Рис.3. Цельный быстросменный инструмент с чашеобразной подачей, хранящийся в левом шкафу, контролирует ориентацию и разделение оборудования (обеспечивает правильное выравнивание и позиционирование оборудования).Правый шкаф содержит различные наковальни и челноки.
Рон Боггс, менеджер по продажам и обслуживанию Haeger North America, продолжает получать аналогичные звонки от производителей во время восстановления после пандемии 2021 года.
«Они продолжали говорить нам: «Эй, у нас не хватает креплений», — сказал Боггс.«Выяснилось, что это произошло из-за кадрового вопроса».Когда фабрики нанимали новых сотрудников, они часто ставили неопытных, неквалифицированных людей перед станками для установки оборудования.Иногда они пропускают застежки, иногда вставляют неправильные застежки.Клиент возвращается и завершает настройки.
На высоком уровне вставка аппаратных средств представляется зрелым применением робототехники.В конце концов, завод может иметь полную автоматизацию штамповки и формовки, включая револьверные головки, удаление деталей и, возможно, даже роботизированную гибку.Все эти технологии затем обслуживают большую часть сектора ручной установки.Имея все это в виду, почему бы не поставить робота перед машиной для установки оборудования?
За последние 20 лет Боггс работал со многими фабриками, использующими роботизированное оборудование для вставки.Совсем недавно он и его команда, включая главного инженера Haeger Сандера ван де Бора, работали над тем, чтобы упростить интеграцию коботов с процессом вставки (см. рис. 1).
Однако и Боггс, и ВандерБоз подчеркивают, что сосредоточение внимания исключительно на робототехнике иногда может упустить из виду более серьезную проблему установки оборудования.Надежные, автоматизированные и гибкие операции установки требуют многих строительных блоков, включая согласованность и гибкость процесса.
Старик умер ужасной смертью.Многие применяют эту пословицу к механическим штамповочным прессам, но она также применима и к прессам с ручной подачей, главным образом из-за ее простоты.Оператор размещает крепежные детали и детали на нижней опоре перед тем, как вручную вставить их в пресс.Он нажал на педаль.Пробойник опускается, контактирует с заготовкой и создает давление, чтобы вставить оборудование.Это довольно просто – пока что-то не пойдет не так, конечно.
«Если оператор не обращает внимания, инструмент упадет и коснется заготовки, фактически не оказывая давления», — сказал ван де Бор.Почему, что именно?«Старое оборудование не имело обратной связи по ошибке, и оператор действительно не знал об этом».Оператор не мог держать ногу на педалях в течение всего цикла, что, в свою очередь, могло привести к срабатыванию системы безопасности пресса.«Верхний инструмент имеет шесть вольт, нижний инструмент заземлен, и пресс должен определить проводимость, прежде чем он сможет создать давление».
В более старых прессах со вставками также отсутствует так называемое «тоннажное окно», то есть диапазон давлений, в пределах которого оборудование может быть правильно вставлено.Современные прессы могут чувствовать, что это давление слишком низкое или слишком высокое.Боггс объяснил, что поскольку старые прессы не имеют окна тоннажа, операторы иногда регулируют давление, регулируя клапан, чтобы устранить проблему.«Некоторые мелодии звучат слишком высоко, а некоторые — слишком низко, — сказал Боггс.«Ручная регулировка открывает много возможностей.Если он слишком низкий, вы неправильно установили оборудование».«Чрезмерное давление может фактически деформировать деталь или сам крепеж».
«На старых машинах также не было счетчиков, — добавляет ван де Бур, — из-за чего операторы могли потерять крепеж».
Вставка оборудования вручную может показаться простой, но этот процесс трудно исправить.Что еще хуже, аппаратные операции часто происходят позже в цепочке создания стоимости, после того, как пробел был заполнен и сформирован.Проблемы с оборудованием могут нанести ущерб порошковой покраске и сборке, часто потому, что добросовестный и старательный оператор допускает небольшие ошибки, которые оборачиваются головной болью.
Рисунок 1. Кобот показывает деталь, вставив оборудование в пресс, который имеет четыре чаши и четыре независимых челнока, которые подают оборудование в пресс.Изображение: Хагрид
За прошедшие годы технология вставки аппаратных средств решила эти головные боли, выявив и устранив эти источники изменчивости.Установщики оборудования не должны быть источником стольких проблем только потому, что они немного теряют концентрацию в конце своей смены.
Первый шаг в автоматизации установки фитингов, подача чаши (см. рис. 2), устраняет наиболее утомительную часть процесса: ручной захват и размещение фитингов на заготовке.В традиционной конфигурации с верхней подачей пресс с чашечной подачей посылает крепеж вниз к челноку, который подает фурнитуру к верхнему инструменту.Оператор укладывает заготовку на нижний инструмент (наковальню) и нажимает на педаль.Пуансон опускается с помощью вакуумного давления, чтобы поднять оборудование из челнока, приближая оборудование к заготовке.Пресс оказывает давление, и цикл завершается.
