Ris.3. Et hurtigskifteverktøy med koppmating i ett stykke lagret i venstre skap kontrollerer utstyrets orientering og separasjon (sikker på riktig utstyrsjustering og plassering).Det høyre skapet rommer ulike ambolter og skytler.
Ron Boggs, salgs- og servicesjef for Haeger Nord-Amerika, fortsetter å motta lignende telefoner fra produsenter under utvinningen fra 2021-pandemien.
"De fortsatte å fortelle oss, 'Hei, vi mangler festeanordninger'," sa Boggs."Det viser seg at dette var på grunn av et bemanningsproblem."Når fabrikker ansatte nye medarbeidere, satte de ofte uerfarne, ufaglærte folk foran maskiner for å sette inn utstyr.Noen ganger savner de spennene, noen ganger setter de i feil spenner.Klienten kommer tilbake og fullfører innstillingene.
På et høyt nivå ser maskinvareinnsetting ut til å være en moden applikasjon av robotikk.Etter hvert kan et anlegg ha full stanse- og formingsautomatisering, inkludert tårn, fjerning av deler og kanskje til og med robotbøying.Alle disse teknologiene betjener da en stor del av den manuelle installasjonssektoren.Med alt dette i tankene, hvorfor ikke sette en robot foran en maskin for å installere utstyr?
I løpet av de siste 20 årene har Boggs jobbet med mange fabrikker som bruker robotinnsettingsutstyr.Nylig har han og teamet hans, inkludert Haeger Chief Engineer Sander van de Bor, jobbet for å gjøre det enklere å integrere cobots med innsettingsprosessen (se figur 1).
Imidlertid understreker både Boggs og VanderBose at å fokusere utelukkende på robotikk noen ganger kan overse det større problemet med å sette inn maskinvare.Pålitelige, automatiserte og fleksible installasjonsoperasjoner krever mange byggeklosser, inkludert prosesskonsistens og fleksibilitet.
Den gamle mannen døde fryktelig.Mange bruker dette ordtaket på mekaniske stansepresser, men det gjelder også for presser med manuelt mateutstyr, hovedsakelig på grunn av sin enkelhet.Operatøren plasserer festemidler og deler på bunnstøtten før de manuelt settes inn i pressen.Han trykket på pedalen.Pierceren går ned, kommer i kontakt med arbeidsstykket og skaper trykk for å sette inn utstyret.Det er ganske enkelt – helt til noe går galt, selvfølgelig.
"Hvis operatøren ikke er oppmerksom, vil verktøyet falle og berøre arbeidsstykket uten faktisk å påføre trykk," sa van de Bor.Hvorfor, hva egentlig?"Det gamle utstyret fikk ikke tilbakemelding ved en feil, og operatøren visste egentlig ikke om det."Operatøren kunne ikke holde foten på pedalene under hele syklusen, noe som igjen kan føre til drift av pressens sikkerhetssystem."Det øverste verktøyet har seks volt, det nederste verktøyet er jordet, og pressen må føle ledningsevne før den kan bygge trykk."
Eldre innsatspresser mangler også det såkalte «tonnage-vinduet», som er det trykkområdet utstyret kan settes inn riktig innenfor.Moderne presser kan føle at dette trykket er for lavt eller for høyt.Fordi eldre presser ikke har et tonnasjevindu, forklarte Boggs, justerer operatører noen ganger trykket ved å justere en ventil for å fikse problemet."Noen stemmer for høyt og noen stemmer for lavt," sa Boggs."Manuell justering åpner for mye allsidighet.Hvis den er for lav, har du installert maskinvaren feil.»"For høyt trykk kan faktisk deformere delen eller selve festet."
"Eldre maskiner hadde heller ikke målere," legger van de Boer til, "som kan føre til at operatører mister festene."
