Orez.3. O unealtă dintr-o singură bucată, alimentată cu pahare, cu schimbare rapidă stocată în dulapul din stânga controlează orientarea și separarea echipamentului (asigură alinierea și poziționarea corectă a echipamentului).Dulapul din dreapta deține diverse nicovale și navete.
Ron Boggs, director de vânzări și service pentru Haeger America de Nord, continuă să primească apeluri similare de la producători în timpul recuperării de la pandemia din 2021.
„Ne-au tot spus: „Hei, ne lipsesc elementele de fixare”, a spus Boggs.„Se pare că acest lucru s-a datorat unei probleme de personal.”Atunci când fabricile angajează noi angajați, deseori puneau în fața mașinilor oameni neexperimentați și necalificați pentru a introduce echipamente.Uneori le lipsesc clemele, alteori pun clemele greșite.Clientul revine și finalizează setările.
La un nivel înalt, inserarea hardware pare a fi o aplicație matură a roboticii.În cele din urmă, o fabrică ar putea avea automatizare completă de perforare și formare, inclusiv turnulețe, îndepărtarea pieselor și poate chiar îndoirea robotizată.Toate aceste tehnologii servesc apoi o mare parte a sectorului instalării manuale.Având toate acestea în vedere, de ce să nu puneți un robot în fața unei mașini pentru a instala echipamente?
În ultimii 20 de ani, Boggs a lucrat cu multe fabrici folosind echipamente de inserție robotizate.Mai recent, el și echipa sa, inclusiv inginerul șef Haeger Sander van de Bor, au lucrat pentru a facilita integrarea coboților în procesul de inserare (vezi Figura 1).
Cu toate acestea, atât Boggs, cât și VanderBose subliniază că concentrarea exclusiv pe robotică poate trece cu vederea uneori problema mai mare a inserării hardware-ului.Operațiunile de instalare fiabile, automate și flexibile necesită multe elemente de bază, inclusiv consistența procesului și flexibilitatea.
Bătrânul a murit îngrozitor.Mulți oameni aplică acest adagiu preselor mecanice cu poanson, dar se aplică și preselor cu echipament de alimentare manuală, în principal datorită simplității sale.Operatorul poziționează elementele de fixare și piesele pe suportul inferior înainte de a le introduce manual în presă.A apăsat pedala.Perforatorul coboară, intră în contact cu piesa de prelucrat și creează presiune pentru a introduce echipamentul.Este destul de simplu – până când ceva nu merge bine, desigur.
„Dacă operatorul nu este atent, unealta va cădea și va atinge piesa de prelucrat fără a aplica efectiv presiune”, a spus van de Bor.De ce, ce anume?„Echipamentul vechi nu a primit feedback din greșeală și operatorul nu știa cu adevărat despre el.”Operatorul nu și-a putut ține piciorul pe pedale pe parcursul întregului ciclu, ceea ce, la rândul său, ar putea duce la funcționarea sistemului de siguranță al presei.„Scula de sus are șase volți, instrumentul de jos este împământat, iar presa trebuie să detecteze conductivitatea înainte de a putea crea presiune.”
Presele cu inserție mai vechi nu au, de asemenea, așa-numita „fereastră de tonaj”, care este intervalul de presiuni în care echipamentul poate fi introdus corect.Presele moderne pot simți că această presiune este prea scăzută sau prea mare.Deoarece presele mai vechi nu au o fereastră de tonaj, a explicat Boggs, operatorii reglează uneori presiunea ajustând o supapă pentru a rezolva problema.„Unele cântă prea sus și altele prea joase”, a spus Boggs.„Reglarea manuală deschide o mulțime de versatilitate.Dacă este prea scăzut, ați instalat hardware-ul incorect.”„Presiunea excesivă poate deforma de fapt piesa sau elementul de fixare în sine.”
„Mașinile mai vechi, de asemenea, nu aveau contoare”, adaugă van de Boer, „ceea ce ar putea face ca operatorii să piardă elementele de fixare”.
