Ryż.3. Jednoczęściowe, szybkowymienne narzędzie z podajnikiem, przechowywane w lewej szafce, kontroluje orientację i separację sprzętu (zapewnia prawidłowe wyrównanie i pozycjonowanie sprzętu).W prawej szafce znajdują się różne kowadła i czółenka.
Ron Boggs, kierownik ds. sprzedaży i serwisu w Haeger North America, nadal odbiera podobne telefony od producentów podczas wychodzenia z pandemii z 2021 r.
— Powtarzali nam: „Hej, brakuje nam elementów złącznych” — powiedział Boggs.„Okazuje się, że było to spowodowane problemami kadrowymi”.Kiedy fabryki zatrudniały nowych pracowników, często umieszczały niedoświadczonych, niewykwalifikowanych ludzi przed maszynami, aby wstawili sprzęt.Czasami brakuje im zatrzasków, czasami zakładają niewłaściwe zatrzaski.Klient wraca i finalizuje ustawienia.
Na wysokim poziomie wstawianie sprzętu wydaje się być dojrzałym zastosowaniem robotyki.Ostatecznie zakład mógłby mieć pełną automatyzację wykrawania i formowania, w tym wieżyczki, usuwanie części, a może nawet zrobotyzowane gięcie.Wszystkie te technologie obsługują następnie dużą część sektora instalacji ręcznych.Mając to wszystko na uwadze, dlaczego nie umieścić robota przed maszyną w celu zainstalowania sprzętu?
W ciągu ostatnich 20 lat Boggs współpracował z wieloma fabrykami przy użyciu zrobotyzowanego sprzętu do wkładania.Niedawno on i jego zespół, w tym główny inżynier firmy Haeger, Sander van de Bor, pracowali nad ułatwieniem integracji cobotów z procesem wkładania (patrz rysunek 1).
Jednak zarówno Boggs, jak i VanderBose podkreślają, że skupienie się wyłącznie na robotyce może czasami przeoczyć większy problem, jakim jest wstawianie sprzętu.Niezawodne, zautomatyzowane i elastyczne operacje instalacyjne wymagają wielu elementów konstrukcyjnych, w tym spójności i elastyczności procesów.
Staruszek zmarł w straszny sposób.Wiele osób stosuje to powiedzenie do mechanicznych pras wykrawających, ale dotyczy to również pras z ręcznym podawaniem, głównie ze względu na swoją prostotę.Operator umieszcza elementy złączne i części na dolnym wsporniku przed ręcznym włożeniem ich do prasy.Nacisnął pedał.Piercer opada, styka się z przedmiotem obrabianym i wytwarza nacisk, aby włożyć sprzęt.To całkiem proste – oczywiście dopóki coś nie pójdzie nie tak.
„Jeśli operator nie zwraca uwagi, narzędzie spadnie i dotknie przedmiotu obrabianego bez wywierania nacisku” — powiedział van de Bor.Dlaczego, co dokładnie?„Stary sprzęt nie miał informacji zwrotnej przez pomyłkę, a operator tak naprawdę o tym nie wiedział”.Operator nie mógł utrzymać stopy na pedałach przez cały cykl, co z kolei mogło doprowadzić do zadziałania systemu bezpieczeństwa prasy.„Górne narzędzie ma sześć woltów, dolne narzędzie jest uziemione, a prasa musi wyczuć przewodnictwo, zanim będzie mogła wytworzyć ciśnienie”.
W starszych prasach wkładkowych brakuje również tzw. „okna tonażowego”, czyli zakresu ciśnień, w którym można prawidłowo włożyć sprzęt.Nowoczesne prasy mogą odczuwać, że to ciśnienie jest za niskie lub za wysokie.Ponieważ starsze prasy nie mają okna tonażowego, wyjaśnił Boggs, operatorzy czasami dostosowują ciśnienie, regulując zawór, aby rozwiązać problem.— Niektóre melodie są za wysokie, a niektóre za niskie — powiedział Boggs.„Regulacja ręczna otwiera wiele możliwości.Jeśli jest za niski, źle zainstalowałeś sprzęt”.„Nadmierny nacisk może w rzeczywistości zdeformować część lub sam element mocujący”.
„Starsze maszyny również nie miały liczników”, dodaje van de Boer, „co mogło spowodować, że operatorzy zgubili elementy mocujące”.
