쌀.3. 왼쪽 캐비닛에 보관된 일체형, 컵 공급, 신속 교체 도구는 장비 방향 및 분리를 제어합니다(적절한 장비 정렬 및 위치 지정 보장).오른쪽 캐비닛에는 다양한 앤빌과 셔틀이 있습니다.
Haeger North America의 영업 및 서비스 관리자인 Ron Boggs는 2021년 대유행에서 회복되는 동안 제조업체로부터 유사한 전화를 계속 받고 있습니다.
Boggs는 “그들은 계속해서 우리에게 '야, 패스너가 없어졌어'라고 말했습니다."인사 문제로 인한 것으로 밝혀졌습니다."공장에서는 신입사원을 채용할 때 미숙련자를 기계 앞에 투입해 장비를 투입하는 일이 잦았다.때때로 그들은 걸쇠를 놓치고 때로는 잘못된 걸쇠를 넣습니다.클라이언트가 설정을 반환하고 완료합니다.
상위 수준에서 하드웨어 삽입은 로봇 공학의 성숙한 응용 프로그램으로 보입니다.궁극적으로 공장은 포탑, 부품 제거, 심지어 로봇 벤딩을 포함하여 완전한 펀칭 및 성형 자동화를 가질 수 있습니다.이러한 모든 기술은 수동 설치 부문의 많은 부분을 차지합니다.이 모든 것을 염두에 두고 장비를 설치하기 위해 기계 앞에 로봇을 배치하는 것은 어떨까요?
지난 20년 동안 Boggs는 로봇 삽입 장비를 사용하는 많은 공장과 협력했습니다.최근에 그와 Haeger 수석 엔지니어 Sander van de Bor를 비롯한 그의 팀은 코봇을 삽입 프로세스와 더 쉽게 통합할 수 있도록 노력하고 있습니다(그림 1 참조).
그러나 Boggs와 VanderBose는 로봇 공학에만 집중하면 때때로 하드웨어 삽입이라는 더 큰 문제를 간과할 수 있다고 강조합니다.신뢰할 수 있고 자동화되고 유연한 설치 작업에는 프로세스 일관성 및 유연성을 비롯한 많은 빌딩 블록이 필요합니다.
그 노인은 끔찍하게 죽었습니다.많은 사람들이 이 격언을 기계식 펀치 프레스에 적용하지만 주로 단순성 때문에 수동 공급 장비가 있는 프레스에도 적용됩니다.작업자는 패스너와 부품을 프레스에 수동으로 삽입하기 전에 하단 지지대에 배치합니다.그는 페달을 밟았다.천공기가 내려와 공작물에 접촉하고 압력을 생성하여 장비를 삽입합니다.매우 간단합니다. 물론 문제가 발생하기 전까지는 말입니다.
"작업자가 주의를 기울이지 않으면 실제로 압력을 가하지 않은 상태에서 공구가 떨어져 가공물에 닿을 것입니다."라고 van de Bor는 말했습니다.왜, 정확히 무엇입니까?"오래된 장비는 실수로 피드백이 없었고 운영자는 그것에 대해 실제로 알지 못했습니다."작업자는 전체 사이클 동안 페달에 발을 올려 놓을 수 없었으며, 이로 인해 프레스의 안전 시스템이 작동할 수 있습니다."상단 도구에는 6볼트가 있고 하단 도구는 접지되어 있으며 프레스는 압력을 형성하기 전에 전도도를 감지해야 합니다."
구형 인서트 프레스에는 장비를 올바르게 삽입할 수 있는 압력 범위인 소위 "톤수 창"이 없습니다.현대 언론은 이 압력이 너무 낮거나 높다고 느낄 수 있습니다.오래된 프레스에는 톤수 창이 없기 때문에 작업자는 때때로 문제를 해결하기 위해 밸브를 조정하여 압력을 조정한다고 Boggs는 설명했습니다.Boggs는 "어떤 곡은 너무 높고 어떤 곡은 너무 낮습니다."라고 말했습니다.“수동 조정은 다양한 기능을 제공합니다.너무 낮으면 하드웨어를 잘못 설치한 것입니다.”"과도한 압력은 실제로 부품이나 패스너 자체를 변형시킬 수 있습니다."
"오래된 기계에는 미터기도 없었습니다."라고 van de Boer는 덧붙였습니다. "이로 인해 작업자가 패스너를 잃어버릴 수 있었습니다."
