים ספציפיים לחומרה הם פשוט מציאות ואי אפשר לתכנן אותם מחוץ למשוואה.
מכיוון שהמפעיל שלפני מכבש הכוסות כבר לא מבלה זמן בהרמה (אולי הורדה) והקמה של הציוד, הזמן בין ההכנסות מצטמצם באופן דרסטי. אבל עם כל הכלים הספציפיים לחומרה הללו, קערת ההזנה מוסיפה גם יכולות המרה. כלים להידוק עצמי של אומים 832 אינם מתאימים לאומים 632.
כדי להחליף את מזין הקערות הישן בעל שני החלקים, על המפעיל לוודא שכלי הכיוון מיושר כראוי עם הכלי המפוצל. "הם היו צריכים גם לבדוק את רעידות הקערה, תזמון האוויר ומיקום הצינור", אמר בוגס. "הם צריכים לבדוק את יישור המעבורת והוואקום. בקיצור, המפעיל צריך לבדוק הרבה יישורים כדי לוודא שהכלי פועל כראוי."
למפעילי פח מתכת יש לעתים קרובות דרישות ציוד ייחודיות שעשויות לנבוע מבעיות גישה (הכנסת ציוד לחללים צרים), ציוד יוצא דופן, או משניהם. סוג זה של התקנה משתמש בכלי יחידה שתוכנן במיוחד. בהתבסס על כך, אומר בוגס, פותח בסופו של דבר כלי הכל-באחד עבור מכבש כוסות סטנדרטי. הכלי מכיל אלמנטים של כיוון ובחירה (ראה איור 3).
"הוא מתוכנן להחלפות מהירות", אומר ואן דה בור. "כל פרמטרי הבקרה, כולל אוויר ורעידות, זמן וכל השאר, נשלטים על ידי המחשב, כך שהמפעיל אינו צריך לבצע מיתוג או התאמות."
בעזרת דיבלים, הכל נשאר בקו אחד (ראה איור 4). "המפעיל לא צריך לדאוג ליישור בעת ההמרה. זה תמיד מתיישר כי הכל ננעל במקומו", אמר בוגס. "הכלים פשוט מוברגים."
כאשר מפעיל מניח דף על מכבש חומרה, הוא מיישר את החורים בעזרת סדן שנועד לעבוד עם מחברים בקוטר מסוים. העובדה שקטרים ​​חדשים דורשים כלי סדן חדשים הובילה לקשיים בייצור המוני לאורך השנים.
דמיינו מפעל עם טכנולוגיית החיתוך והכיפוף העדכנית ביותר, החלפת כלים אוטומטית מהירה, מנות קטנות או אפילו ייצור מלא. לאחר מכן החלק נכנס להכנסת חומרה, ואם החלק דורש סוג אחר של חומרה, המפעיל עובר לייצור המוני. לדוגמה, הוא יכול להכניס אצווה של 50 חלקים, להחליף את הסדנים ולאחר מכן להכניס את החומרה החדשה לחורים הנכונים.
מכבש חומרה עם צריח משנה את התמונה. מפעילים יכולים כעת להכניס סוג אחד של ציוד, לסובב את הצריח ולפתוח מיכל בצבעים כדי להכיל סוג אחר של ציוד, הכל בהתקנה אחת (ראה איור 5).
"בהתאם למספר החלקים שיש לך, יש פחות סיכוי שתפספס חיבור חומרה", אמר ואן דה בור. "אתה עושה את כל הקטע במעבר אחד כדי שלא תפספס שלב בסוף."
השילוב של הזנת כוסות וצריח במכבש הכנס יכול להפוך את הטיפול בערכות למציאות במחלקת החומרה. בהתקנה טיפוסית, היצרן מוודא שאספקת הקערה בלעדית לציוד גדול רגיל, ולאחר מכן מניח ציוד פחות בשימוש במיכלים המסומנים בצבעים ליד אזור העבודה. כאשר מפעילים מרימים חלק הדורש חומרה מרובה, הם מתחילים לחבר אותו על ידי האזנה לצפצוף המכונה (המצביע על כך שהגיע הזמן לחומרה חדשה), סיבוב שולחן הסדן המסתובב, צפייה בתמונה תלת-ממדית של החלק בבקר, ולאחר מכן הכנסת חלק החומרה הבא.
דמיינו תרחיש שבו מפעיל מכניס פריט ציוד אחד אחד, תוך שימוש בהזנה אוטומטית ומסובב את משטח הסדן לפי הצורך. לאחר מכן, הכלי העליון נעצר לאחר שהכלי העליון תופס את מחבר ההזנה העצמית מהמעבורת ונופל על חומר העבודה שעל הסדן. הבקר יזהיר את המפעיל שהמחברים באורך שגוי.
כפי שבוגס מסביר, "במצב הגדרה, המכבש מוריד באיטיות את המחוון ומתעד את מיקומו. לכן, כאשר הוא פועל במהירות מלאה והמתקן נוגע בכלי, המערכת מוודאת שאורך המתקן תואם את הסבילות שצוינה. מדידות מחוץ לטווח, ארוכות מדי או קצרות מדי יגרמו לשגיאת אורך מחבר. זה נובע מזיהוי מחברים (אין ואקום בכלי העליון, בדרך כלל נגרם משגיאות הזנת חומרה) וניטור ותחזוקה של חלון טונאז' (במקום שהמפעיל יכוונן ידנית את השסתום) יוצרים מערכת אוטומציה אמינה מוכחת."