Å sette inn maskinvare manuelt kan virke enkelt, men prosessen er vanskelig å fikse.For å gjøre vondt verre, skjer maskinvareoperasjoner ofte senere i verdikjeden, etter at gapet er fylt og dannet.Utstyrsproblemer kan ødelegge pulverlakkering og montering, ofte fordi en samvittighetsfull og flittig operatør gjør små feil som blir til hodepine.
Figur 1. Coboten viser delen ved å sette utstyret inn i pressen, som har fire boller og fire uavhengige skyttler som mater utstyret inn i pressen.Bilde: Hagrid
Gjennom årene har teknologi for innsetting av maskinvare løst disse hodepinene ved å identifisere og eliminere disse kildene til variasjon.Utstyrsinstallatører burde ikke være kilden til så mange problemer bare fordi de mister litt fokus på slutten av skiftet.
Det første trinnet i automatisering av montering av beslag, skålmating (se fig. 2), eliminerer den mest kjedelige delen av prosessen: manuell griping og plassering av beslag på arbeidsstykket.I en tradisjonell toppmatingskonfigurasjon sender en koppmatingspresse festene ned til en skyttel som mater maskinvaren til toppverktøyet.Operatøren plasserer arbeidsstykket på det nedre verktøyet (ambolten) og trykker på pedalen.Stansen senkes ved hjelp av vakuumtrykk for å løfte maskinvaren ut av skyttelen, og bringe maskinvaren nær arbeidsstykket.Pressen legger på trykk og syklusen er fullført.
Det virker enkelt, men hvis du graver dypere, kan du finne noen subtile kompleksiteter.Først må utstyr mates inn i arbeidsområdet på en kontrollert måte.Det er her bootstrap-verktøyet kommer inn i bildet.Verktøyet består av to komponenter.En dedikert til posisjonering sikrer at utstyret som kommer ut av bollen er riktig plassert.Den andre sørger for riktig segmentering, justering og plassering av utstyr.Derfra går utstyret gjennom et rør til en skyttel som mater utstyret til toppverktøyet.
Her er komplikasjonen: Automatingsverktøy – orienterings- og delingsverktøy, og skyttler – må skiftes ut og holdes i orden hver gang utstyret skiftes.Ulike former for maskinvare påvirker hvordan den leverer strøm til arbeidsområdet, så maskinvarespesifikke verktøy er bare en realitet og kan ikke designes ut av ligningen.
Siden operatøren foran kopppressen ikke lenger bruker tid på å plukke opp (eventuelt senke) og sette opp utstyret, reduseres tiden mellom innleggene drastisk.Men med alle disse maskinvarespesifikke verktøyene legger matskålen også til konverteringsmuligheter.Verktøy for selvstrammende muttere 832 er ikke egnet for muttere 632.
For å erstatte den gamle todelte skålmateren, må operatøren sørge for at orienteringsverktøyet er riktig innrettet med delt verktøy."De måtte også sjekke bollevibrasjon, lufttiming og slangeplassering," sa Boggs."De må sjekke skyttel- og vakuumjusteringen.Kort sagt, operatøren må sjekke mange justeringer for å sikre at verktøyet fungerer som det skal."
Plateoperatører har ofte unike utstyrskrav som kan skyldes tilgangsproblemer (innsetting av utstyr i trange rom), uvanlig utstyr eller begge deler.Denne typen installasjon bruker et spesialdesignet verktøy i ett stykke.Basert på dette, sier Boggs, ble det etter hvert utviklet et alt-i-ett-verktøy for en standard kopppress.Verktøyet inneholder orienterings- og utvalgselementer (se fig. 3).
"Den er designet for raske omstillinger," sier van de Boer."Alle kontrollparametere, inkludert luft og vibrasjon, tid og alt annet, styres av datamaskinen, slik at operatøren ikke trenger å gjøre noen veksling eller justeringer."
