Beras. 3. Alat ganti cepat satu bahagian, disuap dengan cawan, yang disimpan di kabinet kiri mengawal orientasi dan pemisahan peralatan (memastikan penjajaran dan kedudukan peralatan yang betul). Kabinet kanan memegang pelbagai andas dan ulang-alik.
Ron Boggs, pengurus jualan dan perkhidmatan untuk Haeger Amerika Utara, terus menerima panggilan serupa daripada pengeluar semasa pemulihan daripada pandemik 2021.
“Mereka asyik memberitahu kami, 'Hei, kami tiada pengikat,'” kata Boggs. “Rupa-rupanya ini disebabkan oleh masalah kakitangan.” Apabila kilang-kilang menggaji pekerja baharu, mereka sering menempatkan orang yang tidak berpengalaman dan tidak mahir di hadapan mesin untuk memasukkan peralatan. Kadangkala mereka terlepas pengapit, kadangkala mereka memasang pengapit yang salah. Pelanggan mengembalikan dan memuktamadkan tetapan.
Pada tahap yang tinggi, penyisipan perkakasan nampaknya merupakan aplikasi robotik yang matang. Akhirnya, sesebuah loji boleh mempunyai automasi penebuk dan pembentukan penuh, termasuk turet, penyingkiran bahagian, dan mungkin juga lenturan robot. Semua teknologi ini kemudiannya berfungsi untuk sebahagian besar sektor pemasangan manual. Dengan semua ini, mengapa tidak meletakkan robot di hadapan mesin untuk memasang peralatan?
Sepanjang 20 tahun yang lalu, Boggs telah bekerjasama dengan banyak kilang menggunakan peralatan penyisipan robot. Baru-baru ini, beliau dan pasukannya, termasuk Ketua Jurutera Haeger, Sander van de Bor, telah berusaha untuk memudahkan penyepaduan cobot dengan proses penyisipan (lihat Rajah 1).
Walau bagaimanapun, Boggs dan VanderBose menekankan bahawa memberi tumpuan semata-mata kepada robotik kadangkala boleh terlepas pandang masalah yang lebih besar iaitu memasukkan perkakasan. Operasi pemasangan yang andal, automatik dan fleksibel memerlukan banyak blok binaan, termasuk konsistensi dan fleksibiliti proses.
Lelaki tua itu meninggal dunia dengan teruk. Ramai orang mengaplikasikan pepatah ini kepada mesin penebuk mekanikal, tetapi ia juga terpakai kepada mesin penebuk dengan peralatan suapan manual, terutamanya kerana kesederhanaannya. Operator meletakkan pengikat dan bahagian pada sokongan bawah sebelum memasukkannya secara manual ke dalam mesin penebuk. Dia menekan pedal. Mesin penebuk turun, bersentuhan dengan benda kerja dan menghasilkan tekanan untuk memasukkan peralatan. Ia agak mudah – sehinggalah sesuatu berlaku, sudah tentu.
“Jika pengendali tidak memberi perhatian, alat itu akan jatuh dan menyentuh benda kerja tanpa benar-benar mengenakan tekanan,” kata van de Bor. Mengapa, apa sebenarnya? “Peralatan lama tidak mempunyai maklum balas secara tidak sengaja dan pengendali tidak benar-benar mengetahuinya.” Pengendali tidak dapat memastikan kakinya berada di atas pedal sepanjang kitaran, yang seterusnya boleh menyebabkan operasi sistem keselamatan mesin penekan. “Alat atas mempunyai enam volt, alat bawah dibumikan, dan mesin penekan mesti mengesan kekonduksian sebelum ia boleh membina tekanan.”
Mesin cetak sisipan lama juga kekurangan apa yang dipanggil "tetingkap tan", iaitu julat tekanan di mana peralatan boleh dimasukkan dengan betul. Mesin cetak moden mungkin merasakan tekanan ini terlalu rendah atau terlalu tinggi. Oleh kerana mesin cetak lama tidak mempunyai tetingkap tan, jelas Boggs, pengendali kadangkala melaraskan tekanan dengan melaraskan injap untuk menyelesaikan masalah. "Sesetengah mesin cetak terlalu tinggi dan sesetengah mesin cetak terlalu rendah," kata Boggs. "Pelarasan manual membuka banyak fleksibiliti. Jika ia terlalu rendah, anda telah memasang perkakasan dengan salah." "Tekanan yang berlebihan sebenarnya boleh mengubah bentuk bahagian atau pengikat itu sendiri."
“Mesin lama juga tidak mempunyai meter,” tambah van de Boer, “yang boleh menyebabkan pengendali kehilangan pengikat.”
