Rijst.3. Een snelwisselgereedschap met bekervoeding uit één stuk, opgeborgen in de linkerkast, regelt de oriëntatie en scheiding van de apparatuur (zorgt voor de juiste uitlijning en positionering van de apparatuur).De rechterkast bevat verschillende aambeelden en shuttles.
Ron Boggs, verkoop- en servicemanager voor Haeger Noord-Amerika, blijft soortgelijke telefoontjes van fabrikanten ontvangen tijdens het herstel van de pandemie van 2021.
"Ze bleven ons vertellen: 'Hé, we missen bevestigingsmiddelen'," zei Boggs."Het bleek dat dit te wijten was aan een personeelsprobleem."Wanneer fabrieken nieuwe werknemers in dienst namen, zetten ze vaak onervaren, ongeschoolde mensen voor machines om apparatuur in te brengen.Soms missen ze de sluitingen, soms zetten ze de verkeerde sluitingen in.De client keert terug en voltooit de instellingen.
Op een hoog niveau lijkt hardware-invoeging een volwassen toepassing van robotica te zijn.Uiteindelijk zou een fabriek volledige pons- en vormautomatisering kunnen hebben, inclusief torentjes, het verwijderen van onderdelen en misschien zelfs robotbuigen.Al deze technologieën bedienen vervolgens een groot deel van de handmatige installatiebranche.Waarom zet u, met dit alles in gedachten, geen robot voor een machine om apparatuur te installeren?
In de afgelopen 20 jaar heeft Boggs met veel fabrieken gewerkt met behulp van robotinbrengapparatuur.Meer recentelijk hebben hij en zijn team, waaronder Haeger Chief Engineer Sander van de Bor, gewerkt aan het gemakkelijker maken om cobots te integreren met het invoegproces (zie figuur 1).
Zowel Boggs als VanderBose benadrukken echter dat alleen focussen op robotica soms het grotere probleem van het plaatsen van hardware over het hoofd kan zien.Betrouwbare, geautomatiseerde en flexibele installatiewerkzaamheden vereisen veel bouwstenen, waaronder procesconsistentie en flexibiliteit.
De oude man stierf vreselijk.Veel mensen passen dit adagium toe op mechanische ponsmachines, maar het is ook van toepassing op persen met handmatige invoerapparatuur, vooral vanwege de eenvoud.De operator plaatst bevestigingsmiddelen en onderdelen op de onderste steun alvorens ze handmatig in de pers te plaatsen.Hij drukte op het pedaal.De piercer daalt, maakt contact met het werkstuk en oefent druk uit om de apparatuur in te brengen.Het is vrij eenvoudig - totdat er iets misgaat, natuurlijk.
"Als de operator niet oplet, valt het gereedschap en raakt het het werkstuk zonder daadwerkelijk druk uit te oefenen", aldus van de Bor.Waarom, wat precies?"De oude apparatuur had per ongeluk geen feedback en de operator wist er niet echt van."De bediener kon tijdens de hele cyclus zijn voet niet op de pedalen houden, wat weer kon leiden tot het in werking treden van het veiligheidssysteem van de pers."Het bovenste gereedschap heeft zes volt, het onderste gereedschap is geaard en de pers moet geleidbaarheid voelen voordat hij druk kan opbouwen."
Oudere wisselplaatpersen missen ook het zogenaamde "tonnagevenster", het drukbereik waarbinnen de apparatuur correct kan worden geplaatst.Moderne persen kunnen het gevoel hebben dat deze druk te laag of te hoog is.Omdat oudere persen geen tonnagevenster hebben, legde Boggs uit, passen operators soms de druk aan door een klep aan te passen om het probleem op te lossen."Sommige stemmen te hoog en andere te laag," zei Boggs.“Handmatige aanpassing opent veel veelzijdigheid.Als het te laag is, heb je de hardware verkeerd geïnstalleerd.”"Overmatige druk kan het onderdeel of de sluiting zelf vervormen."
"Oudere machines hadden ook geen meters", voegt van de Boer toe, "waardoor operators bevestigingsmiddelen zouden kunnen verliezen."
Het handmatig plaatsen van hardware lijkt misschien eenvoudig, maar het proces is moeilijk op te lossen.Om het nog erger te maken, vinden hardwarebewerkingen vaak later in de waardeketen plaats, nadat het gat is opgevuld en gevormd.Apparatuurproblemen kunnen grote schade aanrichten aan poedercoating en montage, vaak omdat een gewetensvolle en ijverige operator kleine fouten maakt die hoofdpijn veroorzaken.
