Рис.3. Цілісний швидкозмінний інструмент із чашкою, який зберігається в лівій шафі, контролює орієнтацію та розділення обладнання (забезпечує правильне вирівнювання та розташування обладнання).Права шафа містить різні ковадла і човники.
Рон Боггс, менеджер з продажу та обслуговування Haeger North America, продовжує отримувати подібні дзвінки від виробників під час відновлення після пандемії 2021 року.
«Вони постійно казали нам: «Гей, у нас не вистачає кріплень», — сказав Боггс.«Виявляється, це сталося через кадрову проблему».Коли заводи наймають нових співробітників, вони часто ставлять недосвідчених, некваліфікованих людей перед машинами, які вставляють обладнання.Іноді пропускають застібки, іноді ставлять не ті застібки.Клієнт повертається та завершує налаштування.
На високому рівні вставка апаратного забезпечення виглядає зрілим застосуванням робототехніки.Зрештою завод може мати повну автоматизацію штампування та формування, включаючи турелі, видалення деталей і, можливо, навіть роботизоване згинання.Усі ці технології потім обслуговують значну частину сектора ручного встановлення.З огляду на все це, чому б не поставити робота перед машиною для встановлення обладнання?
Протягом останніх 20 років Boggs працював з багатьма заводами, які використовують роботизоване обладнання для введення.Нещодавно він і його команда, включаючи головного інженера Haeger Сандера ван де Бора, працювали над тим, щоб полегшити інтеграцію коботів із процесом вставки (див. рис. 1).
Однак і Боггс, і ВандерБоз підкреслюють, що зосередження виключно на робототехніці іноді може не помічати більшу проблему встановлення апаратного забезпечення.Надійні, автоматизовані та гнучкі операції встановлення вимагають багатьох будівельних блоків, включаючи послідовність і гнучкість процесу.
Старий помер страшно.Багато людей застосовують це прислів’я до механічних пуансонних пресів, але воно також стосується пресів із обладнанням для ручної подачі, головним чином через його простоту.Оператор розташовує кріплення та деталі на нижній опорі перед тим, як вручну вставити їх у прес.Натиснув на педаль.Проколювач опускається вниз, торкається заготовки та створює тиск для вставлення обладнання.Це досить просто – звичайно, поки щось не піде не так.
«Якщо оператор не буде уважний, інструмент впаде і торкнеться заготовки, фактично не застосовуючи тиску», — сказав ван де Бор.Чому, що саме?«Старе обладнання помилково не мало зворотного зв’язку, і оператор насправді про це не знав».Оператор не міг утримувати ногу на педалях протягом усього циклу, що, в свою чергу, могло призвести до спрацьовування системи безпеки преса.«Верхній інструмент має шість вольт, нижній інструмент заземлений, і прес повинен відчувати провідність, перш ніж він зможе створити тиск».
Старіші преси для вставок також не мають так званого «тоннажного вікна», тобто діапазону тисків, у межах якого можна правильно вставляти обладнання.Сучасні преси можуть здаватися, що цей тиск занадто низький або занадто високий.Оскільки старі преси не мають вікна тоннажу, пояснив Боггс, оператори іноді регулюють тиск, регулюючи клапан, щоб вирішити проблему.«Деякі мелодії надто високо, а деякі надто низько», — сказав Боггс.«Ручне регулювання відкриває багато можливостей.Якщо він занадто низький, ви неправильно встановили обладнання».«Надмірний тиск може фактично деформувати деталь або саму застібку».
«Старіші машини також не мали лічильників, — додає ван де Бур, — через що оператори могли втрачати кріплення».
Вставлення обладнання вручну може здатися легким, але цей процес важко виправити.Що ще гірше, апаратні операції часто відбуваються пізніше в ланцюжку створення вартості, після того, як прогалина була заповнена та сформована.Проблеми з обладнанням можуть завдати шкоди порошковому покриттю та складанню, часто через те, що сумлінний і старанний оператор робить невеликі помилки, які перетворюються на головний біль.
Малюнок 1. Кобот показує деталь, вставляючи обладнання в прес, який має чотири чаші та чотири незалежні човники, які подають обладнання в прес.Зображення: Гегрід
Протягом багатьох років технологія вставки апаратного забезпечення вирішила ці головні болі, виявивши та усунувши ці джерела мінливості.Монтажники обладнання не повинні бути джерелом такої кількості проблем лише тому, що вони трохи втрачають увагу в кінці зміни.
Перший крок в автоматизованому встановленні фітингів, подача в чашу (див. мал. 2), усуває найбільш виснажливу частину процесу: ручне захоплення та розміщення фітингів на заготовці.У традиційній конфігурації верхньої подачі прес для подачі чашок надсилає кріплення вниз до човника, який подає фурнітуру до верхнього інструменту.Оператор кладе заготовку на нижній інструмент (ковадло) і натискає на педаль.Пуансон опускається за допомогою вакуумного тиску, щоб підняти кріплення з човника, наближаючи кріплення до заготовки.Прес застосовує тиск, і цикл завершується.
