Ryža. 3. Jednodielny nástroj na rýchlu výmenu s podávaním z pohára, uložený v ľavej skrinke, riadi orientáciu a oddelenie zariadení (zabezpečuje správne zarovnanie a umiestnenie zariadenia). Pravá skrinka obsahuje rôzne nákovy a člnky.
Ron Boggs, manažér predaja a služieb spoločnosti Haeger North America, naďalej dostáva podobné hovory od výrobcov počas zotavenia z pandémie v roku 2021.
„Stále nám hovorili: ‚Chýbajú nám spojovacie prvky,‘“ povedal Boggs. „Ukázalo sa, že to bolo kvôli problémom s personálom.“ Keď továrne prijímali nových zamestnancov, často dávali pred stroje neskúsených a nekvalifikovaných ľudí, aby vkladali zariadenia. Niekedy minú spony, niekedy vložia nesprávne spony. Klient sa vráti a dokončí nastavenia.
Na vysokej úrovni sa vkladanie hardvéru javí ako zrelá aplikácia robotiky. Závod by nakoniec mohol mať plne automatizované dierovanie a tvarovanie vrátane revolverových hriadeľov, odoberania dielov a možno aj robotického ohýbania. Všetky tieto technológie potom slúžia veľkej časti sektora manuálnej inštalácie. S ohľadom na toto všetko, prečo neumiestniť pred stroj robota na inštaláciu zariadenia?
Počas uplynulých 20 rokov Boggs spolupracoval s mnohými továrňami, ktoré využívali robotické vkladacie zariadenia. V poslednom čase on a jeho tím vrátane hlavného inžiniera spoločnosti Haeger, Sandera van de Bora, pracujú na zjednodušení integrácie kolaboratívnych robotov do procesu vkladania (pozri obrázok 1).
Boggs aj VanderBose však zdôrazňujú, že zameranie sa výlučne na robotiku môže niekedy prehliadnuť väčší problém vkladania hardvéru. Spoľahlivé, automatizované a flexibilné inštalačné operácie si vyžadujú mnoho stavebných kameňov vrátane konzistentnosti a flexibility procesov.
Starý muž zomrel hroznou smrťou. Mnoho ľudí toto príslovie uplatňuje na mechanické dierovacie lisy, ale platí aj pre lisy s ručným podávaním, najmä kvôli ich jednoduchosti. Obsluha umiestni spojovacie prvky a diely na spodnú podperu a potom ich manuálne vloží do lisu. Stlačil pedál. Dierovač sa spustí, dotkne sa obrobku a vytvorí tlak na vloženie zariadenia. Je to celkom jednoduché – samozrejme, až kým sa niečo nepokazí.
„Ak obsluha nevenuje pozornosť, nástroj spadne a dotkne sa obrobku bez toho, aby skutočne vyvíjal tlak,“ povedal van de Bor. Prečo, čo presne? „Staré zariadenie omylom nemalo spätnú väzbu a obsluha o nej v skutočnosti nevedela.“ Obsluha nemohla udržať nohu na pedáloch počas celého cyklu, čo mohlo viesť k aktivácii bezpečnostného systému lisu. „Horný nástroj má šesť voltov, spodný nástroj je uzemnený a lis musí snímať vodivosť, kým môže vytvoriť tlak.“
Staršie vkladacie lisy tiež nemajú takzvané „tonážne okno“, čo je rozsah tlakov, v ktorom je možné zariadenie správne vložiť. Moderné lisy môžu mať pocit, že tento tlak je príliš nízky alebo príliš vysoký. Keďže staršie lisy nemajú tonážne okno, vysvetlil Boggs, operátori niekedy upravujú tlak nastavením ventilu, aby problém vyriešili. „Niektoré nastavujú príliš vysoko a niektoré príliš nízko,“ povedal Boggs. „Manuálne nastavenie otvára veľa možností. Ak je príliš nízky, nesprávne ste nainštalovali hardvér.“ „Nadmerný tlak môže v skutočnosti deformovať diel alebo samotný spojovací prvok.“
„Staršie stroje tiež nemali merače,“ dodáva van de Boer, „čo mohlo spôsobiť, že operátori stratili spojovacie prvky.“
Ručné vkladanie kovania sa môže zdať jednoduché, ale tento proces je ťažké opraviť. A čo je ešte horšie, operácie s kovaním sa často vyskytujú neskôr v hodnotovom reťazci, po vyplnení a vyformovaní medzery. Problémy so zariadeniami môžu spôsobiť spúšť pri práškovom lakovaní a montáži, často preto, že svedomitý a usilovný operátor urobí malé chyby, ktoré sa zmenia na bolesti hlavy.