Figuur 1. De cobot toont het onderdeel door de apparatuur in de pers te steken, die vier kommen en vier onafhankelijke shuttles heeft die de apparatuur in de pers voeren.Afbeelding: Hagrid
In de loop der jaren heeft hardware-invoegtechnologie deze hoofdpijn opgelost door deze bronnen van variabiliteit te identificeren en te elimineren.Installateurs van apparatuur zouden niet de bron van zoveel problemen moeten zijn, alleen maar omdat ze aan het einde van hun dienst een beetje focus verliezen.
De eerste stap in het automatiseren van de installatie van fittingen, komtoevoer (zie afb. 2), elimineert het meest vervelende deel van het proces: het handmatig grijpen en plaatsen van fittingen op het werkstuk.In een traditionele boveninvoerconfiguratie stuurt een kopinvoerpers de bevestigingsmiddelen naar beneden naar een shuttle die de hardware naar het bovengereedschap voert.De operator plaatst het werkstuk op het onderste gereedschap (aambeeld) en drukt op het pedaal.De pons wordt neergelaten met behulp van vacuümdruk om de hardware uit de shuttle te tillen, waardoor de hardware dicht bij het werkstuk komt.De pers oefent druk uit en de cyclus is voltooid.
Het lijkt eenvoudig, maar als je dieper graaft, kun je een aantal subtiele complexiteiten ontdekken.Ten eerste moet apparatuur gecontroleerd in de werkruimte worden ingevoerd.Dit is waar de bootstrap-tool in het spel komt.Het hulpmiddel bestaat uit twee componenten.Een speciaal voor positionering zorgt ervoor dat de apparatuur die uit de kom komt, correct wordt gepositioneerd.De andere zorgt voor een goede segmentering, uitlijning en plaatsing van apparatuur.Van daaruit gaat de apparatuur door een pijp naar een shuttle die de apparatuur naar het bovenste gereedschap voert.
Hier is de complicatie: Autofeed-gereedschappen - oriëntatie- en delingsgereedschappen en shuttles - moeten worden vervangen en in goede staat worden gehouden telkens wanneer de apparatuur wordt vervangen.Verschillende vormen van hardware zijn van invloed op hoe het stroom levert aan het werkgebied, dus hardwarespecifieke tools zijn slechts een realiteit en kunnen niet zomaar worden ontworpen.
Aangezien de operator voor de bekerpers geen tijd meer besteedt aan het oppakken (eventueel laten zakken) en opstellen van de apparatuur, wordt de tijd tussen de inzetstukken drastisch verkort.Maar met al deze hardwarespecifieke tools voegt de voerbak ook conversiemogelijkheden toe.Gereedschap voor zelfspannende moeren 832 is niet geschikt voor moeren 632.
Om de oude tweedelige voerbak te vervangen, moet de operator ervoor zorgen dat het oriëntatiehulpmiddel correct is uitgelijnd met het gesplitste hulpmiddel."Ze moesten ook de trillingen van de kom, de luchttiming en de plaatsing van de slang controleren", zei Boggs.“Ze moeten de uitlijning van de shuttle en het vacuüm controleren.Kortom, de operator moet veel uitlijningen controleren om er zeker van te zijn dat het gereedschap naar behoren werkt.”
Plaatwerkoperators hebben vaak unieke uitrustingsvereisten die te wijten kunnen zijn aan toegangsproblemen (apparatuur in krappe ruimtes plaatsen), ongebruikelijke uitrusting of beide.Dit type installatie maakt gebruik van een speciaal ontworpen gereedschap uit één stuk.Op basis hiervan, zegt Boggs, werd uiteindelijk een alles-in-één tool voor een standaard bekerpers ontwikkeld.De tool bevat oriëntatie- en selectie-elementen (zie afb. 3).
"Hij is ontworpen voor snelle omschakelingen", zegt van de Boer."Alle regelparameters, inclusief lucht en trillingen, tijd en al het andere, worden door de computer geregeld, dus de operator hoeft niet te schakelen of aanpassingen te maken."