"מכונות מכונות חומרה עם אבחון עצמי יכולות להיות יתרון עצום עבור מודולים רובוטיים", אמר בוגס. "במערכת אוטומטית, הרובוט מזיז את הנייר למיקום הנכון ושולח אות למכבש, שאומר למעשה, 'אני במיקום הנכון, קדימה והפעל את המכבש'."
מכבש החומרה שומר על ניקיון פיני הסדן (המותקנים בחורים בחומר העבודה המתכתי). הוואקום במחורר העליון תקין, מה שאומר שישנם מחברים. בידיעה על כל זה, המכבש שלח אות לבוט.
כפי שבוגס אומר, "מכונת הלחיצה בעצם מסתכלת על הכל ואומרת לרובוט, 'אוקיי, אני בסדר'. היא מתחילה את מחזור ההטבעה, בודקת את נוכחותם של מחברים ואת אורכם הנכון. אם המחזור הושלם, ודאו שהלחץ בו נעשה שימוש להכנסת החומרה נכון, ואז שלחו אות לרובוט שמחזור הלחיצה הושלם. הרובוט מקבל זאת ויודע שהכל נקי ויכול להזיז את חומר העבודה לחור הבא."
כל בדיקות המכונה הללו, שנועדו במקור למפעילים ידניים, מספקות למעשה בסיס טוב לאוטומציה נוספת. בוגס וואן דה בור מתארים שיפורים נוספים כגון עיצובים מסוימים המסייעים במניעת הידבקות של יריעות לסדן. "לפעמים מחברים נדבקים לאחר מחזור הטבעה", אמר בוגס. "זוהי בעיה אינהרנטית כשדוחסים חומר. כאשר הוא נתקע בכלי התחתון, המפעיל יכול בדרך כלל לסובב את חומר העבודה מעט כדי להוציא אותו."
איור 4. בורג מעבורת עם פין דיבל. לאחר ההתקנה, המעבורת מזינה את הציוד לכלי העליון, המשתמש בלחץ ואקום כדי שניתן יהיה לאבטח את הציוד ולהעביר אותו לחומר העבודה. הסדן (למטה משמאל) ממוקם על אחד מארבעת הצריחים.
לרוע המזל, לרובוטים אין את הכישורים של מפעיל אנושי. "אז עכשיו יש עיצובים של מכבשים שעוזרים להוציא חלקי עבודה, לעזור לדחוף מחברים החוצה מהכלי, כך שאין הידבקות לאחר מחזור המכבש."
לחלק מהמכונות יש עומקים שונים של גרון כדי לעזור לרובוט לתמרן את חומר העבודה אל תוך ומחוץ לאזור העבודה. מכבשים יכולים לכלול גם תומכים המסייעים לרובוטים (ולמפעילים ידניים, לצורך העניין) למקם את עבודתם בצורה בטוחה.
בסופו של דבר, אמינות היא המפתח. רובוטים וקובוטים יכולים להיות חלק מהתשובה, ולהפוך אותם לקלים יותר לשילוב. "בתחום הרובוטים השיתופיים, ספקים עשו צעדים גדולים בהפיכת שילובם עם מכונות לקל ככל האפשר", אמר בוגס, "ויצרני מכונות דפוס עשו עבודת פיתוח רבה כדי להבטיח שפרוטוקול התקשורת הנכון קיים".
אבל טכניקות הטבעה וטכניקות סדנה, כולל תמיכה לחומר העבודה, הוראות עבודה ברורות (ומתועדות) והכשרה מתאימה, גם הן משחקות תפקיד. בוגס הוסיף שהוא עדיין מקבל שיחות על מחברים חסרים ובעיות אחרות במחלקת החומרה, שרבות מהן עובדות עם מכונות אמינות אך ישנות מאוד.
מכונות אלו אולי אמינות, אך התקנת הציוד אינה מיועדת לאנשים חסרי מיומנות ומקצועיות. נזכיר את המכונה שמצאה את האורך הלא נכון. בדיקה פשוטה זו מונעת מטעות קטנה מלהפוך לבעיה גדולה.
איור 5. מכבש חומרה זה כולל משטח מסתובב עם מעצור וארבע תחנות. למערכת יש גם כלי סדן מיוחד המסייע למפעיל להגיע למקומות שקשה להגיע אליהם. כאן, האביזרים מוכנסים ממש מתחת לאוגן האחורי.
טים הסטון, עורך בכיר של The FABRICATOR, עוסק בתעשיית ייצור המתכת מאז 1998, והחל את דרכו במגזין הריתוך של האגודה האמריקאית לריתוך. מאז, המגזין סיקר את כל תהליכי ייצור המתכת, החל מהטבעה, כיפוף וחיתוך ועד ליטוש וליטוש. הוא הצטרף ל-The FABRICATOR באוקטובר 2007.
FABRICATOR הוא מגזין ייצור ועיצוב פלדה המוביל בצפון אמריקה. המגזין מפרסם חדשות, מאמרים טכניים וסיפורי הצלחה המאפשרים ליצרנים לבצע את עבודתם בצורה יעילה יותר. FABRICATOR פועלת בתעשייה מאז 1970.
כעת עם גישה מלאה למהדורה הדיגיטלית של The FABRICATOR, גישה נוחה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
המהדורה הדיגיטלית של כתב העת The Tube & Pipe Journal נגישה כעת במלואה, ומספקת גישה נוחה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.
קבלו גישה דיגיטלית מלאה לכתב העת STAMPING, הכולל את הטכנולוגיה העדכנית ביותר, שיטות עבודה מומלצות וחדשות בתעשייה עבור שוק הטבעת המתכת.
כעת, עם גישה דיגיטלית מלאה ל-The Fabricator בספרדית, יש לכם גישה נוחה למשאבים יקרי ערך בתעשייה.