Вроде все просто, но если копнуть глубже, то можно обнаружить некоторые тонкие сложности.Во-первых, оборудование должно подаваться в рабочее пространство контролируемым образом.Здесь в игру вступает инструмент начальной загрузки.Средство состоит из двух компонентов.Один, предназначенный для позиционирования, обеспечивает правильное расположение оборудования, выходящего из чаши.Другой обеспечивает правильную сегментацию, выравнивание и размещение оборудования.Оттуда оборудование проходит по трубе к челноку, который подает оборудование к верхнему инструменту.
Вот сложность: инструменты автоматической подачи — инструменты ориентации и деления, а также челноки — необходимо заменять и поддерживать в рабочем состоянии каждый раз при замене оборудования.Различные формы аппаратного обеспечения влияют на то, как оно подает питание в рабочую зону, поэтому аппаратно-зависимые инструменты — это просто реальность, и их нельзя разработать вне уравнения.
Поскольку оператор перед чашечным прессом больше не тратит время на подъем (возможно, опускание) и настройку оборудования, время между вставками резко сокращается.Но со всеми этими инструментами, специфичными для аппаратного обеспечения, кормушка также добавляет возможности преобразования.Инструменты для самозатягивания гаек 832 не подходят для гаек 632.
Чтобы заменить старый податчик, состоящий из двух частей, оператор должен убедиться, что инструмент ориентации правильно выровнен с раздельным инструментом.«Они также должны были проверить вибрацию чаши, синхронизацию подачи воздуха и расположение шлангов», — сказал Боггс.«Они должны проверить регулировку шаттла и вакуума.Короче говоря, оператор должен проверить множество настроек, чтобы убедиться, что инструмент работает должным образом».
Операторы листового металла часто предъявляют особые требования к оборудованию, которые могут быть связаны с проблемами доступа (установка оборудования в ограниченном пространстве), необычным оборудованием или и тем, и другим.Этот тип установки использует специально разработанный цельный инструмент.На основе этого, говорит Боггс, в конечном итоге был разработан универсальный инструмент для стандартного чашечного пресса.Инструмент содержит элементы ориентации и выделения (см. рис. 3).
«Он предназначен для быстрой переналадки, — говорит ван де Бур.«Все параметры управления, включая воздух и вибрацию, время и все остальное, контролируются компьютером, поэтому оператору не нужно производить никаких переключений или регулировок».
С помощью дюбелей все держится в одну линию (см. рис. 4).«Оператору не нужно беспокоиться о выравнивании при преобразовании.Он всегда выравнивается, потому что все становится на свои места», — сказал Боггс.«Инструменты просто прикручены».
Когда оператор укладывает лист на метизный пресс, он выравнивает отверстия наковальней, предназначенной для работы с крепежом определенного диаметра.Тот факт, что новые диаметры требуют новых инструментов с наковальней, с годами привел к некоторым трудностям в массовом производстве.
Представьте себе завод с новейшими технологиями резки и гибки, быстрой автоматической сменой инструментов, небольшими партиями или даже полным производством.Затем деталь помещается в аппаратную вставку, и если для детали требуется другой тип оборудования, оператор переходит к массовому производству.Например, они могут вставить партию из 50 штук, поменять наковальни, а затем вставить новое оборудование в нужные отверстия.
Аппаратный пресс с револьверной головкой меняет сцену.Теперь операторы могут вставлять оборудование одного типа, вращать башню и открывать контейнер с цветовой маркировкой для размещения оборудования другого типа — и все это в одной установке (см. рис. 5).
«В зависимости от количества деталей, которые у вас есть, вы с меньшей вероятностью пропустите аппаратное соединение», — сказал ван де Бор.«Вы делаете всю секцию за один проход, чтобы не пропустить ни одного шага в конце».
Комбинация чашечной подачи и револьверной головки на прессе со вставками может сделать работу с комплектами реальностью в отделе оборудования.В типичной установке производитель гарантирует, что поставка чаши предназначена исключительно для обычного крупного оборудования, а затем размещает менее часто используемое оборудование в контейнерах с цветовой маркировкой рядом с рабочей зоной.Когда операторы берут деталь, для которой требуется несколько аппаратных средств, они начинают ее подключать, слушая звуковой сигнал машины (указывающий, что пришло время для нового оборудования), поворачивая поворотный стол наковальни, просматривая 3D-изображение детали на контроллере, а затем вставляя следующую аппаратную часть.
Представьте себе сценарий, в котором оператор вставляет один элемент оборудования один за другим, используя автоматическую подачу и поворачивая поворотный стол наковальни по мере необходимости.Затем он останавливается после того, как верхний инструмент захватывает крепеж с самоподачей из челнока и падает на заготовку на наковальне.Контроллер предупредит оператора о том, что крепежные детали имеют неправильную длину.