Obrázok 1. Kobot zobrazuje diel vložením zariadenia do lisu, ktorý má štyri misy a štyri nezávislé kyvadlové vozidlá, ktoré posúvajú zariadenie do lisu. Obrázok: Hagrid
V priebehu rokov technológia vkladania hardvéru vyriešila tieto problémy identifikáciou a elimináciou týchto zdrojov variability. Inštalatéri zariadení by nemali byť zdrojom toľkých problémov len preto, že na konci zmeny stratia trochu sústredenia.
Prvým krokom pri automatizácii inštalácie tvaroviek, podávanie misky (pozri obr. 2), je eliminácia najzdĺhavejšej časti procesu: manuálne uchopenie a umiestnenie tvaroviek na obrobok. V tradičnej konfigurácii s horným podávaním posiela lis s miskovým podávaním spojovacie prvky dole do člnka, ktorý podáva hardvér do horného nástroja. Obsluha umiestni obrobok na spodný nástroj (nákovku) a stlačí pedál. Razník sa spustí pomocou podtlaku, aby sa hardvér zdvihol z člnka, čím sa priblíži k obrobku. Lis vyvíja tlak a cyklus je dokončený.
Zdá sa to jednoduché, ale ak sa ponoríte hlbšie, môžete nájsť niekoľko jemných zložitostí. Po prvé, zariadenie musí byť do pracovného priestoru privádzané kontrolovaným spôsobom. Tu prichádza na rad nástroj bootstrap. Nástroj sa skladá z dvoch komponentov. Jeden je určený na polohovanie a zabezpečuje správne umiestnenie zariadenia vychádzajúceho z misy. Druhý zabezpečuje správnu segmentáciu, zarovnanie a umiestnenie zariadenia. Odtiaľ zariadenie putuje potrubím do kyvadlovej dopravy, ktorá ho privádza k hornému nástroju.
Komplikácia je v tomto: Nástroje na automatické podávanie – nástroje na orientáciu a delenie a kyvadlové vozíky – je potrebné vymeniť a udržiavať v prevádzkyschopnom stave pri každej výmene zariadenia. Rôzne druhy hardvéru ovplyvňujú spôsob, akým dodáva energiu do pracovného priestoru, takže nástroje špecifické pre hardvér sú jednoducho realitou a nemožno ich navrhnúť mimo rovnice.
Keďže obsluha pred kelímkovým lisom už nestráca čas zdvíhaním (prípadne spúšťaním) a nastavovaním zariadenia, čas medzi vkladaním sa drasticky skracuje. So všetkými týmito nástrojmi špecifickými pre hardvér však podávacia misa pridáva aj možnosti konverzie. Nástroje na samouťahovacie matice 832 nie sú vhodné pre matice 632.
Aby mohol operátor vymeniť starý dvojdielny miskovitý podávač, musí zabezpečiť, aby bol orientačný nástroj správne zarovnaný s deleným nástrojom. „Museli tiež skontrolovať vibrácie misky, časovanie vzduchu a umiestnenie hadice,“ povedal Boggs. „Museli skontrolovať zarovnanie kyvadlovej dopravy a vákua. Skrátka, operátor musí skontrolovať veľa zarovnaní, aby sa uistil, že nástroj funguje tak, ako má.“
Operátori plechových dielov majú často jedinečné požiadavky na vybavenie, ktoré môžu byť spôsobené problémami s prístupom (vkladanie zariadení do stiesnených priestorov), nezvyčajným vybavením alebo oboma faktormi. Tento typ inštalácie používa špeciálne navrhnutý jednodielny nástroj. Na základe toho bol podľa Boggsa nakoniec vyvinutý univerzálny nástroj pre štandardný lis na hrnčeky. Nástroj obsahuje prvky orientácie a výberu (pozri obr. 3).
„Je navrhnutý pre rýchle zmeny,“ hovorí van de Boer. „Všetky ovládacie parametre vrátane vzduchu a vibrácií, času a všetkého ostatného sú riadené počítačom, takže obsluha nemusí vykonávať žiadne prepínania ani úpravy.“
Pomocou kolíkov všetko zostane v jednej línii (pozri obr. 4). „Operátor sa pri prestavbe nemusí starať o zarovnanie. Vždy sa to vyrovná, pretože všetko zapadne na svoje miesto,“ povedal Boggs. „Nástroje sa jednoducho priskrutkujú.“
Keď operátor umiestni plech na lis, zarovná otvory s nákovou určenou na prácu so spojovacími prvkami určitého priemeru. Skutočnosť, že nové priemery vyžadujú nové nákovové nástroje, viedla v priebehu rokov k určitým ťažkostiam s hromadnou výrobou.