Ved hjelp av dybler forblir alt i en linje (se fig. 4).«Operatøren trenger ikke å bekymre seg for justering ved konvertering.Det jevner seg alltid ut fordi alt låser seg på plass, sa Boggs."Verktøy er bare skrudd på."
Når en operatør plasserer et ark på en maskinvarepresse, setter de hullene på linje med en ambolt designet for å fungere med festemidler med en viss diameter.Det faktum at nye diametre krever nye amboltverktøy har ført til en del vanskelig masseproduksjon opp gjennom årene.
Se for deg en fabrikk med den nyeste skjære- og bøyeteknologien, raskt automatisk verktøyskifte, små partier eller til og med komplett produksjon.Delen går deretter inn i en maskinvareinnsats, og hvis delen krever en annen type maskinvare, går operatøren videre til masseproduksjon.For eksempel kan de sette inn en batch på 50 stykker, bytte amboltene og deretter sette inn den nye maskinvaren i de riktige hullene.
En maskinvarepresse med et tårn endrer scenen.Operatører kan nå sette inn én type utstyr, rotere tårnet og åpne en fargekodet beholder for å få plass til en annen type utstyr, alt i ett oppsett (se figur 5).
"Avhengig av antall deler du har, er det mindre sannsynlig at du går glipp av en maskinvaretilkobling," sa van de Bor."Du gjør hele seksjonen i ett pass, slik at du ikke går glipp av et trinn på slutten."
Kombinasjonen av koppmating og tårn på en innsatspresse kan gjøre setthåndtering til en realitet i maskinvareavdelingen.I en typisk installasjon sørger produsenten for at skålforsyningen er eksklusiv for normalt stort utstyr, og plasserer deretter sjeldnere brukt utstyr i fargekodede beholdere nær arbeidsområdet.Når operatører plukker opp en del som krever flere maskinvare, begynner de å koble den til ved å lytte til maskinens pipetone (som indikerer at det er på tide med ny maskinvare), rotere ambolten dreieskiven, se et 3D-bilde av delen på kontrolleren, og deretter sette inn neste maskinvaredel.
Se for deg et scenario der en operatør setter inn ett utstyr én etter én, ved hjelp av automatisk mating og dreier ambolten dreieskiven etter behov.Den stopper deretter etter at det øverste verktøyet tar tak i den selvmatende festeanordningen fra skyttelen og faller ned på arbeidsstykket på ambolten.Kontrolleren vil advare operatøren om at festene har feil lengde.
Som Boggs forklarer, "I oppsettmodus senker pressen sakte glidebryteren og registrerer posisjonen.Så når den kjører på full hastighet og fiksturen berører verktøyet, sørger systemet for at lengden på fiksturen samsvarer med spesifisert [[Toleranse] Målinger utenfor rekkevidde, for lange eller for korte, vil forårsake festelengdefeil Dette skyldes festegjenkjenning (ingen vakuum i toppverktøyet, vanligvis forårsaket av maskinvarefeil) og tonnasjeovervåking av vinduet, i stedet for å skape en pålitelig automatisering av ventilen og vedlikeholdet.
"Maskinvarepresser med selvdiagnose kan være en stor fordel for robotmoduler," sa Boggs.«I et automatisert oppsett flytter roboten papiret til riktig posisjon og sender et signal til pressen, som egentlig sier: 'Jeg er i riktig posisjon, fortsett og start pressen.'
Maskinvarepressen holder amboltpinnene (installert i hull i metallarbeidsstykket) rene.Vakuumet i den øvre stansen er normalt, noe som betyr at det er fester.Da pressen visste om alt dette, sendte et signal til boten.
Som Boggs sier: «Pressemaskinen ser i utgangspunktet på alt og sier til roboten: 'OK, jeg har det bra.'Den starter stemplingssyklusen og sjekker for tilstedeværelsen av festemidler og deres riktige lengde.Hvis syklusen er fullført, sørg for at trykket som brukes til å sette inn maskinvaren er riktig, og send deretter et signal til roboten om at pressesyklusen er fullført.Roboten mottar dette og vet at alt er rent og kan flytte arbeidsstykket til neste hull.”
