Pirinç. 3. Soldaki dolapta saklanan tek parça, fincanla beslenen, hızlı değiştirme özelliğine sahip bir alet, ekipman yönlendirmesini ve ayrımını kontrol eder (ekipmanın doğru hizalanmasını ve konumlandırılmasını sağlar). Sağdaki dolapta çeşitli örsler ve mekikler bulunur.
Haeger Kuzey Amerika'nın satış ve servis müdürü Ron Boggs, 2021 pandemisinden sonraki toparlanma sürecinde üreticilerden benzer aramalar almaya devam ediyor.
Boggs, “Sürekli bize, 'Bakın, bağlantı elemanları eksik' diyorlardı,” dedi. “Meğerse bunun sebebi personel eksikliğiymiş.” Fabrikalar yeni çalışanlar işe aldıklarında, genellikle deneyimsiz, vasıfsız kişileri makinelerin başına geçirip ekipman taktırıyorlardı. Bazen tokaları kaçırıyorlar, bazen de yanlış tokaları takıyorlardı. Müşteri geri dönüp ayarları tamamlıyordu.
Genel olarak bakıldığında, donanım yerleştirme, robotik teknolojisinin olgunlaşmış bir uygulaması gibi görünüyor. Nihayetinde, bir tesiste taretler, parça sökme ve hatta robotik bükme dahil olmak üzere tam otomatik delme ve şekillendirme sistemleri kurulabilir. Tüm bu teknolojiler daha sonra manuel kurulum sektörünün büyük bir bölümüne hizmet edecektir. Tüm bunları göz önünde bulundurarak, neden bir makinenin önüne bir robot yerleştirip ekipman kurulumu yapmayalım?
Son 20 yıldır Boggs, robotik yerleştirme ekipmanı kullanan birçok fabrika ile çalıştı. Daha yakın zamanda ise, Haeger Baş Mühendisi Sander van de Bor'un da aralarında bulunduğu ekibiyle birlikte, işbirlikçi robotların yerleştirme sürecine entegrasyonunu kolaylaştırmak için çalışıyor (Şekil 1'e bakınız).
Ancak hem Boggs hem de VanderBose, yalnızca robotik sistemlere odaklanmanın bazen donanım yerleştirmenin daha büyük sorununu gözden kaçırabileceğini vurguluyor. Güvenilir, otomatik ve esnek kurulum işlemleri, süreç tutarlılığı ve esneklik de dahil olmak üzere birçok yapı taşına ihtiyaç duyar.
Yaşlı adam korkunç bir şekilde öldü. Birçok insan bu atasözünü mekanik pres makinelerine uygular, ancak bu atasözü, özellikle basitliği nedeniyle, manuel besleme ekipmanına sahip pres makineleri için de geçerlidir. Operatör, bağlantı elemanlarını ve parçaları alt desteğe yerleştirir ve ardından bunları elle prese yerleştirir. Pedala bastı. Delici aşağı iner, iş parçasına temas eder ve ekipmanı yerleştirmek için basınç oluşturur. Oldukça basit – tabii ki bir şeyler ters gidene kadar.
“Operatör dikkat etmezse, alet düşecek ve aslında basınç uygulamadan iş parçasına temas edecektir,” dedi van de Bor. Peki neden, tam olarak ne? “Eski ekipmanlarda yanlışlıkla geri bildirim yoktu ve operatör bunun farkında değildi.” Operatör, tüm döngü boyunca ayağını pedallarda tutamıyordu, bu da presin güvenlik sisteminin devreye girmesine yol açabiliyordu. “Üstteki alet altı voltla çalışıyor, alttaki alet topraklanmış ve pres basınç oluşturmadan önce iletkenliği algılamak zorunda.”
Eski preslerde ayrıca, ekipmanın doğru şekilde yerleştirilebileceği basınç aralığı olan "tonaj penceresi" de bulunmamaktadır. Modern presler bu basıncın çok düşük veya çok yüksek olduğunu düşünebilir. Boggs'un açıkladığı gibi, eski preslerde tonaj penceresi olmadığı için operatörler bazen sorunu çözmek için bir valfi ayarlayarak basıncı değiştirirler. Boggs, "Bazıları çok yüksek, bazıları çok düşük ayarlıyor" dedi. "Manuel ayarlama çok fazla esneklik sağlar. Çok düşükse, donanımı yanlış takmışsınız demektir." "Aşırı basınç, parçayı veya bağlantı elemanının kendisini deforme edebilir."
Van de Boer ayrıca, "Eski makinelerde sayaç da yoktu, bu da operatörlerin bağlantı elemanlarını kaybetmesine neden olabiliyordu" diye ekliyor.