Memasukkan perkakasan secara manual mungkin kelihatan mudah, tetapi prosesnya sukar untuk dibaiki. Lebih buruk lagi, operasi perkakasan sering berlaku kemudian dalam rantaian nilai, selepas jurang telah diisi dan dibentuk. Masalah peralatan boleh mendatangkan malapetaka pada salutan serbuk dan pemasangan, selalunya kerana pengendali yang teliti dan tekun melakukan kesilapan kecil yang boleh menyebabkan masalah.
Rajah 1. Cobot menunjukkan bahagian dengan memasukkan peralatan ke dalam mesin penekan, yang mempunyai empat mangkuk dan empat ulang-alik bebas yang memasukkan peralatan ke dalam mesin penekan. Imej: Hagrid
Selama bertahun-tahun, teknologi penyisipan perkakasan telah menyelesaikan masalah ini dengan mengenal pasti dan menghapuskan sumber kebolehubahan ini. Pemasang peralatan tidak sepatutnya menjadi punca begitu banyak masalah hanya kerana mereka hilang sedikit fokus pada akhir syif mereka.
Langkah pertama dalam mengautomasikan pemasangan kelengkapan, iaitu pemberian mangkuk (lihat rajah 2), menghapuskan bahagian proses yang paling membosankan: memegang dan meletakkan kelengkapan secara manual pada bahan kerja. Dalam konfigurasi suapan atas tradisional, penekan suapan cawan menghantar pengikat ke pesawat ulang-alik yang menyalurkan perkakasan ke alat atas. Operator meletakkan benda kerja pada alat bawah (andas) dan menekan pedal. Penebuk diturunkan menggunakan tekanan vakum untuk mengangkat perkakasan keluar dari pesawat ulang-alik, membawa perkakasan dekat dengan benda kerja. Penekan mengenakan tekanan dan kitaran selesai.
Ia nampak mudah, tetapi jika anda teliti lebih mendalam, anda boleh menemui beberapa kerumitan yang halus. Pertama, peralatan mesti dimasukkan ke dalam ruang kerja dengan cara yang terkawal. Di sinilah alat bootstrap memainkan peranan. Alat ini terdiri daripada dua komponen. Satu komponen yang dikhaskan untuk kedudukan memastikan peralatan yang keluar dari mangkuk diletakkan dengan betul. Komponen yang satu lagi memastikan segmentasi, penjajaran dan penempatan peralatan yang betul. Dari situ, peralatan bergerak melalui paip ke pengangkutan ulang-alik yang menyalurkan peralatan ke alat atas.
Inilah komplikasinya: Alat suapan automatik—alat orientasi dan pembahagian, serta ulang-alik—perlu diganti dan diselenggara dalam keadaan berfungsi setiap kali peralatan ditukar. Bentuk perkakasan yang berbeza mempengaruhi cara ia membekalkan kuasa ke kawasan kerja, jadi alat khusus perkakasan adalah satu realiti dan tidak boleh direka bentuk di luar persamaan.
Oleh kerana operator di hadapan mesin penekan cawan tidak lagi meluangkan masa untuk mengambil (mungkin menurunkan) dan menyediakan peralatan, masa antara sisipan berkurangan secara drastik. Tetapi dengan semua alat khusus perkakasan ini, mangkuk suapan juga menambah keupayaan penukaran. Alat untuk mengetatkan sendiri nat 832 tidak sesuai untuk nat 632.
Untuk menggantikan pengumpan mangkuk dua keping yang lama, pengendali mesti memastikan alat orientasi sejajar dengan betul dengan alat pisah. “Mereka juga perlu memeriksa getaran mangkuk, pemasaan udara dan penempatan hos,” kata Boggs. “Mereka perlu memeriksa penjajaran ulang-alik dan vakum. Pendek kata, pengendali perlu memeriksa banyak penjajaran untuk memastikan alat berfungsi sebagaimana mestinya.”
Pengendali logam lembaran sering mempunyai keperluan peralatan unik yang mungkin disebabkan oleh masalah akses (memasukkan peralatan ke dalam ruang yang sempit), peralatan yang luar biasa, atau kedua-duanya. Pemasangan jenis ini menggunakan alat satu bahagian yang direka khas. Berdasarkan ini, kata Boggs, alat semua-dalam-satu untuk penekan cawan standard akhirnya dibangunkan. Alat ini mengandungi elemen orientasi dan pemilihan (lihat Rajah 3).
“Ia direka bentuk untuk pertukaran pantas,” kata van de Boer. “Semua parameter kawalan, termasuk udara dan getaran, masa dan segala-galanya, dikawal oleh komputer, jadi pengendali tidak perlu membuat sebarang pertukaran atau pelarasan.”