Ręczne wkładanie sprzętu może wydawać się łatwe, ale proces ten jest trudny do naprawienia.Co gorsza, operacje sprzętowe często mają miejsce na późniejszym etapie łańcucha wartości, po wypełnieniu i uformowaniu luki.Problemy ze sprzętem mogą siać spustoszenie w malowaniu proszkowym i montażu, często dlatego, że sumienny i sumienny operator popełnia drobne błędy, które zamieniają się w ból głowy.
Rysunek 1. Cobot pokazuje część, wkładając sprzęt do prasy, która ma cztery miski i cztery niezależne czółenka, które podają sprzęt do prasy.Obraz: Hagrid
Przez lata technologia wstawiania sprzętu rozwiązała te problemy, identyfikując i eliminując te źródła zmienności.Instalatorzy sprzętu nie powinni być źródłem tylu problemów tylko dlatego, że pod koniec zmiany tracą trochę koncentracji.
Pierwszy krok w automatyzacji montażu okuć, podawanie w misce (patrz rys. 2), eliminuje najbardziej żmudną część procesu: ręczne chwytanie i umieszczanie okuć na obrabianym przedmiocie.W tradycyjnej konfiguracji z górnym podawaniem prasa z podajnikiem kubkowym wysyła elementy złączne w dół do wahadłowca, który podaje osprzęt do górnego narzędzia.Operator umieszcza obrabiany przedmiot na dolnym narzędziu (kowadle) i naciska pedał.Stempel jest opuszczany za pomocą podciśnienia, aby podnieść okucie z czółenka, zbliżając okucie do przedmiotu obrabianego.Prasa wywiera nacisk i cykl zostaje zakończony.
Wydaje się to proste, ale jeśli kopiesz głębiej, możesz znaleźć subtelne złożoności.Po pierwsze, sprzęt musi być wprowadzany do przestrzeni roboczej w kontrolowany sposób.W tym miejscu do gry wchodzi narzędzie bootstrap.Narzędzie składa się z dwóch elementów.Jeden dedykowany do pozycjonowania zapewnia prawidłowe ustawienie sprzętu wychodzącego z miski.Drugi zapewnia odpowiednią segmentację, wyrównanie i rozmieszczenie sprzętu.Stamtąd sprzęt przemieszcza się rurą do wahadłowca, który dostarcza sprzęt do górnego narzędzia.
Oto komplikacja: narzędzia automatycznego podawania — narzędzia do orientacji i podziału oraz czółenka — muszą być wymieniane i utrzymywane w stanie gotowości do pracy przy każdej zmianie sprzętu.Różne formy sprzętu wpływają na sposób, w jaki dostarcza on energię do obszaru roboczego, więc narzędzia specyficzne dla sprzętu są po prostu rzeczywistością i nie można ich zaprojektować poza równaniem.
Ponieważ operator przed prasą do kubków nie traci już czasu na podnoszenie (ewentualnie opuszczanie) i ustawianie sprzętu, czas między wkładkami jest drastycznie skrócony.Ale dzięki tym wszystkim narzędziom specyficznym dla sprzętu miska na paszę dodaje również możliwości konwersji.Narzędzia do nakrętek samozaciskowych 832 nie nadają się do nakrętek 632.
Aby wymienić stary dwuczęściowy podajnik w misce, operator musi upewnić się, że narzędzie orientacyjne jest odpowiednio wyrównane z narzędziem dzielonym.„Musieli również sprawdzić wibracje miski, rozrząd powietrza i rozmieszczenie węży” — powiedział Boggs.„Muszą sprawdzić ustawienie wahadłowca i podciśnienia.Krótko mówiąc, operator musi sprawdzić wiele wyrównań, aby upewnić się, że narzędzie działa tak, jak powinno”.
Operatorzy blach często mają unikalne wymagania sprzętowe, które mogą wynikać z problemów z dostępem (wkładanie sprzętu w ciasne przestrzenie), nietypowego sprzętu lub obu.Ten rodzaj instalacji wykorzystuje specjalnie zaprojektowane jednoczęściowe narzędzie.Na tej podstawie, mówi Boggs, ostatecznie opracowano uniwersalne narzędzie do standardowej prasy do kubków.Narzędzie zawiera elementy orientacji i selekcji (patrz rys. 3).
„Jest przeznaczony do szybkich zmian”, mówi van de Boer.„Wszystkie parametry kontrolne, w tym powietrze i wibracje, czas i wszystko inne, są kontrolowane przez komputer, więc operator nie musi dokonywać żadnych przełączeń ani regulacji”.
Za pomocą kołków wszystko pozostaje w jednej linii (patrz rys. 4).„Operator nie musi martwić się o wyrównanie podczas konwersji.Zawsze się wyrównuje, ponieważ wszystko się blokuje — powiedział Boggs.„Narzędzia są po prostu przykręcone”.