Donanımı elle takmak kolay gibi görünse de, bu işlemi düzeltmek zordur. Daha da kötüsü, donanım işlemleri genellikle değer zincirinin daha sonraki aşamalarında, boşluk doldurulup şekillendirildikten sonra gerçekleşir. Ekipman sorunları, toz boyama ve montajda büyük aksamalara yol açabilir; bunun nedeni genellikle özenli ve dikkatli bir operatörün yaptığı küçük hataların baş ağrısına dönüşmesidir.
Şekil 1. Kobot, ekipmanı presin içine yerleştirerek parçayı göstermektedir. Presin dört haznesi ve ekipmanı presin içine besleyen dört bağımsız taşıyıcısı bulunmaktadır. Resim: Hagrid
Yıllar içinde, donanım yerleştirme teknolojisi, bu değişkenlik kaynaklarını belirleyip ortadan kaldırarak bu sorunları çözmüştür. Ekipman montajcıları, vardiyalarının sonunda biraz dikkatlerini kaybettikleri için bu kadar çok sorunun kaynağı olmamalıdır.
Bağlantı elemanlarının montajının otomasyonundaki ilk adım olan kase besleme (bkz. Şekil 2), işlemin en zahmetli kısmını ortadan kaldırır: bağlantı elemanlarını elle tutup iş parçasına yerleştirmek. Geleneksel üstten besleme konfigürasyonunda, bir kase besleme presi, bağlantı elemanlarını üst alete besleyen bir mekiğe gönderir. Operatör, iş parçasını alt alete (örs) yerleştirir ve pedala basar. Zımba, vakum basıncı kullanılarak indirilir ve donanımı mekikten kaldırarak iş parçasına yaklaştırır. Pres basınç uygular ve döngü tamamlanır.
Basit gibi görünse de, daha derine inildiğinde bazı incelikli karmaşıklıklar bulunabilir. Öncelikle, ekipman kontrollü bir şekilde çalışma alanına beslenmelidir. İşte burada bootstrap aracı devreye giriyor. Araç iki bileşenden oluşur. Biri konumlandırmaya adanmıştır ve hazneden çıkan ekipmanın doğru konumlandırılmasını sağlar. Diğeri ise ekipmanın doğru bölümlendirilmesini, hizalanmasını ve yerleştirilmesini sağlar. Buradan, ekipman bir boru aracılığıyla ekipmanı üstteki araca besleyen bir taşıyıcıya gider.
İşte işin zorluğu: Otomatik besleme araçları (yönlendirme ve bölme araçları ve mekikler) ekipman her değiştirildiğinde değiştirilmeli ve çalışır durumda tutulmalıdır. Farklı donanım türleri, çalışma alanına güç sağlama şeklini etkiler; bu nedenle donanıma özgü araçlar bir gerçekliktir ve denklemden çıkarılamaz.
Bardak presinin önündeki operatör artık ekipmanı kaldırmak (muhtemelen indirmek) ve kurmak için zaman harcamadığından, uçlar arasındaki süre önemli ölçüde azalır. Ancak tüm bu donanıma özgü aletlerle birlikte, besleme haznesi aynı zamanda dönüştürme yetenekleri de ekler. 832 numaralı kendiliğinden sıkılan somunlar için kullanılan aletler, 632 numaralı somunlar için uygun değildir.
Eski iki parçalı besleme haznesini değiştirmek için operatörün, yönlendirme aletinin bölünmüş aletle doğru şekilde hizalandığından emin olması gerekir. Boggs, "Ayrıca hazne titreşimini, hava zamanlamasını ve hortum yerleşimini de kontrol etmeleri gerekiyordu," dedi. "Mekik ve vakum hizalamasını da kontrol etmeleri gerekiyor. Kısacası, operatörün aletin gerektiği gibi çalıştığından emin olmak için birçok hizalamayı kontrol etmesi gerekiyor."
Sac metal işleme operatörlerinin genellikle erişim sorunları (dar alanlara ekipman yerleştirme), alışılmadık ekipman veya her ikisi nedeniyle benzersiz ekipman gereksinimleri vardır. Bu tür bir kurulum, özel olarak tasarlanmış tek parça bir alet kullanır. Boggs'un belirttiğine göre, buna dayanarak, standart bir pres için hepsi bir arada bir alet geliştirilmiştir. Alet, yönlendirme ve seçim elemanları içerir (bkz. Şekil 3).
Van de Boer, "Hızlı geçişler için tasarlandı," diyor. "Hava ve titreşim, zaman ve diğer her şey dahil olmak üzere tüm kontrol parametreleri bilgisayar tarafından kontrol ediliyor, bu nedenle operatörün herhangi bir anahtarlama veya ayarlama yapmasına gerek kalmıyor."