Alle disse maskinsjekkene, opprinnelig beregnet på manuelle operatører, gir effektivt et godt grunnlag for videre automatisering.Boggs og van de Boor beskriver ytterligere forbedringer som visse design som bidrar til å forhindre at ark fester seg til ambolten."Noen ganger fester festene seg etter en stemplingsyklus," sa Boggs.«Det er et iboende problem når du komprimerer materiale.Når det setter seg fast i bunnverktøyet, kan operatøren vanligvis snu arbeidsstykket litt for å få det ut."
Figur 4. Skyttebolt med pluggstift.Når den er satt opp, mater skyttelen utstyret til toppverktøyet, som bruker vakuumtrykk slik at utstyret kan sikres og transporteres til arbeidsstykket.Ambolten (nederst til venstre) er plassert på et av de fire tårnene.
Dessverre har ikke roboter ferdighetene til en menneskelig operatør."Så nå er det pressdesign som hjelper til med å fjerne arbeidsstykker, hjelper til med å skyve festene ut av verktøyet, slik at det ikke fester seg etter pressesyklusen."
Noen maskiner har forskjellige strupedybder for å hjelpe roboten med å manøvrere arbeidsstykket inn og ut av arbeidsområdet.Presser kan også inkludere støtter som hjelper roboter (og manuelle operatører, for den saks skyld) sikkert å posisjonere jobbene sine.
Til syvende og sist er pålitelighet nøkkelen.Roboter og cobots kan være en del av svaret, noe som gjør dem enklere å integrere."Når det gjelder samarbeidende roboter, har leverandører gjort store fremskritt for å gjøre det så enkelt som mulig å integrere dem med maskiner," sa Boggs, "og presseprodusenter har gjort mye utviklingsarbeid for å sikre at den riktige kommunikasjonsprotokollen er på plass."
Men stemplingsteknikker og verkstedteknikker, inkludert arbeidsstykkestøtte, tydelige (og dokumenterte) arbeidsinstruksjoner og riktig opplæring spiller også en rolle.Boggs la til at han fortsatt mottar telefoner om manglende festemidler og andre problemer i maskinvareavdelingen, hvorav mange jobber med pålitelige, men svært gamle maskiner.
Disse maskinene kan være pålitelige, men installasjonen av utstyret er ikke for ufaglærte og uprofesjonelle.Husk maskinen som fant feil lengde.Denne enkle sjekken forhindrer at en liten feil blir til et stort problem.
Figur 5. Denne maskinvarepressen har en dreieskive med stopp og fire stasjoner.Systemet har også et spesielt amboltverktøy som hjelper operatøren med å nå vanskelig tilgjengelige steder.Her settes beslagene inn rett under bakflensen.
Tim Heston, seniorredaktør for The FABRICATOR, har vært i metallindustrien siden 1998, og startet sin karriere med American Welding Society's Welding Magazine.Siden den gang har den dekket alle metallfremstillingsprosesser fra stempling, bøying og skjæring til sliping og polering.Han begynte i The FABRICATOR i oktober 2007.
FABRICATOR er Nord-Amerikas ledende magasin for stålproduksjon og forming.Magasinet publiserer nyheter, tekniske artikler og suksesshistorier som gjør det mulig for produsenter å gjøre jobben sin mer effektivt.FABRICATOR har vært i bransjen siden 1970.
Nå med full tilgang til FABRICATOR digital utgave, enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Den digitale utgaven av The Tube & Pipe Journal er nå fullt tilgjengelig, og gir enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Få full digital tilgang til STAMPING Journal, med den nyeste teknologien, beste praksis og bransjenyheter for metallstemplingsmarkedet.
Nå med full digital tilgang til The Fabricator en Español, har du enkel tilgang til verdifulle industriressurser.