Kiedy operator umieszcza arkusz na prasie do sprzętu, ustawia otwory w linii z kowadłem przeznaczonym do pracy z łącznikami o określonej średnicy.Fakt, że nowe średnice wymagają nowych narzędzi kowadełkowych, doprowadził przez lata do trudnej produkcji masowej.
Wyobraź sobie fabrykę z najnowszą technologią cięcia i gięcia, szybką automatyczną wymianą narzędzi, małymi partiami lub nawet kompletną produkcją.Następnie część trafia do wkładki sprzętowej, a jeśli część wymaga innego rodzaju sprzętu, operator przechodzi do produkcji masowej.Na przykład mogą wstawić partię 50 sztuk, zmienić kowadła, a następnie włożyć nowy sprzęt do odpowiednich otworów.
Prasa sprzętowa z wieżyczką zmienia scenę.Operatorzy mogą teraz włożyć jeden typ wyposażenia, obrócić wieżę i otworzyć oznaczony kolorami kontener, aby pomieścić inny typ wyposażenia, wszystko w jednej konfiguracji (patrz rysunek 5).
„W zależności od liczby posiadanych części istnieje mniejsze prawdopodobieństwo utraty połączenia sprzętowego” — powiedział van de Bor.„Przeprowadzasz całą sekcję w jednym przejściu, aby nie przegapić żadnego kroku na końcu”.
Połączenie podajnika kubkowego i głowicy rewolwerowej w prasie wkładkowej może sprawić, że obsługa zestawów stanie się rzeczywistością w dziale sprzętu.W typowej instalacji producent zapewnia, że ​​miska jest dostarczana wyłącznie dla normalnego dużego sprzętu, a następnie umieszcza rzadziej używany sprzęt w pojemnikach oznaczonych kolorami w pobliżu obszaru roboczego.Kiedy operator podnosi część, która wymaga wielu urządzeń, zaczyna ją podłączać, słuchając sygnału dźwiękowego maszyny (wskazującego, że nadszedł czas na nowy sprzęt), obracając obrotnicę kowadełka, oglądając obraz 3D części na kontrolerze, a następnie wkładając następną część sprzętu.
Wyobraź sobie scenariusz, w którym operator wkłada jeden element wyposażenia jeden po drugim, korzystając z automatycznego podawania i obracania stołu obrotowego kowadła w razie potrzeby.Następnie zatrzymuje się po tym, jak górne narzędzie chwyta łącznik samoposuwny z czółenka i spada na przedmiot obrabiany na kowadle.Kontroler ostrzeże operatora, że ​​elementy złączne mają niewłaściwą długość.
Jak wyjaśnia Boggs: „W trybie konfiguracji prasa powoli opuszcza suwak i zapisuje jego położenie.Kiedy więc narzędzie pracuje z pełną prędkością, a mocowanie dotyka narzędzia, system zapewnia, że ​​długość mocowania odpowiada określonej [[Tolerancja] Pomiary poza zakresem, zbyt długie lub zbyt krótkie, spowodują błąd długości łącznika. Jest to spowodowane wykrywaniem łącznika (brak podciśnienia w górnym narzędziu, zwykle spowodowane błędami podawania sprzętu) oraz monitorowaniem okna tonażowego i konserwacją (zamiast ręcznej regulacji zaworu przez operatora) tworzy sprawdzony, niezawodny system automatyzacji.
„Prasy sprzętowe z autodiagnostyką mogą być ogromną zaletą modułów robotycznych” — powiedział Boggs.„W zautomatyzowanej konfiguracji robot przesuwa papier do właściwej pozycji i wysyła sygnał do prasy, zasadniczo mówiąc: „Jestem we właściwej pozycji, śmiało i uruchom prasę”.
Prasa do okuć utrzymuje w czystości sworznie kowadełka (zainstalowane w otworach w blasze).Podciśnienie w górnym stemplu jest normalne, co oznacza, że ​​są elementy mocujące.Wiedząc o tym wszystkim, prasa wysłała sygnał do bota.
Jak mówi Boggs: „Maszyna prasująca zasadniczo patrzy na wszystko i mówi do robota: „OK, wszystko w porządku”.Rozpoczyna cykl tłoczenia, sprawdzając obecność łączników i ich prawidłową długość.Jeśli cykl jest zakończony, upewnij się, że ciśnienie użyte do włożenia sprzętu jest prawidłowe, a następnie wyślij sygnał do robota, że ​​cykl prasy jest zakończony.Robot odbiera to i wie, że wszystko jest czyste i może przesunąć obrabiany przedmiot do następnego otworu.”