Как объясняет Боггс, «в режиме настройки пресс медленно опускает ползунок и записывает его положение.Таким образом, когда он работает на полной скорости и приспособление касается инструмента, система гарантирует, что длина приспособления соответствует указанному [[Допуск] Измерения вне диапазона, слишком длинные или слишком короткие, вызовут ошибку длины крепежа. Это связано с обнаружением крепежа (отсутствие вакуума в верхнем инструменте, обычно вызванное ошибками подачи оборудования) и контролем и обслуживанием окна тоннажа (вместо того, чтобы оператор вручную регулировал клапан) создает проверенную надежную систему автоматизации.
«Аппаратные прессы с самодиагностикой могут быть огромным преимуществом для роботизированных модулей», — сказал Боггс.«В автоматизированной установке робот перемещает бумагу в нужное положение и посылает сигнал печатной машине, по сути, говоря: «Я в правильном положении, давай, запусти печатную машину».
Аппаратный пресс содержит штифты наковальни (установленные в отверстиях в заготовке из листового металла) в чистоте.Разрежение в верхнем пуансоне нормальное, значит крепления есть.Зная обо всем этом, пресса отправила сигнал боту.
Как говорит Боггс, «пресс-машина в основном смотрит на все и говорит роботу: «Хорошо, я в порядке».Запускает цикл штамповки, проверяя наличие креплений и их правильную длину.Если цикл завершен, убедитесь, что давление, используемое для вставки фурнитуры, правильное, а затем отправьте сигнал роботу о завершении цикла прессования.Робот получает это и знает, что все чисто, и может переместить заготовку к следующему отверстию.”
Все эти машинные проверки, изначально предназначенные для ручных операторов, эффективно обеспечивают хорошую основу для дальнейшей автоматизации.Боггс и ван де Бур описывают дальнейшие улучшения, такие как определенные конструкции, которые помогают предотвратить прилипание листов к наковальне.«Иногда крепеж прилипает после цикла штамповки», — сказал Боггс.«Это неотъемлемая проблема, когда вы сжимаете материал.Когда он застревает в нижнем инструменте, оператор обычно может немного повернуть заготовку, чтобы вытащить ее».
Рисунок 4. Челночный болт с установочным штифтом.После настройки челнок подает оборудование к верхнему инструменту, который использует вакуумное давление, чтобы оборудование можно было закрепить и транспортировать к заготовке.Наковальня (внизу слева) находится на одной из четырех башен.
К сожалению, роботы не обладают навыками человека-оператора.«Теперь существуют конструкции прессов, которые помогают удалять заготовки, помогают выталкивать крепежные элементы из инструмента, поэтому после цикла прессования не происходит заедания».
Некоторые машины имеют различную глубину горловины, чтобы помочь роботу перемещать заготовку в рабочей зоне и из нее.Прессы также могут включать в себя опоры, которые помогают роботам (и ручным операторам, если на то пошло) надежно позиционировать свои рабочие места.
В конечном счете, надежность является ключевым фактором.Роботы и коботы могут стать частью решения, упрощая их интеграцию.«В области коллаборативных роботов поставщики добились больших успехов, максимально упростив их интеграцию с машинами, — сказал Боггс, — а производители прессов проделали большую работу по развитию, чтобы обеспечить наличие правильного протокола связи».
Но методы штамповки и методы мастерской, включая поддержку заготовки, четкие (и задокументированные) рабочие инструкции и надлежащее обучение, также играют роль.Боггс добавил, что ему до сих пор звонят об отсутствии крепежа и других проблемах в аппаратном отделе, многие из которых работают с надежными, но очень старыми машинами.
Эти машины могут быть надежными, но установка оборудования не для неквалифицированных и непрофессиональных.Вспомните машину, которая нашла неправильную длину.Эта простая проверка предотвращает превращение небольшой ошибки в большую проблему.
Рис. 5. Аппаратный пресс имеет поворотный стол с упором и четырьмя станциями.В системе также имеется специальный инструмент-наковальня, помогающий оператору добраться до труднодоступных мест.Здесь фитинги вставляются чуть ниже заднего фланца.
Тим Хестон, старший редактор журнала The FABRICATOR, работает в сфере металлообработки с 1998 года, начав свою карьеру в журнале Welding Magazine Американского общества сварщиков.С тех пор он охватывает все процессы производства металлов от штамповки, гибки и резки до шлифовки и полировки.Он присоединился к The FABRICATOR в октябре 2007 года.
FABRICATOR является ведущим в Северной Америке журналом по производству и формовке металлоконструкций.Журнал публикует новости, технические статьи и истории успеха, которые позволяют производителям выполнять свою работу более эффективно.FABRICATOR работает в отрасли с 1970 года.
Теперь с полным доступом к цифровому изданию The FABRICATOR вы получаете легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Цифровое издание The Tube & Pipe Journal теперь полностью доступно, обеспечивая легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.
Получите полный цифровой доступ к журналу STAMPING Journal, в котором представлены новейшие технологии, передовой опыт и отраслевые новости для рынка штамповки металлов.
Теперь с полным цифровым доступом к The Fabricator en Español у вас есть легкий доступ к ценным отраслевым ресурсам.