Inserarea manuală a hardware-ului poate părea ușoară, dar procesul este greu de remediat.Pentru a înrăutăți lucrurile, operațiunile hardware apar adesea mai târziu în lanțul valoric, după ce decalajul a fost umplut și format.Problemele echipamentelor pot face ravagii la acoperirea cu pulbere și la asamblare, de multe ori pentru că un operator conștiincios și diligent face mici greșeli care se transformă în bătăi de cap.
Figura 1. Cobot-ul arată piesa introducând echipamentul în presă, care are patru boluri și patru navete independente care alimentează echipamentul în presă.Imagine: Hagrid
De-a lungul anilor, tehnologia de inserare hardware a rezolvat aceste dureri de cap prin identificarea și eliminarea acestor surse de variabilitate.Instalatorii de echipamente nu ar trebui să fie sursa atâtor probleme doar pentru că își pierd puțin concentrarea la sfârșitul turei.
Primul pas în automatizarea instalării fitingurilor, alimentarea bolului (vezi fig. 2), elimină cea mai obositoare parte a procesului: apucarea și plasarea manuală a fitingurilor pe piesa de prelucrat.Într-o configurație tradițională de alimentare superioară, o presă de alimentare cu cupe trimite elementele de fixare în jos la o navetă care alimentează hardware-ul la unealta de sus.Operatorul așează piesa de prelucrat pe unealta inferioară (nicovală) și apasă pedala.Poansonul este coborât folosind presiunea de vid pentru a ridica hardware-ul din navetă, aducând hardware-ul aproape de piesa de prelucrat.Presa aplică presiune și ciclul este încheiat.
Pare simplu, dar dacă sapi mai adânc, poți găsi câteva complexități subtile.În primul rând, echipamentele trebuie introduse în spațiul de lucru într-o manieră controlată.Aici intervine instrumentul bootstrap.Instrumentul este format din două componente.Unul dedicat poziționării asigură poziționarea corectă a echipamentului care iese din bol.Celălalt asigură segmentarea, alinierea și amplasarea corespunzătoare a echipamentelor.De acolo, echipamentul se deplasează printr-o țeavă până la o navetă care alimentează echipamentul la unealta de sus.
Iată complicația: uneltele de alimentare automată — instrumente de orientare și divizare și navete — trebuie înlocuite și menținute în stare de funcționare de fiecare dată când echipamentul este schimbat.Diferite forme de hardware afectează modul în care furnizează energie zonei de lucru, astfel încât instrumentele specifice hardware-ului sunt doar o realitate și nu pot fi proiectate în afara ecuației.
Deoarece operatorul din fața presei de cupe nu mai petrece timp ridicând (eventual coborând) și instalând echipamentul, timpul dintre inserții este redus drastic.Dar cu toate aceste instrumente specifice hardware-ului, bolul de alimentare adaugă și capacități de conversie.Uneltele pentru piulițele cu autostrângere 832 nu sunt potrivite pentru piulițele 632.
Pentru a înlocui vechiul alimentator cu bol din două piese, operatorul trebuie să se asigure că unealta de orientare este aliniată corect cu unealta despicată.„De asemenea, au trebuit să verifice vibrația bolului, sincronizarea aerului și amplasarea furtunului”, a spus Boggs.„Trebuie să verifice alinierea navetei și a vidului.Pe scurt, operatorul trebuie să verifice o mulțime de alinieri pentru a se asigura că unealta funcționează așa cum ar trebui.”
Operatorii de tablă au adesea cerințe unice de echipament care pot fi cauzate de probleme de acces (inserarea echipamentului în spații înguste), echipamente neobișnuite sau ambele.Acest tip de instalare folosește un instrument special conceput dintr-o bucată.Pe baza acestui fapt, spune Boggs, a fost dezvoltat în cele din urmă un instrument all-in-one pentru o presă standard de pahare.Instrumentul conține elemente de orientare și selecție (vezi Fig. 3).
„Este conceput pentru schimbări rapide”, spune van de Boer.„Toți parametrii de control, inclusiv aerul și vibrațiile, timpul și orice altceva, sunt controlați de computer, astfel încât operatorul nu trebuie să facă nicio comutare sau ajustări.”
