Riž. 3. Enodelno orodje za hitro menjavo s podajalnikom iz skodelice, shranjeno v levi omari, nadzoruje orientacijo in ločevanje opreme (zagotavlja pravilno poravnavo in pozicioniranje opreme). Desna omara vsebuje različna nakovala in čolničke.
Ron Boggs, vodja prodaje in storitev pri podjetju Haeger North America, med okrevanjem po pandemiji leta 2021 še naprej prejema podobne klice proizvajalcev.
»Ves čas so nam govorili: 'Hej, manjkajo nam pritrdilni elementi,'« je dejal Boggs. »Izkazalo se je, da je to posledica kadrovske težave.« Ko so tovarne zaposlovale nove delavce, so pogosto pred stroje postavile neizkušene, nekvalificirane ljudi, da bi vstavili opremo. Včasih zgrešijo zaponke, včasih vstavijo napačne zaponke. Stranka se vrne in dokončno določi nastavitve.
Na splošno se zdi, da je vstavljanje strojne opreme zrela uporaba robotike. Sčasoma bi lahko obrat imel popolno avtomatizacijo prebijanja in oblikovanja, vključno z revolverji, odstranjevanjem delov in morda celo robotskim upogibanjem. Vse te tehnologije nato služijo velikemu delu sektorja ročne montaže. Zakaj ne bi ob vsem tem v mislih postavili robota pred stroj za nameščanje opreme?
V zadnjih 20 letih je Boggs sodeloval s številnimi tovarnami, ki so uporabljale robotsko opremo za vstavljanje. V zadnjem času si s svojo ekipo, vključno z glavnim inženirjem podjetja Haeger, Sanderjem van de Borom, prizadevajo za lažjo integracijo kobotov v postopek vstavljanja (glej sliko 1).
Vendar pa tako Boggs kot VanderBose poudarjata, da lahko osredotočanje izključno na robotiko včasih spregleda širši problem vstavljanja strojne opreme. Zanesljive, avtomatizirane in prilagodljive namestitvene operacije zahtevajo veliko gradnikov, vključno z doslednostjo in prilagodljivostjo procesov.
Starec je umrl grozno. Mnogi ljudje ta rek uporabljajo za mehanske prebijalne stiskalnice, vendar velja tudi za stiskalnice z ročnim podajanjem, predvsem zaradi njihove preprostosti. Upravljavec namesti pritrdilne elemente in dele na spodnji nosilec, preden jih ročno vstavi v stiskalnico. Pritisnil je na pedal. Prebijalo se spusti, se dotakne obdelovanca in ustvari pritisk za vstavljanje opreme. Precej preprosto je – seveda dokler ne gre kaj narobe.
»Če upravljavec ni pozoren, bo orodje padlo in se dotaknilo obdelovanca, ne da bi dejansko izvajalo pritisk,« je dejal van de Bor. Zakaj, kaj točno? »Stara oprema po pomoti ni imela povratne informacije in upravljavec zanjo ni vedel.« Upravljavec med celotnim ciklom ni mogel držati noge na pedalih, kar je lahko povzročilo delovanje varnostnega sistema stiskalnice. »Zgornje orodje ima šest voltov, spodnje orodje je ozemljeno in stiskalnica mora zaznati prevodnost, preden lahko ustvari pritisk.«
Starejše stiskalnice za vstavljanje prav tako nimajo tako imenovanega »okna tonaže«, kar je razpon tlakov, znotraj katerega je mogoče opremo pravilno vstaviti. Sodobne stiskalnice lahko zaznajo, da je ta tlak prenizek ali previsok. Ker starejše stiskalnice nimajo okna tonaže, je pojasnil Boggs, upravljavci včasih prilagodijo tlak z nastavitvijo ventila, da odpravijo težavo. »Nekateri nastavijo previsoko, drugi pa prenizko,« je dejal Boggs. »Ročna nastavitev odpira veliko vsestranskosti. Če je prenizek, ste strojno opremo napačno namestili.« »Prekomeren tlak lahko dejansko deformira del ali sam pritrdilni element.«
»Starejši stroji tudi niso imeli števcev,« dodaja van de Boer, »zaradi česar so lahko upravljavci izgubili pritrdilne elemente.«
Ročno vstavljanje strojne opreme se morda zdi enostavno, vendar je postopek težko popraviti. Še huje, operacije s strojno opremo se pogosto zgodijo pozneje v vrednostni verigi, potem ko je vrzel zapolnjena in oblikovana. Težave z opremo lahko povzročijo opustošenje pri prašnem barvanju in montaži, pogosto zato, ker vesten in skrben operater naredi majhne napake, ki se spremenijo v glavobole.