Це здається простим, але якщо копнути глибше, можна виявити деякі тонкі складності.По-перше, обладнання має надходити в робочий простір контрольованим чином.Ось тут і вступає в дію інструмент початкового завантаження.Засіб складається з двох компонентів.Один, призначений для позиціонування, забезпечує правильне розташування обладнання, що виходить із чаші.Інший забезпечує правильну сегментацію, вирівнювання та розміщення обладнання.Звідти обладнання проходить через трубу до човника, який подає обладнання до верхнього інструменту.
Ось яка складність: інструменти автоподачі — інструменти орієнтації та поділу, а також човники — потрібно замінювати та підтримувати в робочому стані щоразу, коли змінюється обладнання.Різні форми апаратного забезпечення впливають на те, як воно постачає електроенергію в робочу зону, тому спеціальні апаратні інструменти є просто реальністю і не можуть бути розроблені поза рівнянням.
Оскільки оператор перед чашковим пресом більше не витрачає час на збирання (можливо, опускання) і налаштування обладнання, час між вставками різко скорочується.Але разом із усіма цими спеціальними апаратними інструментами кормозаготівельна чаша також додає можливості перетворення.Інструменти для самозатягуючих гайок 832 не підходять для гайок 632.
Щоб замінити старий двокомпонентний годівник з мискою, оператор повинен переконатися, що інструмент орієнтації правильно вирівняний з роздільним інструментом.«Їм також довелося перевірити вібрацію чаші, розподіл повітря та розміщення шланга», — сказав Боггс.«Вони повинні перевірити шаттл і вирівнювання вакууму.Коротше кажучи, оператор повинен перевірити багато вирівнювання, щоб переконатися, що інструмент працює належним чином».
Оператори листового металу часто мають унікальні вимоги до обладнання, які можуть бути пов’язані з проблемами доступу (вставляння обладнання у вузькі простори), незвичайним обладнанням або тим і іншим.Для встановлення цього типу використовується спеціально розроблений цільний інструмент.На основі цього, каже Боггс, зрештою було розроблено універсальний інструмент для стандартного преса для чашок.Інструмент містить елементи орієнтації та виділення (див. рис. 3).
«Він розроблений для швидкого переходу на інше обладнання, — каже ван де Бур.«Усі параметри керування, включаючи повітря та вібрацію, час та все інше, контролюються комп’ютером, тому оператору не потрібно робити жодних перемикань чи налаштувань».
За допомогою дюбелів все тримається в одну лінію (див. рис. 4).«Оператору не потрібно турбуватися про вирівнювання під час конвертації.Це завжди вирівнюється, тому що все стає на свої місця», – сказав Боггс.«Інструменти просто прикручені».
Коли оператор кладе аркуш на апаратний прес, він вирівнює отвори за допомогою ковадла, призначеного для роботи з кріпленнями певного діаметру.Той факт, що для нових діаметрів потрібні нові інструменти для ковадла, протягом багатьох років призводив до ускладнень масового виробництва.
Уявіть собі фабрику з новітньою технологією різання та згинання, швидкою автоматичною зміною інструменту, малими партіями або навіть повним виробництвом.Потім деталь потрапляє в апаратну вставку, і якщо деталь потребує іншого типу апаратного забезпечення, оператор переходить до масового виробництва.Наприклад, вони можуть вставити партію з 50 штук, змінити ковадла, а потім вставити нове обладнання в правильні отвори.
Апаратний прес з башточкою змінює сцену.Оператори тепер можуть вставляти один тип обладнання, повертати турель і відкривати кольоровий контейнер для розміщення іншого типу обладнання, і все це в одній установці (див. Малюнок 5).
«Залежно від кількості деталей, ви маєте меншу ймовірність пропустити апаратне з’єднання», — сказав ван де Бор.«Ви виконуєте весь розділ за один прохід, щоб не пропустити жодного кроку в кінці».
Поєднання чашкової подачі та револьверної головки на вставному пресі може зробити роботу з набором реальністю у апаратному відділі.У типовій установці виробник гарантує, що чаша постачається виключно для звичайного великогабаритного обладнання, а потім розміщує обладнання, яке використовується рідше, у контейнерах із кольоровим кодуванням поблизу робочої зони.Коли оператори беруть деталь, яка потребує кількох апаратних засобів, вони починають підключати її, слухаючи звуковий сигнал машини (що вказує на те, що настав час для нового обладнання), обертаючи поворотну платформу ковадла, переглядаючи 3D-зображення частини на контролері, а потім вставляючи наступну апаратну частину.
Уявіть собі сценарій, коли оператор вставляє одну частину обладнання одну за одною, використовуючи автоматичну подачу та повертаючи поворотну платформу ковадла за потреби.Потім він зупиняється після того, як верхній інструмент захоплює кріпильну деталь із самозаправкою човника та падає на заготовку на ковадлі.Контролер попередить оператора про неправильну довжину кріплень.