Cu ajutorul diblurilor, totul rămâne într-o singură linie (vezi fig. 4).„Operatorul nu trebuie să-și facă griji cu privire la aliniere la conversie.Întotdeauna se nivelează pentru că totul se blochează la loc”, a spus Boggs.„Uneltele sunt doar înșurubate.”
Când un operator plasează o foaie pe o presă de feronerie, aliniază găurile cu o nicovală concepută pentru a funcționa cu elemente de fixare de un anumit diametru.Faptul că noile diametre necesită noi scule de nicovală a dus la o producție de masă dificilă de-a lungul anilor.
Imaginați-vă o fabrică cu cea mai recentă tehnologie de tăiere și îndoire, schimbare rapidă automată a sculelor, loturi mici sau chiar producție completă.Piesa intră apoi într-o inserție hardware și, dacă piesa necesită un alt tip de hardware, operatorul trece la producția de masă.De exemplu, pot introduce un lot de 50 de bucăți, pot schimba nicovalele și apoi pot introduce noul hardware în găurile corecte.
O presă hardware cu turelă schimbă scena.Operatorii pot acum să introducă un tip de echipament, să rotească turela și să deschidă un container cu coduri de culori pentru a găzdui un alt tip de echipament, totul într-o singură configurație (vezi Figura 5).
„În funcție de numărul de piese pe care le aveți, este mai puțin probabil să pierdeți o conexiune hardware”, a spus van de Bor.„Faceți toată secțiunea într-o singură trecere, astfel încât să nu ratați niciun pas la final.”
Combinația de alimentare cu pahar și turelă pe o presă de inserție poate face ca manipularea kitului să devină o realitate în departamentul de hardware.Într-o instalație tipică, producătorul se asigură că alimentarea cu bol este exclusivă pentru echipamentele mari obișnuite și apoi plasează echipamentele utilizate mai rar în containere cu coduri de culoare în apropierea zonei de lucru.Când operatorii ridică o piesă care necesită mai multe hardware-uri, încep să o conecteze ascultând bip-ul mașinii (indicând că este timpul pentru hardware nou), rotind placa turnantă nicovală, vizualizează o imagine 3D a piesei pe controler și apoi introduc următoarea parte hardware.
Imaginați-vă un scenariu în care un operator introduce o piesă de echipament una câte una, folosind alimentarea automată și rotind placa turnantă nicovală după cum este necesar.Apoi se oprește după ce unealta de sus apucă dispozitivul de fixare cu autoalimentare din navetă și cade pe piesa de prelucrat de pe nicovală.Controlerul va avertiza operatorul că elementele de fixare au lungimea greșită.
După cum explică Boggs, „În modul de configurare, presa coboară încet glisorul și înregistrează poziția acestuia.Deci, atunci când funcționează la viteză maximă și dispozitivul atinge unealta, sistemul se asigură că lungimea dispozitivului se potrivește cu [[Toleranța] specificată. Măsurătorile în afara intervalului, prea lungi sau prea scurte, vor cauza o eroare a lungimii dispozitivului de fixare. Aceasta se datorează detectării dispozitivului de fixare (fără vid în instrumentul superior, de obicei cauzat de erori de alimentare hardware) și monitorizarea automată a sistemului de întreținere automată a sistemului.
„Presele hardware cu autodiagnosticare pot fi un avantaj imens pentru modulele robotice”, a spus Boggs.„Într-o configurare automată, robotul mută hârtia în poziția corectă și trimite un semnal presei, spunând în esență: „Sunt în poziția corectă, mergeți mai departe și porniți presa”.
Presa de feronerie menține știfturile nicovalei (instalate în orificiile piesei de prelucrat din tablă) curate.Vidul din poansonul superior este normal, ceea ce înseamnă că există elemente de fixare.Știind despre toate acestea, presa a trimis un semnal către bot.
După cum spune Boggs, „Mașina de presă se uită practic la totul și îi spune robotului: „OK, sunt bine”.Începe ciclul de ștanțare, verificând prezența elementelor de fixare și lungimea corectă a acestora.Dacă ciclul este complet, asigurați-vă că presiunea folosită pentru a introduce hardware-ul este corectă, apoi trimiteți un semnal robotului că ciclul de presare este încheiat.Robotul primește acest lucru și știe că totul este curat și poate muta piesa de prelucrat în următoarea gaură.”