Dengan bantuan dowel, semuanya kekal dalam satu baris (lihat rajah 4). “Operator tidak perlu risau tentang penjajaran semasa menukar. Ia sentiasa meratakan kerana semuanya terkunci pada tempatnya,” kata Boggs. “Alat hanya diskrukan.”
Apabila pengendali meletakkan kepingan pada mesin cetak perkakasan, mereka melaraskan lubang dengan andas yang direka bentuk untuk berfungsi dengan pengikat berdiameter tertentu. Hakikat bahawa diameter baharu memerlukan alat andas baharu telah menyebabkan beberapa pengeluaran besar-besaran yang sukar selama ini.
Bayangkan sebuah kilang dengan teknologi pemotongan dan lenturan terkini, penukaran alat automatik yang pantas, kelompok kecil atau pengeluaran yang lengkap. Bahagian tersebut kemudiannya dimasukkan ke dalam sisipan perkakasan, dan jika bahagian tersebut memerlukan jenis perkakasan yang berbeza, pengendali akan beralih kepada pengeluaran besar-besaran. Contohnya, mereka boleh memasukkan kelompok 50 keping, menukar andas, dan kemudian memasukkan perkakasan baharu ke dalam lubang yang betul.
Mesin tekan perkakasan dengan turet mengubah suasana. Pengendali kini boleh memasukkan satu jenis peralatan, memutarkan turet dan membuka bekas berkod warna untuk memuatkan jenis peralatan lain, semuanya dalam satu persediaan (lihat Rajah 5).
“Bergantung pada bilangan bahagian yang anda miliki, anda kurang berkemungkinan terlepas sambungan perkakasan,” kata van de Bor. “Anda melakukan keseluruhan bahagian dalam satu hantaran supaya anda tidak terlepas satu langkah pun pada penghujungnya.”
Gabungan suapan cawan dan turet pada mesin tekan sisipan boleh menjadikan pengendalian kit satu realiti dalam bahagian perkakasan. Dalam pemasangan biasa, pengeluar memastikan bekalan mangkuk adalah eksklusif untuk peralatan besar biasa, dan kemudian meletakkan peralatan yang kurang kerap digunakan dalam bekas berkod warna berhampiran kawasan kerja. Apabila pengendali mengambil bahagian yang memerlukan berbilang perkakasan, mereka mula memasangnya dengan mendengar bunyi bip mesin (menandakan sudah tiba masanya untuk perkakasan baharu), memutarkan meja putar andas, melihat imej 3D bahagian pada pengawal, dan kemudian memasukkan bahagian perkakasan seterusnya.
Bayangkan senario di mana pengendali memasukkan satu peralatan satu persatu, menggunakan suapan automatik dan memusingkan meja putar andas mengikut keperluan. Ia kemudian berhenti selepas alat atas menarik pengikat suapan kendiri dari pesawat ulang-alik dan jatuh ke atas bahan kerja pada andas. Pengawal akan memberi amaran kepada pengendali bahawa pengikat adalah salah panjang.
Seperti yang dijelaskan oleh Boggs, “Dalam mod persediaan, penekan perlahan-lahan menurunkan gelangsar dan merekodkan kedudukannya. Jadi, apabila ia berjalan pada kelajuan penuh dan lekapan menyentuh alat, sistem memastikan bahawa panjang lekapan sepadan dengan [[Toleransi]] yang ditentukan. Pengukuran di luar julat, terlalu panjang atau terlalu pendek akan menyebabkan ralat panjang pengikat. Ini disebabkan oleh pengesanan pengikat (tiada vakum dalam alat atas, biasanya disebabkan oleh ralat suapan perkakasan) dan pemantauan dan penyelenggaraan tingkap tan (dan bukannya pengendali melaraskan injap secara manual) mewujudkan sistem automasi yang terbukti andal.
“Pencetak perkakasan dengan diagnosis kendiri boleh menjadi kelebihan besar untuk modul robotik,” kata Boggs. “Dalam persediaan automatik, robot menggerakkan kertas ke kedudukan yang betul dan menghantar isyarat kepada pencetak, pada dasarnya berkata, 'Saya berada di kedudukan yang betul, teruskan dan mulakan pencetak.'
Mesin penekan perkakasan memastikan pin andas (dipasang di lubang pada bahan kerja logam kepingan) bersih. Vakum pada penebuk atas adalah normal, yang bermaksud terdapat pengikat. Mengetahui semua ini, mesin penekan menghantar isyarat kepada bot.