Slika 1. Kobot prikazuje del z vstavitvijo opreme v stiskalnico, ki ima štiri posode in štiri neodvisne transporterje, ki opremo dovajajo v stiskalnico. Slika: Hagrid
Skozi leta je tehnologija vstavljanja strojne opreme rešila te težave z identifikacijo in odpravo teh virov variabilnosti. Monterji opreme ne bi smeli biti vir toliko težav samo zato, ker ob koncu izmene izgubijo nekaj zbranosti.
Prvi korak pri avtomatizaciji nameščanja fitingov, podajanje v posodo (glej sliko 2), odpravlja najbolj dolgočasen del postopka: ročno prijemanje in nameščanje fitingov na obdelovanec. Pri tradicionalni konfiguraciji z zgornjim podajanjem stiskalnica s podajalnikom v skodelici pošlje pritrdilne elemente navzdol do čolna, ki podaja okovje do zgornjega orodja. Operater namesti obdelovanec na spodnje orodje (kovalo) in pritisne pedal. Prebijalo se s pomočjo vakuumskega tlaka spusti, da dvigne okovje iz čolna, s čimer se okovje približa obdelovancu. Stiskalnica uporabi pritisk in cikel je zaključen.
Zdi se preprosto, a če se poglobite, lahko odkrijete nekaj subtilnih zapletenosti. Prvič, opremo je treba v delovni prostor dovajati nadzorovano. Tukaj pride v poštev orodje za zagon. Orodje je sestavljeno iz dveh komponent. Ena, namenjena pozicioniranju, zagotavlja, da je oprema, ki prihaja iz posode, pravilno nameščena. Druga zagotavlja pravilno segmentacijo, poravnavo in namestitev opreme. Od tam oprema potuje po cevi do prevoznika, ki jo dovaja do zgornjega orodja.
Zaplet je naslednji: orodja za samodejno podajanje – orodja za orientacijo in deljenje ter premične nosilce – je treba zamenjati in vzdrževati v delujočem stanju vsakič, ko se oprema zamenja. Različne oblike strojne opreme vplivajo na to, kako napaja delovno območje, zato so orodja, specifična za strojno opremo, preprosto realnost in jih ni mogoče izključiti iz enačbe.
Ker upravljavec pred stiskalnico za skodelice ne porablja več časa za dvigovanje (morda spuščanje) in nameščanje opreme, se čas med vstavitvami drastično skrajša. Toda z vsemi temi orodji, specifičnimi za strojno opremo, podajalna posoda doda tudi možnosti predelave. Orodja za samozatezne matice 832 niso primerna za matice 632.
Za zamenjavo starega dvodelnega podajalnika mora upravljavec zagotoviti, da je orodje za orientacijo pravilno poravnano z deljenim orodjem. »Preveriti so morali tudi vibracije posode, čas dovajanja zraka in postavitev cevi,« je dejal Boggs. »Preveriti morajo poravnavo shuttlea in vakuuma. Skratka, upravljavec mora preveriti veliko poravnav, da se prepriča, da orodje deluje pravilno.«
Operaterji za obdelavo pločevine imajo pogosto edinstvene zahteve glede opreme, ki so lahko posledica težav z dostopom (vstavljanje opreme v tesne prostore), nenavadne opreme ali obojega. Ta vrsta namestitve uporablja posebej zasnovano enodelno orodje. Na podlagi tega, pravi Boggs, je bilo sčasoma razvito večnamensko orodje za standardno stiskalnico. Orodje vsebuje elemente za orientacijo in izbiro (glej sliko 3).
»Zasnovan je za hitre preklope,« pravi van de Boer. »Vse krmilne parametre, vključno z zrakom in vibracijami, časom in vsem ostalim, nadzoruje računalnik, zato upravljavcu ni treba izvajati nobenih preklopov ali prilagoditev.«
S pomočjo moznikov vse ostane v eni liniji (glej sliko 4). »Upravljavcu ni treba skrbeti za poravnavo pri pretvorbi. Vedno se izravna, ker se vse zaskoči,« je dejal Boggs. »Orodja se preprosto privijejo.«
Ko operater položi pločevino na strojno stiskalnico, poravna luknje z nakovalom, ki je zasnovano za delo s pritrdilnimi elementi določenega premera. Dejstvo, da novi premeri zahtevajo nova orodja za nakovala, je v preteklih letih privedlo do težav pri množični proizvodnji.