Dübel yardımıyla her şey aynı hizada kalıyor (şekil 4'e bakınız). Boggs, "Operatör dönüştürme sırasında hizalama konusunda endişelenmek zorunda kalmıyor. Her şey yerine kilitlendiği için her zaman düzgün bir şekilde hizalanıyor," dedi. "Aletler sadece vidalanıyor."
Bir operatör bir sac levhayı donanım presine yerleştirdiğinde, delikleri belirli bir çaptaki bağlantı elemanlarıyla çalışmak üzere tasarlanmış bir örsle hizalar. Yeni çapların yeni örs aletleri gerektirmesi, yıllar içinde seri üretimde bazı zorluklara yol açmıştır.
En yeni kesme ve bükme teknolojisine, hızlı otomatik takım değişimine, küçük partiler halinde veya hatta komple üretime sahip bir fabrika hayal edin. Parça daha sonra bir donanım yuvasına yerleştirilir ve eğer parça farklı bir donanım türü gerektiriyorsa, operatör seri üretime geçer. Örneğin, 50 parçalık bir parti yerleştirebilir, örsleri değiştirebilir ve ardından yeni donanımı doğru deliklere yerleştirebilirler.
Taretli bir donanım presi, durumu tamamen değiştiriyor. Operatörler artık tek bir kurulumda bir tür ekipmanı yerleştirebilir, tareti döndürebilir ve başka bir tür ekipmanı yerleştirmek için renk kodlu bir konteyneri açabilir (Şekil 5'e bakınız).
Van de Bor, "Sahip olduğunuz parça sayısına bağlı olarak, donanım bağlantısını atlama olasılığınız daha düşük," dedi. "Tüm bölümü tek seferde yapıyorsunuz, böylece son aşamada hiçbir adımı atlamıyorsunuz."
Bir pres makinesinde kap besleme ve taretin birleşimi, donanım bölümünde kit yönetimini gerçeğe dönüştürebilir. Tipik bir kurulumda, üretici, kap beslemesinin yalnızca normal büyük ekipmanlar için olmasını sağlar ve daha az sıklıkla kullanılan ekipmanları çalışma alanının yakınındaki renk kodlu kaplara yerleştirir. Operatörler birden fazla donanım gerektiren bir parçayı aldıklarında, makinenin bip sesini (yeni donanım zamanının geldiğini gösterir) dinleyerek, döner tablayı döndürerek, kontrol cihazında parçanın 3 boyutlu görüntüsünü görüntüleyerek ve ardından bir sonraki donanım parçasını takarak parçayı bağlamaya başlarlar.
Operatörün, otomatik besleme özelliğini kullanarak ve gerektiğinde örs döner tablasını çevirerek, ekipman parçalarını tek tek yerleştirdiği bir senaryo hayal edin. Ardından, üstteki alet, otomatik beslemeli bağlantı elemanını mekikten alıp örs üzerindeki iş parçasına bıraktığında işlem durur. Kontrol ünitesi, operatörü bağlantı elemanlarının yanlış uzunlukta olduğu konusunda uyaracaktır.
Boggs'un açıkladığı gibi, “Kurulum modunda, pres sürgüyü yavaşça indirir ve konumunu kaydeder. Bu nedenle, tam hızda çalışırken ve fikstür alete temas ettiğinde, sistem fikstürün uzunluğunun belirtilen [[Tolerans]] ile eşleşmesini sağlar. Ölçümlerin aralık dışında olması, çok uzun veya çok kısa olması, bağlantı elemanı uzunluğu hatasına neden olur. Bunun nedeni, bağlantı elemanı algılama (üst alette vakum olmaması, genellikle donanım besleme hatalarından kaynaklanır) ve tonaj penceresi izleme ve bakımıdır (operatörün bir valfi manuel olarak ayarlaması yerine), kanıtlanmış güvenilir bir otomasyon sistemi oluşturur.
Boggs, “Kendi kendini teşhis edebilen donanım baskı makineleri, robotik modüller için büyük bir avantaj olabilir,” dedi. “Otomatik bir kurulumda, robot kağıdı doğru konuma getirir ve baskı makinesine bir sinyal göndererek esasen 'Doğru konumdayım, baskıya başlayabilirsiniz' der.”
Donanım presi, sac metal iş parçasındaki deliklere takılan örs pimlerini temiz tutar. Üst zımbadaki vakum normaldir, bu da bağlantı elemanlarının olduğunu gösterir. Tüm bunları bilen pres, robota bir sinyal gönderdi.
Boggs'un dediği gibi, “Pres makinesi temelde her şeye bakar ve robota 'Tamam, her şey yolunda' der. Damgalama döngüsünü başlatır, bağlantı elemanlarının varlığını ve doğru uzunluklarını kontrol eder. Döngü tamamlandığında, donanımı yerleştirmek için kullanılan basıncın doğru olduğundan emin olur ve ardından robota pres döngüsünün tamamlandığını bildiren bir sinyal gönderir. Robot bunu alır ve her şeyin temiz olduğunu anlar ve iş parçasını bir sonraki deliğe taşıyabilir.”