Toate aceste verificări ale mașinii, destinate inițial operatorilor manuali, oferă efectiv o bază bună pentru automatizarea ulterioară.Boggs și van de Boor descriu îmbunătățiri suplimentare, cum ar fi anumite modele care ajută la prevenirea lipirii foilor de nicovală.„Uneori elementele de fixare se lipesc după un ciclu de ștanțare”, a spus Boggs.„Este o problemă inerentă atunci când comprimați material.Când se blochează în instrumentul de jos, operatorul poate de obicei întoarce puțin piesa de prelucrat pentru a o scoate.”
Figura 4. Șurub navetă cu știft.Odată instalată, naveta alimentează echipamentul la unealta de sus, care folosește presiunea de vid, astfel încât echipamentul să poată fi asigurat și transportat la piesa de prelucrat.Navala (stânga jos) este situată pe una dintre cele patru turnulețe.
Din păcate, roboții nu au abilitățile unui operator uman.„Deci, acum există modele de presă care ajută la îndepărtarea pieselor de prelucrat, ajută la împingerea elementelor de fixare din instrument, astfel încât să nu se lipească după ciclul de presare.”
Unele mașini au adâncimi diferite ale gâtului pentru a ajuta robotul să manevreze piesa de prelucrat în și în afara zonei de lucru.Presele pot include, de asemenea, suporturi care ajută roboții (și operatorii manuali, de altfel) să își poziționeze în siguranță locurile de muncă.
În cele din urmă, fiabilitatea este cheia.Roboții și coboții pot face parte din răspuns, făcându-le mai ușor de integrat.„În domeniul roboților colaborativi, vânzătorii au făcut progrese mari în facilitarea integrării acestora cu mașinile”, a spus Boggs, „și producătorii de presă au depus multă muncă de dezvoltare pentru a se asigura că protocolul de comunicare potrivit este în vigoare.”
Dar tehnicile de ștanțare și tehnicile de atelier, inclusiv suportul piesei de prelucrat, instrucțiunile de lucru clare (și documentate) și instruirea adecvată joacă, de asemenea, un rol.Boggs a adăugat că încă primește apeluri despre elemente de fixare lipsă și alte probleme în departamentul de hardware, dintre care multe funcționează cu mașini fiabile, dar foarte vechi.
Aceste mașini pot fi de încredere, dar instalarea echipamentului nu este pentru cei necalificați și neprofesioniști.Amintiți-vă mașina care a găsit lungimea greșită.Această verificare simplă împiedică o mică eroare să se transforme într-o mare problemă.
Figura 5. Această presă hardware are o placă turnantă cu oprire și patru posturi.Sistemul are, de asemenea, un instrument special de nicovală care ajută operatorul să ajungă în locuri greu accesibile.Aici fitingurile sunt introduse chiar sub flanșa din spate.
Tim Heston, redactor senior al The FABRICATOR, lucrează în industria confecționării metalelor din 1998, începând cariera în revista Welding Magazine a Societății americane de sudare.De atunci, a acoperit toate procesele de fabricare a metalelor, de la ștanțare, îndoire și tăiere până la șlefuire și lustruire.S-a alăturat The FABRICATOR în octombrie 2007.
FABRICATOR este cea mai importantă revistă de fabricare și formare a oțelului din America de Nord.Revista publică știri, articole tehnice și povești de succes care permit producătorilor să-și facă treaba mai eficient.FABRICATOR este în industrie din 1970.
Acum, cu acces complet la ediția digitală The FABRICATOR, acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Ediția digitală a The Tube & Pipe Journal este acum complet accesibilă, oferind acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Obțineți acces digital complet la Jurnalul STAMPING, care oferă cea mai recentă tehnologie, cele mai bune practici și știri din industrie pentru piața de ștanțare a metalelor.
Acum, cu acces digital complet la The Fabricator en Español, aveți acces ușor la resurse valoroase din industrie.