Predstavljajte si tovarno z najnovejšo tehnologijo rezanja in upogibanja, hitro avtomatsko menjavo orodij, majhnimi serijami ali celo popolno proizvodnjo. Del nato gre v vložek za strojno opremo, in če del zahteva drugačno vrsto strojne opreme, operater preide na masovno proizvodnjo. Na primer, lahko vstavi serijo 50 kosov, zamenja nakovala in nato vstavi novo strojno opremo v pravilne luknje.
Strojna stiskalnica z revolverjem spremeni prizor. Operaterji lahko zdaj vstavijo eno vrsto opreme, zavrtijo revolver in odprejo barvno označen zabojnik za namestitev druge vrste opreme, vse v eni nastavitvi (glej sliko 5).
»Odvisno od števila delov, ki jih imate, je manj verjetno, da boste zgrešili povezavo s strojno opremo,« je dejal van de Bor. »Celoten odsek naredite v enem prehodu, tako da na koncu ne zgrešite niti enega koraka.«
Kombinacija podajalnika skodelic in revolverja na stiskalnici za vstavljanje lahko v oddelku s strojno opremo omogoči ravnanje s kompleti. Pri tipični namestitvi proizvajalec zagotovi, da je dobava skodelic namenjena izključno običajni veliki opremi, nato pa manj pogosto uporabljeno opremo namesti v barvno označene posode v bližini delovnega območja. Ko operaterji dvignejo del, ki zahteva več delovnih strojev, ga začnejo priključevati tako, da poslušajo pisk stroja (ki označuje, da je čas za novo strojno opremo), zavrtijo vrtljivo ploščo nakovala, si ogledajo 3D-sliko dela na krmilniku in nato vstavijo naslednji del strojne opreme.
Predstavljajte si scenarij, v katerem operater vstavlja en kos opreme enega za drugim, pri čemer uporablja samodejno podajanje in po potrebi obrača vrtljivo mizo nakovala. Nato se ustavi, ko zgornje orodje zgrabi samopodajajoči se pritrdilni element iz čolna in ga spusti na obdelovanec na nakovalu. Krmilnik bo operaterja opozoril, da so pritrdilni elementi napačne dolžine.
Kot pojasnjuje Boggs: »V načinu nastavitve stiskalnica počasi spušča drsnik in beleži njegov položaj. Ko torej deluje s polno hitrostjo in se vpenjalo dotakne orodja, sistem zagotovi, da se dolžina vpenjala ujema z določeno [[Toleranca]]. Meritve izven območja, predolge ali prekratke bodo povzročile napako dolžine pritrdilnega elementa. To je posledica zaznavanja pritrdilnega elementa (v zgornjem orodju ni vakuuma, kar običajno povzročijo napake pri podajanju strojne opreme) ter spremljanja in vzdrževanja tonažnega okna (namesto da operater ročno nastavlja ventil), kar ustvarja preizkušen zanesljiv sistem avtomatizacije.«
»Strojni tiskarski stroji s samodiagnozo so lahko velika prednost za robotske module,« je dejal Boggs. »V avtomatizirani nastavitvi robot premakne papir na pravo mesto in pošlje signal tiskarskemu stroju, v bistvu reče: 'Na pravem mestu sem, zaženite tiskarski stroj.'«
Strojna stiskalnica ohranja nakovalne zatiče (nameščene v luknjah v pločevinastem obdelovancu) čiste. Vakuum v zgornjem prebijaču je normalen, kar pomeni, da so pritrdilni elementi. Ker je stiskalnica vedela za vse to, je poslala signal robotu.