Başlangıçta manuel operatörler için tasarlanan bu makine kontrollerinin tamamı, daha fazla otomasyon için iyi bir temel oluşturmaktadır. Boggs ve van de Boor, sacların örse yapışmasını önlemeye yardımcı olan bazı tasarımlar gibi daha fazla iyileştirmeyi açıklıyor. Boggs, "Bazen bağlantı elemanları bir damgalama döngüsünden sonra yapışır," dedi. "Malzemeyi sıkıştırırken bu doğal bir sorundur. Alt alete sıkıştığında, operatör genellikle iş parçasını biraz döndürerek çıkarabilir."
Şekil 4. Dübel pimli mekik cıvatası. Kurulum tamamlandıktan sonra, mekik ekipmanı üst alete besler; bu alet vakum basıncı kullanarak ekipmanın sabitlenmesini ve iş parçasına taşınmasını sağlar. Örs (sol altta) dört taretin birinde yer almaktadır.
Ne yazık ki, robotlar insan operatörünün becerilerine sahip değil. "Bu nedenle, artık iş parçalarını çıkarmaya, bağlantı elemanlarını aletten dışarı itmeye yardımcı olan, böylece presleme işleminden sonra sıkışmayı önleyen pres tasarımları mevcut."
Bazı makinelerde, robotun iş parçasını çalışma alanına girip çıkarken manevra yapmasına yardımcı olmak için farklı boğaz derinlikleri bulunur. Presler ayrıca, robotların (ve manuel operatörlerin de) işlerini güvenli bir şekilde konumlandırmalarına yardımcı olan destekler de içerebilir.
Sonuç olarak, güvenilirlik çok önemli. Robotlar ve işbirlikçi robotlar, entegrasyonlarını kolaylaştırarak çözümün bir parçası olabilirler. Boggs, "İşbirlikçi robotlar alanında, satıcılar bunların makinelerle entegrasyonunu olabildiğince kolaylaştırmak için büyük adımlar attılar ve matbaa üreticileri de doğru iletişim protokolünün yerinde olduğundan emin olmak için çok fazla geliştirme çalışması yaptılar" dedi.
Ancak, iş parçası desteği, açık (ve belgelenmiş) çalışma talimatları ve uygun eğitim de dahil olmak üzere, damgalama teknikleri ve atölye teknikleri de rol oynar. Boggs, donanım bölümünde eksik bağlantı elemanları ve diğer sorunlarla ilgili hâlâ telefon aldığını, bunların çoğunun güvenilir ancak çok eski makinelerle çalıştığını da sözlerine ekledi.
Bu makineler güvenilir olabilir, ancak ekipmanın kurulumu vasıfsız ve profesyonel olmayan kişiler için uygun değildir. Yanlış uzunluk bulan makineyi hatırlayın. Bu basit kontrol, küçük bir hatanın büyük bir probleme dönüşmesini önler.
Şekil 5. Bu donanım presinde durdurma mekanizmalı bir döner tabla ve dört istasyon bulunmaktadır. Sistem ayrıca, operatörün ulaşılması zor yerlere ulaşmasına yardımcı olan özel bir örs aletine de sahiptir. Burada bağlantı parçaları arka flanşın hemen altına yerleştirilir.
The FABRICATOR'ın kıdemli editörü Tim Heston, 1998'den beri metal işleme sektöründe yer alıyor ve kariyerine Amerikan Kaynak Derneği'nin Welding Magazine dergisinde başladı. O zamandan beri, damgalama, bükme ve kesmeden taşlama ve parlatmaya kadar tüm metal işleme süreçlerini ele aldı. Ekim 2007'de The FABRICATOR'a katıldı.
FABRICATOR, Kuzey Amerika'nın önde gelen çelik imalat ve şekillendirme dergisidir. Dergi, üreticilerin işlerini daha verimli bir şekilde yapmalarını sağlayan haberler, teknik makaleler ve başarı öyküleri yayınlamaktadır. FABRICATOR, 1970 yılından beri sektörde faaliyet göstermektedir.
Artık The FABRICATOR dijital baskısına tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca ulaşabilirsiniz.
Tube & Pipe Journal'ın dijital baskısına artık tamamen erişilebilir ve değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlanmaktadır.
Metal damgalama pazarı için en son teknolojiyi, en iyi uygulamaları ve sektör haberlerini içeren STAMPING Journal'a tam dijital erişim elde edin.
Artık The Fabricator en Español'a tam dijital erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca ulaşabilirsiniz.