Як пояснює Боггс: «У режимі налаштування прес повільно опускає повзунок і записує його положення.Таким чином, коли він працює на повній швидкості і пристосування торкається інструменту, система гарантує, що довжина пристосування відповідає вказаній [[Допуск] Вимірювання поза діапазоном, занадто довге або занадто коротке спричинить помилку довжини кріплення. Це пов’язано з виявленням кріплення (відсутність вакууму у верхньому інструменті, зазвичай спричинене помилками апаратної подачі) та моніторингом вікна тоннажу та обслуговуванням (замість того, щоб оператор вручну регулював клапан) створює доведену надійність автоматизації система.
«Апаратні преси з самодіагностикою можуть бути величезною перевагою для роботизованих модулів», — сказав Боггс.«В автоматизованому налаштуванні робот переміщує папір у потрібне положення та надсилає сигнал пресу, по суті кажучи: «Я в правильному положенні, давай і запускай прес».
Апаратний прес утримує штифти ковадла (встановлені в отвори в заготовці з листового металу) чистими.Розрідження у верхньому пуансоні в нормі, значить є кріплення.Знаючи про все це, преса надіслала сигнал боту.
Як каже Боггс, «пресова машина фактично дивиться на все і каже роботові: «ОК, я в порядку».Він запускає цикл штампування, перевіряючи наявність кріплень і їх правильну довжину.Якщо цикл завершено, переконайтеся, що тиск, використаний для вставлення фурнітури, правильний, а потім надішліть сигнал роботу, що цикл пресування завершено.Робот отримує це і знає, що все чисто, і може перемістити заготовку до наступного отвору.»
Усі ці машинні перевірки, спочатку призначені для ручних операторів, ефективно створюють гарну основу для подальшої автоматизації.Боггс і ван де Бур описують подальші вдосконалення, такі як певні конструкції, які допомагають запобігти прилипанню листів до ковадла.«Іноді застібки прилипають після циклу штампування», — сказав Боггс.«Це невід'ємна проблема, коли ви стискаєте матеріал.Коли він застряє в нижньому інструменті, оператор зазвичай може трохи повернути заготовку, щоб витягти її».
Малюнок 4. Човниковий болт із штифтом.Після налаштування човник подає обладнання до верхнього інструменту, який використовує вакуумний тиск, щоб обладнання можна було закріпити та транспортувати до заготовки.Ковадло (внизу ліворуч) розташоване на одній із чотирьох веж.
На жаль, роботи не мають навичок людини-оператора.«Тож тепер є конструкції пресів, які допомагають знімати заготовки, допомагають виштовхнути кріпильні елементи з інструменту, тому після циклу пресування не відбувається залипання».
Деякі верстати мають різну глибину горловини, щоб допомогти роботу маневрувати заготовкою в робочій зоні та з неї.Преси також можуть включати опори, які допомагають роботам (і ручним операторам, якщо на те пішло) надійно розміщувати свої робочі місця.
Зрештою, надійність є ключовим.Роботи та коботи можуть бути частиною відповіді, полегшуючи їх інтеграцію.«У сфері колаборативних роботів постачальники досягли значних успіхів у тому, щоб максимально спростити їх інтеграцію з машинами, — сказав Боггс, — а виробники пресів виконали багато розробок, щоб забезпечити наявність правильного протоколу зв’язку».
Але також відіграють важливу роль техніка штампування та майстерня, включаючи опору заготовки, чіткі (і задокументовані) робочі інструкції та належне навчання.Боггс додав, що йому все ще надходять дзвінки про відсутність кріплень та інші проблеми у апаратному відділі, багато з яких працюють з надійними, але дуже старими машинами.
Ці машини можуть бути надійними, але установка обладнання не для некваліфікованих і непрофесіоналів.Згадайте машину, яка знайшла неправильну довжину.Ця проста перевірка запобігає перетворенню маленької помилки на велику проблему.
Малюнок 5. Цей апаратний прес має поворотний стіл із зупинкою та чотирма станціями.Система також має спеціальний інструмент-ковадло, який допомагає оператору дістатися до важкодоступних місць.Тут фітинги вставляються трохи нижче заднього фланця.
Тім Хестон, старший редактор журналу The FABRICATOR, працює в металургійній промисловості з 1998 року, починаючи свою кар’єру в журналі Welding Magazine Американського зварювального товариства.З тих пір він охоплює всі процеси виготовлення металу від штампування, згинання та різання до шліфування та полірування.Він приєднався до The FABRICATOR у жовтні 2007 року.
FABRICATOR — це провідний у Північній Америці журнал із виробництва та формування сталі.Журнал публікує новини, технічні статті та історії успіху, які дозволяють виробникам виконувати свою роботу ефективніше.FABRICATOR працює в галузі з 1970 року.
Тепер із повним доступом до цифрової версії The FABRICATOR, легким доступом до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання The Tube & Pipe Journal тепер повністю доступне, що забезпечує легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Отримайте повний цифровий доступ до STAMPING Journal, що містить найновіші технології, найкращі практики та галузеві новини для ринку металевого штампування.
Тепер із повним цифровим доступом до The Fabricator en Español у вас є легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.