Kot pravi Boggs: »Stiskalnica v bistvu pregleda vse in robotu reče: 'V redu sem, v redu sem.' Zažene cikel žigosanja, pri čemer preveri prisotnost pritrdilnih elementov in njihovo pravilno dolžino. Če je cikel končan, se prepriča, da je tlak, uporabljen za vstavljanje strojne opreme, pravilen, nato pa se robotu pošlje signal, da je cikel stiskanja končan. Robot to prejme in ve, da je vse čisto, ter lahko obdelovanec premakne v naslednjo luknjo.«
Vsi ti strojni pregledi, prvotno namenjeni ročnim upravljavcem, dejansko zagotavljajo dobro osnovo za nadaljnjo avtomatizacijo. Boggs in van de Boor opisujeta nadaljnje izboljšave, kot so nekatere zasnove, ki pomagajo preprečiti, da bi se pločevina prijela na nakovalo. »Včasih se pritrdilni elementi zataknejo po ciklu žigosanja,« je dejal Boggs. »To je inherentna težava pri stiskanju materiala. Ko se zatakne v spodnjem orodju, lahko upravljavec običajno nekoliko obrne obdelovanec, da ga odstrani.«
Slika 4. Vijak s premičnim zatičem. Ko je nastavljen, premični zatič dovaja opremo zgornjemu orodju, ki s pomočjo vakuumskega tlaka pritrdi opremo in jo premakne do obdelovanca. Nakovalo (spodaj levo) se nahaja na enem od štirih revolverjev.
Žal roboti nimajo veščin človeškega operaterja. »Zato zdaj obstajajo stiskalnice, ki pomagajo odstranjevati obdelovance in potiskati pritrdilne elemente iz orodja, tako da po ciklu stiskanja ni zatikanja.«
Nekateri stroji imajo različne globine grla, ki robotu pomagajo pri manevriranju obdelovanca v delovno območje in iz njega. Stiskalnice lahko vključujejo tudi opore, ki robotom (in ročnim operaterjem) pomagajo varno namestiti obdelovanca.
Navsezadnje je ključnega pomena zanesljivost. Roboti in koboti so lahko del rešitve, saj olajšajo njihovo integracijo. »Na področju kolaborativnih robotov so prodajalci naredili velik napredek pri čim lažji integraciji s stroji,« je dejal Boggs, »proizvajalci tiskarskih strojev pa so opravili veliko razvojnega dela, da bi zagotovili uporabo pravega komunikacijskega protokola.«
Vendar pa pomembno vlogo igrajo tudi tehnike žigosanja in tehnike v delavnici, vključno s podporo obdelovanca, jasnimi (in dokumentiranimi) delovnimi navodili ter ustreznim usposabljanjem. Boggs je dodal, da še vedno prejema klice o manjkajočih pritrdilnih elementih in drugih težavah v oddelku za strojno opremo, od katerih mnogi delujejo na zanesljivih, a zelo starih strojih.
Ti stroji so morda zanesljivi, vendar namestitev opreme ni za nekvalificirane in neprofesionalne. Spomnite se stroja, ki je ugotovil napačno dolžino. Ta preprosta kontrola preprečuje, da bi se majhna napaka spremenila v veliko težavo.
Slika 5. Ta strojna stiskalnica ima vrtljivo mizo z omejevalnikom in štiri postaje. Sistem ima tudi posebno nakovalo, ki pomaga upravljavcu doseči težko dostopna mesta. Tukaj so fitingi vstavljeni tik pod zadnjo prirobnico.
Tim Heston, višji urednik revije The FABRICATOR, je v industriji kovinske predelave od leta 1998, svojo kariero pa je začel v reviji Welding Magazine Ameriškega varilskega združenja. Od takrat revija pokriva vse procese kovinske predelave, od štancanja, upogibanja in rezanja do brušenja in poliranja. Reviji The FABRICATOR se je pridružil oktobra 2007.
FABRICATOR je vodilna severnoameriška revija za izdelavo in oblikovanje jekla. Revija objavlja novice, tehnične članke in zgodbe o uspehu, ki proizvajalcem omogočajo učinkovitejše opravljanje dela. FABRICATOR je v panogi prisoten že od leta 1970.
Zdaj s polnim dostopom do digitalne izdaje The FABRICATOR, enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Digitalna izdaja revije The Tube & Pipe Journal je zdaj v celoti dostopna in omogoča enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.
Pridobite poln digitalni dostop do revije STAMPING, ki vsebuje najnovejšo tehnologijo, najboljše prakse in novice iz industrije za trg žigosanja kovin.
Zdaj s polnim digitalnim dostopom do The Fabricator en Español imate enostaven dostop do dragocenih industrijskih virov.