Met behulp van pluggen blijft alles op één lijn (zie afb. 4).“De operator hoeft zich bij het ombouwen geen zorgen te maken over de uitlijning.Het wordt altijd gelijk omdat alles op zijn plaats klikt, 'zei Boggs."Gereedschappen zijn er gewoon op geschroefd."
Wanneer een operator een vel op een hardwarepers plaatst, lijnt hij de gaten uit met een aambeeld dat is ontworpen om te werken met bevestigingsmiddelen van een bepaalde diameter.Het feit dat nieuwe diameters nieuwe aambeeldgereedschappen vereisen, heeft in de loop der jaren geleid tot een moeilijke massaproductie.
Stelt u zich een fabriek voor met de nieuwste snij- en buigtechnologie, snelle automatische gereedschapswisseling, kleine series of zelfs volledige productie.Het onderdeel gaat dan in een hardware-inzetstuk en als het onderdeel een ander soort hardware nodig heeft, gaat de operator over tot massaproductie.Ze kunnen bijvoorbeeld een batch van 50 stuks inbrengen, de aambeelden verwisselen en vervolgens de nieuwe hardware in de juiste gaten steken.
Een hardwarepers met een torentje verandert de scène.Operators kunnen nu één type apparatuur plaatsen, de toren draaien en een kleurgecodeerde container openen om plaats te bieden aan een ander type apparatuur, alles in één opstelling (zie afbeelding 5).
"Afhankelijk van het aantal onderdelen dat je hebt, mis je minder snel een hardwareverbinding", zegt van de Bor."Je doet de hele sectie in één keer, zodat je aan het einde geen stap mist."
De combinatie van bekerinvoer en revolver op een wisselplaatpers kan de verwerking van kits op de hardware-afdeling werkelijkheid maken.In een typische installatie zorgt de fabrikant ervoor dat de voorraadkom exclusief is voor normale grote apparatuur, en plaatst dan minder vaak gebruikte apparatuur in kleurgecodeerde containers in de buurt van het werkgebied.Wanneer operators een onderdeel oppakken waarvoor meerdere hardware nodig is, beginnen ze het aan te sluiten door te luisteren naar de pieptoon van de machine (wat aangeeft dat het tijd is voor nieuwe hardware), de aambeeld-draaitafel te draaien, een 3D-afbeelding van het onderdeel op de controller te bekijken en vervolgens het volgende hardwareonderdeel in te voegen.
Stelt u zich een scenario voor waarin een operator een stuk apparatuur een voor een invoert, gebruikmakend van automatische invoer en de aambeeld-draaitafel indien nodig draait.Het stopt dan nadat het bovenste gereedschap de zelfvoedende bevestiger van de shuttle grijpt en op het werkstuk op het aambeeld laat vallen.De controller waarschuwt de operator dat bevestigingsmiddelen de verkeerde lengte hebben.
Zoals Boggs uitlegt: “In de instelmodus laat de pers de schuifregelaar langzaam zakken en registreert zijn positie.Dus wanneer het op volle snelheid draait en de opspanning het gereedschap raakt, zorgt het systeem ervoor dat de lengte van de opspanning overeenkomt met de gespecificeerde [[Tolerantie] Metingen buiten bereik, te lang of te kort, veroorzaken een fout in de lengte van de bevestigingsmiddelen. Dit is te wijten aan detectie van bevestigingsmiddelen (geen vacuüm in het bovenste gereedschap, meestal veroorzaakt door hardwaretoevoerfouten) en bewaking en onderhoud van het tonnagevenster (in plaats van dat de operator een klep handmatig aanpast) creëert een bewezen betrouwbaar automatiseringssysteem.
"Hardwarepersen met zelfdiagnose kunnen een enorm voordeel zijn voor robotmodules", zegt Boggs.“In een geautomatiseerde opstelling verplaatst de robot het papier naar de juiste positie en stuurt een signaal naar de pers, in wezen zeggend: 'Ik sta in de juiste positie, ga je gang en start de pers.'
De hardwarepers houdt de aambeeldpennen (geïnstalleerd in gaten in het plaatwerkwerkstuk) schoon.Het vacuüm in de bovenste stoot is normaal, wat betekent dat er bevestigingsmiddelen zijn.De pers wist hiervan en stuurde een signaal naar de bot.