Wszystkie te kontrole maszyn, pierwotnie przeznaczone dla operatorów ręcznych, skutecznie stanowią dobrą podstawę do dalszej automatyzacji.Boggs i van de Boor opisują dalsze ulepszenia, takie jak niektóre projekty, które pomagają zapobiegać przywieraniu arkuszy do kowadła.„Czasami elementy złączne przyklejają się po cyklu tłoczenia” — powiedział Boggs.„To nieodłączny problem podczas kompresji materiału.Gdy utknie w dolnym narzędziu, operator może zazwyczaj nieco obrócić obrabiany przedmiot, aby go wyciągnąć”.
Rysunek 4. Śruba wahadłowa z kołkiem ustalającym.Po ustawieniu wahadłowiec podaje sprzęt do górnego narzędzia, które wykorzystuje podciśnienie, aby sprzęt mógł zostać zabezpieczony i przetransportowany do przedmiotu obrabianego.Kowadło (na dole po lewej) znajduje się na jednej z czterech wieżyczek.
Niestety roboty nie posiadają umiejętności ludzkiego operatora.„Więc teraz istnieją konstrukcje pras, które pomagają usuwać obrabiane przedmioty, pomagają wypchnąć elementy złączne z narzędzia, więc nie ma przywierania po cyklu prasowania”.
Niektóre maszyny mają różne głębokości gardła, aby pomóc robotowi manewrować przedmiotem obrabianym w obszarze roboczym i poza nim.Prasy mogą również zawierać podpory, które pomagają robotom (i operatorom ręcznym) w bezpiecznym pozycjonowaniu ich zadań.
Ostatecznie niezawodność jest kluczowa.Roboty i coboty mogą być częścią odpowiedzi, ułatwiając ich integrację.„W dziedzinie robotów współpracujących dostawcy poczynili ogromne postępy, aby maksymalnie ułatwić ich integrację z maszynami”, powiedział Boggs, „a producenci maszyn wykonali wiele prac rozwojowych, aby zapewnić odpowiedni protokół komunikacyjny”.
Pewną rolę odgrywają również techniki stemplowania i techniki warsztatowe, w tym podparcie przedmiotu obrabianego, jasne (i udokumentowane) instrukcje pracy oraz odpowiednie szkolenie.Boggs dodał, że nadal otrzymuje telefony dotyczące brakujących elementów złącznych i innych problemów w dziale sprzętu, z których wiele działa na niezawodnych, ale bardzo starych maszynach.
Maszyny te mogą być niezawodne, ale instalacja sprzętu nie jest przeznaczona dla osób niewykwalifikowanych i nieprofesjonalnych.Przypomnij sobie maszynę, która znalazła niewłaściwą długość.Ta prosta kontrola zapobiega przekształceniu się małego błędu w duży problem.
Rysunek 5. Ta prasa sprzętowa ma stół obrotowy z ogranicznikiem i cztery stacje.System posiada również specjalne narzędzie kowadełkowe, które pomaga operatorowi dotrzeć do trudno dostępnych miejsc.Tutaj złączki są wkładane tuż pod tylnym kołnierzem.
Tim Heston, starszy redaktor The FABRICATOR, pracuje w przemyśle metalowym od 1998 roku, rozpoczynając swoją karierę w Welding Magazine Amerykańskiego Towarzystwa Spawalniczego.Od tego czasu obejmuje wszystkie procesy obróbki metalu, od tłoczenia, gięcia i cięcia po szlifowanie i polerowanie.Dołączył do FABRICATOR w październiku 2007 roku.
FABRICATOR to wiodący magazyn zajmujący się produkcją i formowaniem stali w Ameryce Północnej.Magazyn publikuje wiadomości, artykuły techniczne i historie sukcesu, które umożliwiają producentom wydajniejsze wykonywanie ich pracy.FABRICATOR istnieje w branży od 1970 roku.
Teraz z pełnym dostępem do cyfrowej edycji The FABRICATOR, łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowe wydanie The Tube & Pipe Journal jest teraz w pełni dostępne, zapewniając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Uzyskaj pełny dostęp cyfrowy do czasopisma STAMPING Journal, zawierającego najnowsze technologie, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe dotyczące rynku tłoczenia metali.
Teraz dzięki pełnemu cyfrowemu dostępowi do The Fabricator en Español masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.