Predstavte si továreň s najnovšou technológiou rezania a ohýbania, rýchlou automatickou výmenou nástrojov, malými dávkami alebo dokonca kompletnou výrobou. Súčiastka potom ide do vkladacieho zariadenia a ak súčiastka vyžaduje iný druh zariadenia, operátor prejde na hromadnú výrobu. Napríklad môže vložiť dávku 50 kusov, vymeniť nákovy a potom vložiť nové zariadenie do správnych otvorov.
Hardvérový lis s revolverovou hlavou mení scénu. Operátori teraz môžu vložiť jeden typ zariadenia, otočiť revolverovú hlavu a otvoriť farebne odlíšený kontajner, aby sa doňho zmestil iný typ zariadenia, a to všetko v jednom nastavení (pozri obrázok 5).
„V závislosti od počtu súčiastok, ktoré máte, je menej pravdepodobné, že prehliadnete hardvérové ​​spojenie,“ povedal van de Bor. „Celú sekciu vykonáte naraz, takže na konci nevynecháte ani jeden krok.“
Kombinácia podávania misky a revolverového systému na vkladacom lise môže sprístupniť manipuláciu so súpravami v oddelení hardvéru realitou. Pri typickej inštalácii výrobca zabezpečí, aby zásobovanie misou bolo určené výhradne pre bežné veľké zariadenia, a potom umiestni menej často používané zariadenia do farebne odlíšených kontajnerov v blízkosti pracovného priestoru. Keď operátori zdvihnú diel, ktorý vyžaduje viacero hardvéru, začnú ho pripájať počúvaním pípnutia stroja (čo signalizuje, že je čas na nový hardvér), otáčaním otočného stola nákovy, zobrazením 3D obrazu dielu na ovládači a potom vložením ďalšieho hardvéru.
Predstavte si scenár, v ktorom operátor vkladá jeden kus zariadenia jeden po druhom, pričom používa automatické podávanie a otáča otočný stôl nákovy podľa potreby. Potom sa zastaví, keď horný nástroj uchopí samopodávací upevňovací prvok z člnka a spustí ho na obrobok na nákove. Riadiaca jednotka upozorní operátora, že upevňovacie prvky majú nesprávnu dĺžku.
Ako vysvetľuje Boggs: „V režime nastavovania lis pomaly spúšťa posúvač a zaznamenáva jeho polohu. Takže keď beží plnou rýchlosťou a upínací prípravok sa dotýka nástroja, systém zabezpečí, aby dĺžka upínacieho prípravku zodpovedala špecifikovanej [[Tolerancia]]. Merania mimo rozsahu, príliš dlhé alebo príliš krátke, spôsobia chybu dĺžky spojovacieho prvku. Je to kvôli detekcii spojovacieho prvku (žiadne vákuum v hornom nástroji, zvyčajne spôsobené chybami hardvéru pri podávaní) a monitorovaniu a údržbe tonážneho okna (namiesto manuálneho nastavovania ventilu obsluhou) vytvárajú overený spoľahlivý automatizačný systém.“
„Hardvérové ​​tlačiarne so samodiagnostikou môžu byť pre robotické moduly obrovskou výhodou,“ povedal Boggs. „V automatizovanom nastavení robot presunie papier do správnej polohy a odošle signál tlačiarni, v podstate hovoriac: ‚Som v správnej polohe, spustite tlač.‘“
Lisovací stroj udržiava nákovové kolíky (nainštalované v otvoroch v plechovom obrobku) čisté. Vákuum v hornom razníku je normálne, čo znamená, že sú tam upevňovacie prvky. Keďže o tom všetkom lis vedel, poslal signál robotovi.