하드웨어를 수동으로 삽입하는 것이 쉬워 보일 수 있지만 프로세스를 수정하기는 어렵습니다.설상가상으로, 하드웨어 운영은 종종 가치 사슬의 후반부, 즉 격차가 채워지고 형성된 후에 발생합니다.장비 문제는 파우더 코팅 및 조립에 대혼란을 일으킬 수 있습니다. 종종 성실하고 부지런한 작업자가 작은 실수를 저질러 골칫거리가 되기 때문입니다.
그림 1. 코봇은 프레스에 장비를 삽입하여 부품을 보여줍니다. 여기에는 장비를 프레스에 공급하는 4개의 보울과 4개의 독립적인 셔틀이 있습니다.이미지: 해그리드
수년에 걸쳐 하드웨어 삽입 기술은 이러한 가변성의 원인을 식별하고 제거함으로써 이러한 골칫거리를 해결했습니다.장비 설치자는 교대가 끝날 때 약간의 집중력을 잃기 때문에 많은 문제의 원인이 되어서는 안 됩니다.
피팅 설치 자동화의 첫 번째 단계인 보울 피딩(그림 2 참조)은 프로세스에서 가장 지루한 부분인 작업물에 피팅을 수동으로 잡고 배치하는 과정을 생략합니다.기존의 상단 피드 구성에서 컵 피드 프레스는 패스너를 하드웨어를 상단 도구로 공급하는 셔틀로 보냅니다.작업자는 작업물을 하부 도구(앤빌)에 놓고 페달을 밟습니다.펀치는 진공 압력을 사용하여 하강하여 하드웨어를 셔틀에서 들어 올려 하드웨어를 공작물에 가깝게 가져옵니다.프레스가 압력을 가하고 사이클이 완료됩니다.
간단해 보이지만 더 깊이 파고들면 약간의 미묘한 복잡성을 발견할 수 있습니다.첫째, 장비는 제어된 방식으로 작업 공간에 투입되어야 합니다.여기에서 부트스트랩 도구가 작동합니다.이 도구는 두 가지 구성 요소로 구성됩니다.포지셔닝 전용은 보울에서 나오는 장비가 올바르게 배치되도록 합니다.다른 하나는 장비의 적절한 분할, 정렬 및 배치를 보장합니다.거기에서 장비는 파이프를 통해 장비를 상단 도구에 공급하는 셔틀로 이동합니다.
복잡함은 다음과 같습니다. 자동 공급 도구(방향 및 분할 도구, 셔틀)는 장비가 변경될 때마다 교체되고 작동 순서대로 유지되어야 합니다.다양한 형태의 하드웨어가 작업 영역에 전원을 공급하는 방식에 영향을 미치므로 하드웨어 특정 도구는 현실일 뿐이며 방정식에서 벗어나 설계할 수 없습니다.
컵 프레스 앞에 있는 작업자가 더 이상 장비를 들어올리고(낮추고) 설정하는 데 시간을 소비하지 않기 때문에 인서트 사이의 시간이 크게 줄어듭니다.그러나 이러한 모든 하드웨어 관련 도구를 사용하면 피드 보울에 변환 기능도 추가됩니다.자체 조임 너트 832용 도구는 너트 632에 적합하지 않습니다.
오래된 2피스 보울 피더를 교체하려면 작업자는 방향 도구가 분할 도구와 올바르게 정렬되었는지 확인해야 합니다.Boggs는 "그들은 또한 보울 진동, 공기 타이밍 및 호스 배치를 확인해야 했습니다."라고 말했습니다.“셔틀과 진공 정렬을 확인해야 합니다.요컨대 작업자는 도구가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 많은 정렬을 확인해야 합니다.”
판금 작업자는 액세스 문제(좁은 공간에 장비 삽입), 비정상적인 장비 또는 둘 다로 인해 고유한 장비 요구 사항이 있는 경우가 많습니다.이러한 유형의 설치는 특수 설계된 일체형 도구를 사용합니다.이를 바탕으로 표준 컵 프레스를 위한 올인원 도구가 결국 개발되었다고 Boggs는 말합니다.이 도구에는 방향 및 선택 요소가 포함되어 있습니다(그림 3 참조).