Seperti yang dikatakan Boggs, “Mesin tekan pada dasarnya melihat segala-galanya dan berkata kepada robot, 'OK, saya baik-baik saja.' Ia memulakan kitaran pengecapan, memeriksa kehadiran pengikat dan panjangnya yang betul. Jika kitaran selesai, pastikan tekanan yang digunakan untuk memasukkan perkakasan adalah betul, kemudian hantar isyarat kepada robot bahawa kitaran tekan selesai. Robot menerima ini dan tahu semuanya bersih dan boleh menggerakkan benda kerja ke lubang seterusnya.”
Semua pemeriksaan mesin ini, yang pada asalnya bertujuan untuk pengendali manual, secara berkesan menyediakan asas yang baik untuk automasi selanjutnya. Boggs dan van de Boor menerangkan penambahbaikan selanjutnya seperti reka bentuk tertentu yang membantu mencegah kepingan daripada melekat pada andas. “Kadangkala pengikat melekat selepas kitaran hentakan,” kata Boggs. “Ia merupakan masalah yang wujud apabila anda memampatkan bahan. Apabila ia tersekat di alat bawah, pengendali biasanya boleh memusingkan benda kerja sedikit untuk mengeluarkannya.”
Rajah 4. Bolt ulang-alik dengan pin dowel. Setelah dipasang, ulang-alik menyalurkan peralatan ke alat atas, yang menggunakan tekanan vakum supaya peralatan dapat dipasang dan diangkut ke bahan kerja. Andas (kiri bawah) terletak pada salah satu daripada empat turet.
Malangnya, robot tidak mempunyai kemahiran pengendali manusia. “Jadi kini terdapat reka bentuk penekan yang membantu menanggalkan benda kerja, membantu menolak pengikat keluar dari alat, jadi tiada lekatan selepas kitaran penekan.”
Sesetengah mesin mempunyai kedalaman tekak yang berbeza untuk membantu robot menggerakkan benda kerja masuk dan keluar dari kawasan kerja. Mesin tekan juga boleh merangkumi sokongan yang membantu robot (dan pengendali manual) meletakkan kerja mereka dengan selamat.
Akhirnya, kebolehpercayaan adalah kuncinya. Robot dan kobot boleh menjadi sebahagian daripada jawapannya, menjadikannya lebih mudah untuk disepadukan. “Dalam bidang robot kolaboratif, vendor telah mencapai kemajuan besar dalam menjadikannya semudah mungkin untuk menyepadukannya dengan mesin,” kata Boggs, “dan pengeluar akhbar telah melakukan banyak kerja pembangunan untuk memastikan protokol komunikasi yang betul tersedia.”
Tetapi teknik pengecapan dan teknik bengkel, termasuk sokongan bahan kerja, arahan kerja yang jelas (dan didokumenkan), dan latihan yang betul juga memainkan peranan. Boggs menambah bahawa dia masih menerima panggilan tentang pengikat yang hilang dan masalah lain dalam jabatan perkakasan, yang kebanyakannya berfungsi dengan mesin yang boleh dipercayai tetapi sangat lama.
Mesin-mesin ini mungkin boleh dipercayai, tetapi pemasangan peralatan ini bukan untuk mereka yang tidak mahir dan tidak profesional. Panggil semula mesin yang menemui panjang yang salah. Pemeriksaan mudah ini menghalang ralat kecil daripada menjadi masalah besar.
Rajah 5. Mesin tekan perkakasan ini mempunyai meja putar dengan hentian dan empat stesen. Sistem ini juga mempunyai alat andas khas yang membantu pengendali mencapai tempat yang sukar dicapai. Di sini kelengkapan dimasukkan betul-betul di bawah bebibir belakang.
Tim Heston, Editor Kanan The FABRICATOR, telah berkecimpung dalam industri fabrikasi logam sejak tahun 1998, memulakan kerjayanya dengan Majalah Kimpalan Persatuan Kimpalan Amerika. Sejak itu, ia telah merangkumi semua proses fabrikasi logam daripada pengecapan, pembengkokan dan pemotongan hinggalah pengisaran dan penggilapan. Beliau menyertai The FABRICATOR pada Oktober 2007.
FABRICATOR ialah majalah fabrikasi dan pembentukan keluli yang terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menerbitkan berita, artikel teknikal dan kisah kejayaan yang membolehkan pengeluar menjalankan tugas mereka dengan lebih cekap. FABRICATOR telah berada dalam industri ini sejak tahun 1970.
Kini dengan akses penuh kepada edisi digital FABRICATOR, akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini boleh diakses sepenuhnya, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, amalan terbaik dan berita industri untuk pasaran setem logam.
Kini dengan akses digital penuh kepada The Fabricator en Español, anda mempunyai akses mudah kepada sumber industri yang berharga.