Ako hovorí Boggs: „Lisovací stroj v podstate všetko pozrie a povie robotovi: ‚Dobre, som v poriadku.‘ Spustí cyklus razenia, pričom skontroluje prítomnosť spojovacích prvkov a ich správnu dĺžku. Ak je cyklus dokončený, uistite sa, že tlak použitý na vloženie kovania je správny, a potom pošlite robotovi signál, že cyklus lisovania je dokončený. Robot to prijme a vie, že všetko je čisté a môže presunúť obrobok do ďalšieho otvoru.“
Všetky tieto kontroly strojov, pôvodne určené pre manuálnych operátorov, v skutočnosti poskytujú dobrý základ pre ďalšiu automatizáciu. Boggs a van de Boor opisujú ďalšie vylepšenia, ako napríklad určité konštrukcie, ktoré pomáhajú zabrániť prilepeniu plechov na nákovu. „Niekedy sa spojovacie prvky prilepia po cykle razenia,“ povedal Boggs. „Je to inherentný problém pri stláčaní materiálu. Keď sa zasekne v spodnom nástroji, operátor môže zvyčajne obrobok trochu otočiť, aby ho vybral.“
Obrázok 4. Skrutka kyvadlového dopravníka s kolíkom. Po nastavení kyvadlový dopravník privádza zariadenie k hornému nástroju, ktorý využíva podtlak, aby sa zariadenie dalo upevniť a premiestniť k obrobku. Nákova (vľavo dole) sa nachádza na jednej zo štyroch revolverových hlavíc.
Roboty bohužiaľ nemajú zručnosti ľudského operátora. „Preto teraz existujú konštrukcie lisov, ktoré pomáhajú odstraňovať obrobky a vytláčať spojovacie prvky z nástroja, takže po lisovacom cykle nedochádza k ich zaseknutiu.“
Niektoré stroje majú rôzne hĺbky vyloženia, aby robot mohol manévrovať s obrobkom do pracovnej oblasti a von z nej. Lisy môžu tiež obsahovať podpery, ktoré pomáhajú robotom (a vlastne aj manuálnym operátorom) bezpečne umiestniť ich obrobky.
V konečnom dôsledku je kľúčová spoľahlivosť. Roboty a kolaboratívne roboty môžu byť súčasťou riešenia, čo uľahčuje ich integráciu. „V oblasti kolaboratívnych robotov dosiahli dodávatelia veľký pokrok v čo najjednoduchšej integrácii so strojmi,“ povedal Boggs, „a výrobcovia tlačiarenských strojov vykonali veľa vývojovej práce, aby zabezpečili, že je zavedený správny komunikačný protokol.“
Úlohu však zohrávajú aj techniky razenia a dielenské techniky vrátane podopretia obrobku, jasných (a zdokumentovaných) pracovných pokynov a riadneho školenia. Boggs dodal, že stále dostáva telefonáty o chýbajúcich upevňovacích prvkoch a iných problémoch v oddelení hardvéru, z ktorých mnohé fungujú na spoľahlivých, ale veľmi starých strojoch.
Tieto stroje môžu byť spoľahlivé, ale inštalácia zariadenia nie je pre nekvalifikovaných a neprofesionálnych ľudí. Spomeňte si na stroj, ktorý zistil nesprávnu dĺžku. Táto jednoduchá kontrola zabráni tomu, aby sa z malej chyby stal veľký problém.
Obrázok 5. Tento lis na hardvér má otočný stôl s dorazom a štyri stanice. Systém má tiež špeciálny nástroj s nákovou, ktorý pomáha obsluhe dosiahnuť na ťažko dostupné miesta. Tu sa tvarovky vkladajú tesne pod zadnou prírubou.
Tim Heston, vedúci redaktor časopisu The FABRICATOR, pôsobí v odvetví kovospracujúceho priemyslu od roku 1998. Svoju kariéru začal v časopise Welding Magazine Americkej zváračskej spoločnosti. Odvtedy sa venuje všetkým procesom kovospracujúceho priemyslu od lisovania, ohýbania a rezania až po brúsenie a leštenie. Do časopisu The FABRICATOR nastúpil v októbri 2007.
FABRICATOR je popredný severoamerický časopis o výrobe a tvárnení ocele. Časopis publikuje novinky, technické články a úspešné príbehy, ktoré umožňujú výrobcom vykonávať svoju prácu efektívnejšie. FABRICATOR pôsobí v tomto odvetví od roku 1970.
Teraz s plným prístupom k digitálnej edícii The FABRICATOR, jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Digitálne vydanie časopisu The Tube & Pipe Journal je teraz plne dostupné a poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Získajte plný digitálny prístup k časopisu STAMPING, ktorý obsahuje najnovšie technológie, osvedčené postupy a novinky z odvetvia lisovania kovov.
Teraz s plným digitálnym prístupom k The Fabricator en Español máte jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.