"빠른 전환을 위해 설계되었습니다."라고 van de Boer는 말합니다."공기 및 진동, 시간 및 기타 모든 것을 포함한 모든 제어 매개변수는 컴퓨터에 의해 제어되므로 작업자는 전환이나 조정을 수행할 필요가 없습니다."
은못을 사용하면 모든 것이 한 줄에 유지됩니다(그림 4 참조).“작업자는 변환할 때 정렬에 대해 걱정할 필요가 없습니다.모든 것이 제자리에 고정되기 때문에 항상 평준화됩니다.”라고 Boggs는 말했습니다."도구가 망가져 있습니다."
작업자가 하드웨어 프레스에 시트를 놓으면 특정 직경의 패스너로 작업하도록 설계된 모루로 구멍을 정렬합니다.새로운 직경에는 새로운 앤빌 도구가 필요하다는 사실로 인해 수년에 걸쳐 대량 생산이 어려워졌습니다.
최신 절단 및 절곡 기술, 빠른 자동 공구 교환, 소규모 배치 또는 완전한 생산을 갖춘 공장을 상상해 보십시오.그런 다음 부품은 하드웨어 인서트로 이동하고 부품에 다른 종류의 하드웨어가 필요한 경우 작업자는 대량 생산으로 이동합니다.예를 들어, 50개의 부품을 삽입하고 모루를 교체한 다음 새 하드웨어를 올바른 구멍에 삽입할 수 있습니다.
포탑이 있는 하드웨어 프레스는 장면을 바꿉니다.이제 운영자는 한 가지 유형의 장비를 삽입하고, 포탑을 회전하고, 색상으로 구분된 컨테이너를 열어 다른 유형의 장비를 모두 하나의 설정으로 수용할 수 있습니다(그림 5 참조).
"가지고 있는 부품의 수에 따라 하드웨어 연결을 놓칠 가능성이 적습니다."라고 van de Bor는 말했습니다."한 번에 전체 섹션을 수행하므로 마지막 단계를 놓치지 않습니다."
인서트 프레스의 컵 피드와 터릿 조합은 하드웨어 부서에서 키트 처리를 현실로 만들 수 있습니다.일반적인 설치에서 제조업체는 보울 공급이 일반 대형 장비 전용인지 확인한 다음 자주 사용하지 않는 장비를 작업 영역 근처의 색상 코드 컨테이너에 배치합니다.작업자가 여러 하드웨어가 필요한 부품을 선택하면 기계의 신호음(새 하드웨어를 사용할 시간을 나타냄)을 듣고 앤빌 턴테이블을 회전하고 컨트롤러에서 부품의 3D 이미지를 본 다음 다음 하드웨어 부품을 삽입하여 부품을 연결하기 시작합니다.
작업자가 자동 ​​공급을 사용하고 필요에 따라 앤빌 턴테이블을 돌려 장비를 하나씩 삽입하는 시나리오를 상상해 보십시오.그런 다음 상단 도구가 셔틀에서 자체 공급 패스너를 잡고 앤빌의 공작물에 떨어지면 중지됩니다.컨트롤러는 패스너의 길이가 잘못되었음을 작업자에게 경고합니다.
Boggs는 “설정 모드에서 프레스는 슬라이더를 천천히 내리고 위치를 기록합니다.따라서 최대 속도로 실행 중이고 고정 장치가 도구에 닿을 때 시스템은 고정 장치의 길이가 지정된 [[공차] 측정 범위를 벗어나거나 너무 길거나 너무 짧으면 패스너 길이 오류가 발생합니다. 이는 패스너 감지(상단 도구에 진공이 없음, 일반적으로 하드웨어 공급 오류로 인해 발생) 및 톤수 창 모니터링 및 유지 관리(작업자가 밸브를 수동으로 조정하는 대신)로 인해 입증된 신뢰할 수 있는 자동화 시스템을 생성합니다.
"자가 진단 기능이 있는 하드웨어 프레스는 로봇 모듈에 큰 이점이 될 수 있습니다."라고 Boggs는 말했습니다.“자동 설정에서 로봇은 용지를 올바른 위치로 이동하고 인쇄기에 신호를 보냅니다. 기본적으로 '제가 올바른 위치에 있습니다. 계속해서 인쇄를 시작하세요.'라고 말합니다.
하드웨어 프레스는 앤빌 핀(판금 가공물의 구멍에 설치됨)을 깨끗하게 유지합니다.상부 펀치의 진공 상태는 정상이며 이는 패스너가 있음을 의미합니다.이 모든 것을 알고 언론은 봇에 신호를 보냈습니다.