Zoals Boggs zegt: “De persmachine bekijkt eigenlijk alles en zegt tegen de robot: 'Oké, het gaat goed.'Het start de stempelcyclus en controleert op de aanwezigheid van bevestigingsmiddelen en hun juiste lengte.Als de cyclus is voltooid, controleert u of de druk die wordt gebruikt om de hardware in te brengen correct is en stuurt u vervolgens een signaal naar de robot dat de perscyclus is voltooid.De robot ontvangt dit en weet dat alles schoon is en kan het werkstuk naar het volgende gat verplaatsen.”
Al deze machinecontroles, oorspronkelijk bedoeld voor handbedienden, vormen effectief een goede basis voor verdere automatisering.Boggs en van de Boor beschrijven verdere verbeteringen, zoals bepaalde ontwerpen die helpen voorkomen dat vellen aan het aambeeld blijven kleven."Soms blijven bevestigingsmiddelen plakken na een stempelcyclus," zei Boggs.“Het is een inherent probleem als je materiaal comprimeert.Als het vast komt te zitten in het ondergereedschap, kan de operator het werkstuk meestal een beetje draaien om het eruit te krijgen.”
Figuur 4. Pendelbout met paspen.Eenmaal opgesteld, voert de shuttle de apparatuur naar het bovenste gereedschap, dat gebruikmaakt van vacuümdruk zodat de apparatuur kan worden vastgezet en naar het werkstuk kan worden getransporteerd.Het aambeeld (linksonder) bevindt zich op een van de vier torentjes.
Helaas hebben robots niet de vaardigheden van een menselijke operator."Dus nu zijn er persontwerpen die helpen bij het verwijderen van werkstukken, helpen om bevestigingsmiddelen uit het gereedschap te duwen, zodat er geen vastzitten na de perscyclus is."
Sommige machines hebben verschillende keeldieptes om de robot te helpen het werkstuk in en uit het werkgebied te manoeuvreren.Persen kunnen ook steunen bevatten die robots (en handmatige operators trouwens) helpen hun werk veilig te positioneren.
Uiteindelijk staat betrouwbaarheid centraal.Robots en cobots kunnen een deel van het antwoord zijn, waardoor ze gemakkelijker te integreren zijn."Op het gebied van collaboratieve robots hebben leveranciers grote vooruitgang geboekt om het zo gemakkelijk mogelijk te maken om ze met machines te integreren," zei Boggs, "en persfabrikanten hebben veel ontwikkelingswerk gedaan om ervoor te zorgen dat het juiste communicatieprotocol aanwezig is."
Maar ook stempeltechnieken en werkplaatstechnieken, waaronder werkstukondersteuning, duidelijke (en gedocumenteerde) werkinstructies en een goede opleiding spelen een rol.Boggs voegde eraan toe dat hij nog steeds telefoontjes ontvangt over ontbrekende bevestigingsmiddelen en andere problemen op de hardware-afdeling, waarvan er vele werken met betrouwbare maar zeer oude machines.
Deze machines kunnen betrouwbaar zijn, maar de installatie van de apparatuur is niet voor ongeschoolden en onprofessionelen.Roep de machine terug die de verkeerde lengte heeft gevonden.Deze eenvoudige controle voorkomt dat een kleine fout een groot probleem wordt.
Figuur 5. Deze hardwarepers heeft een draaiplateau met stop en vier stations.Het systeem heeft ook een speciaal aambeeldgereedschap dat de operator helpt om moeilijk bereikbare plaatsen te bereiken.Hier worden de fittingen net onder de achterste flens geplaatst.
Tim Heston, hoofdredacteur van The FABRICATOR, is sinds 1998 werkzaam in de metaalproductie-industrie en begon zijn carrière bij Welding Magazine van de American Welding Society.Sindsdien heeft het alle metaalproductieprocessen bestreken, van stampen, buigen en snijden tot slijpen en polijsten.Hij kwam in oktober 2007 bij The FABRICATOR.
FABRICATOR is Noord-Amerika's leidende tijdschrift voor staalproductie en -vorming.Het magazine publiceert nieuws, technische artikelen en succesverhalen waarmee fabrikanten hun werk efficiënter kunnen doen.FABRICATOR is actief in de branche sinds 1970.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
Krijg volledige digitale toegang tot het STAMPING Journal, met de nieuwste technologie, best practices en nieuws uit de branche voor de metaalstempelmarkt.
Nu met volledige digitale toegang tot The Fabricator en Español, hebt u gemakkelijk toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.