Boggs가 말했듯이 “프레스 기계는 기본적으로 모든 것을 보고 로봇에게 'OK, I'm fine.'이라고 말합니다.스탬핑 사이클을 시작하여 패스너의 존재 여부와 올바른 길이를 확인합니다.사이클이 완료되면 하드웨어를 삽입하는 데 사용되는 압력이 올바른지 확인한 다음 프레스 사이클이 완료되었다는 신호를 로봇에 보냅니다.로봇은 이를 수신하고 모든 것이 깨끗하다는 것을 알고 가공물을 다음 구멍으로 옮길 수 있습니다.”
원래 수동 작업자를 위한 이러한 모든 기계 점검은 추가 자동화를 위한 좋은 기반을 효과적으로 제공합니다.Boggs와 van de Boor는 시트가 앤빌에 달라붙는 것을 방지하는 데 도움이 되는 특정 디자인과 같은 추가 개선 사항에 대해 설명합니다.Boggs는 "때로는 스탬핑 주기 후에 패스너가 달라붙습니다."라고 말했습니다.“자료를 압축할 때 발생하는 본질적인 문제입니다.하단 도구에 걸리면 작업자가 일반적으로 작업물을 약간 돌려 빼낼 수 있습니다.”
그림 4. 맞춤 핀이 있는 셔틀 볼트.일단 설정되면 셔틀은 장비를 고정하고 공작물에 운반할 수 있도록 진공 압력을 사용하는 상단 도구에 장비를 공급합니다.모루(왼쪽 아래)는 4개의 포탑 중 하나에 있습니다.
안타깝게도 로봇에는 인간 조작자의 기술이 없습니다."따라서 이제 공작물을 제거하는 데 도움이 되는 프레스 설계가 있습니다. 패스너를 공구 밖으로 밀어내는 데 도움이 되므로 프레스 주기 후에 달라붙지 않습니다."
일부 기계는 로봇이 작업 영역 안팎으로 공작물을 조종하는 데 도움이 되도록 목 깊이가 다릅니다.프레스에는 로봇(및 해당 문제에 대한 수동 작업자)이 작업을 안전하게 배치하는 데 도움이 되는 지지대도 포함될 수 있습니다.
궁극적으로 신뢰성이 핵심입니다.로봇과 협동로봇은 해답의 일부가 될 수 있으므로 통합이 더 쉬워집니다.Boggs는 "협업 로봇 분야에서 공급업체는 로봇을 기계와 최대한 쉽게 통합할 수 있도록 큰 진전을 이루었습니다. 그리고 프레스 제조업체는 올바른 통신 프로토콜이 마련되어 있는지 확인하기 위해 많은 개발 작업을 수행했습니다."라고 말했습니다.
그러나 공작물 지원, 명확한(및 문서화된) 작업 지침 및 적절한 교육을 포함한 스탬핑 기술 및 작업장 기술도 중요한 역할을 합니다.Boggs는 여전히 하드웨어 부서에서 누락된 패스너 및 기타 문제에 대한 전화를 받고 있으며 그 중 다수는 신뢰할 수 있지만 매우 오래된 기계에서 작동한다고 덧붙였습니다.
이러한 기계는 신뢰할 수 있지만 장비 설치는 비숙련자나 비전문가를 위한 것이 아닙니다.잘못된 길이를 찾은 기계를 상기하십시오.이 간단한 검사는 작은 오류가 큰 문제로 바뀌는 것을 방지합니다.
그림 5. 이 하드웨어 프레스에는 스톱과 4개의 스테이션이 있는 턴테이블이 있습니다.이 시스템에는 작업자가 접근하기 어려운 위치에 도달하는 데 도움이 되는 특수 모루 도구도 있습니다.여기서 피팅은 후면 플랜지 바로 아래에 삽입됩니다.
The FABRICATOR의 수석 편집자 Tim Heston은 1998년부터 금속 가공 산업에 종사해 왔으며 American Welding Society의 Welding Magazine에서 경력을 쌓기 시작했습니다.그 이후로 스탬핑, 굽힘 및 절단에서 연삭 및 연마에 이르는 모든 금속 가공 공정을 다루었습니다.그는 2007년 10월 The FABRICATOR에 합류했습니다.
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