Rys. 3. 'n Eenstuk, koppie-gevoerde, vinnig-vervangbare gereedskap wat in die linker kas gebêre word, beheer toerustingoriëntasie en -skeiding (verseker behoorlike toerustingbelyning en -posisionering). Die regter kas bevat verskeie aambeelde en pendels.
Ron Boggs, verkoops- en diensbestuurder vir Haeger Noord-Amerika, ontvang steeds soortgelyke oproepe van vervaardigers tydens die herstel van die 2021-pandemie.
“Hulle het aanhoudend vir ons gesê: ‘Haai, ons kort bevestigingsmiddels,’” het Boggs gesê. “Dit blyk dat dit weens ’n personeelprobleem was.” Wanneer fabrieke nuwe werknemers aangestel het, het hulle dikwels onervare, ongeskoolde mense voor masjiene geplaas om toerusting in te voeg. Soms mis hulle die hakies, soms sit hulle die verkeerde hakies in. Die kliënt keer terug en finaliseer die instellings.
Op 'n hoë vlak blyk hardeware-invoeging 'n volwasse toepassing van robotika te wees. Uiteindelik kan 'n aanleg volledige pons- en vormoutomatisering hê, insluitend torings, onderdeelverwydering en miskien selfs robotbuiging. Al hierdie tegnologieë bedien dan 'n groot deel van die handmatige installasiesektor. Met dit alles in gedagte, hoekom nie 'n robot voor 'n masjien plaas om toerusting te installeer nie?
Oor die afgelope 20 jaar het Boggs met baie fabrieke saamgewerk wat robotiese invoegtoerusting gebruik. Meer onlangs het hy en sy span, insluitend Haeger se hoofingenieur Sander van de Bor, gewerk om dit makliker te maak om kobotte met die invoegproses te integreer (sien Figuur 1).
Beide Boggs en VanderBose beklemtoon egter dat die fokus uitsluitlik op robotika soms die groter probleem van die invoeging van hardeware kan oorsien. Betroubare, outomatiese en buigsame installasiebedrywighede vereis baie boustene, insluitend proseskonsekwentheid en buigsaamheid.
Die ou man het verskriklik gesterf. Baie mense pas hierdie gesegde toe op meganiese ponsperse, maar dit geld ook vir perse met handmatige toevoertoerusting, hoofsaaklik vanweë die eenvoud daarvan. Die operateur plaas bevestigingsmiddels en onderdele op die onderste steun voordat hy dit handmatig in die pers plaas. Hy het die pedaal gedruk. Die ponsmasjien daal af, raak die werkstuk en skep druk om die toerusting in te voeg. Dis redelik eenvoudig – totdat iets verkeerd loop, natuurlik.
“As die operateur nie aandag gee nie, sal die gereedskap val en die werkstuk raak sonder om werklik druk toe te pas,” het Van de Bor gesê. Hoekom, wat presies? “Die ou toerusting het per ongeluk nie terugvoer gehad nie en die operateur het nie regtig daarvan geweet nie.” Die operateur kon nie sy voet op die pedale hou gedurende die hele siklus nie, wat weer kon lei tot die werking van die veiligheidstelsel van die pers. “Die boonste gereedskap het ses volt, die onderste gereedskap is geaard, en die pers moet geleidingsvermoë waarneem voordat dit druk kan opbou.”
Ouer invoegperse het ook nie die sogenaamde "tonnagevenster", wat die drukreeks is waarbinne die toerusting korrek geplaas kan word. Moderne perse mag voel dat hierdie druk te laag of te hoog is. Omdat ouer perse nie 'n tonnagevenster het nie, het Boggs verduidelik, pas operateurs soms die druk aan deur 'n klep aan te pas om die probleem op te los. "Sommige stel te hoog en ander te laag," het Boggs gesê. "Handmatige aanpassing bied baie veelsydigheid. As dit te laag is, het jy die hardeware verkeerd geïnstalleer." "Oormatige druk kan eintlik die onderdeel of die bevestigingsmiddel self vervorm."
“Ouer masjiene het ook nie meters gehad nie,” voeg Van de Boer by, “wat kon veroorsaak dat operateurs bevestigingsmiddels verloor.”
Dit mag dalk maklik lyk om hardeware met die hand in te voeg, maar die proses is moeilik om reg te stel. Om sake te vererger, vind hardeware-operasies dikwels later in die waardeketting plaas, nadat die gaping gevul en gevorm is. Toerustingprobleme kan verwoesting saai met poeierbedekking en montering, dikwels omdat 'n pligsgetroue en ywerige operateur klein foutjies maak wat in hoofpyn verander.
Figuur 1. Die kobot wys die onderdeel deur die toerusting in die pers te plaas, wat vier bakke en vier onafhanklike pendeltuie het wat die toerusting in die pers invoer. Beeld: Hagrid
Oor die jare het hardeware-invoegingstegnologie hierdie hoofpyn opgelos deur hierdie bronne van veranderlikheid te identifiseer en uit te skakel. Toerustinginstalleerders behoort nie die bron van soveel probleme te wees net omdat hulle 'n bietjie fokus aan die einde van hul skof verloor nie.
Die eerste stap in die outomatisering van passtukinstallasie, bakvoeding (sien fig. 2), elimineer die mees vervelige deel van die proses: die handmatige gryp en plaas van passtukke op die werkstuk. In 'n tradisionele bo-toevoerkonfigurasie stuur 'n koppietoevoerpers die bevestigingsmiddels af na 'n pendeltuig wat die hardeware na die boonste gereedskap voer. Die operateur plaas die werkstuk op die onderste gereedskap (aambeeld) en druk die pedaal. Die stempel word met behulp van vakuumdruk laat sak om die hardeware uit die pendeltuig te lig, wat die hardeware naby die werkstuk bring. Die pers pas druk toe en die siklus is voltooi.
Dit lyk eenvoudig, maar as jy dieper delf, kan jy 'n paar subtiele kompleksiteite vind. Eerstens moet toerusting op 'n beheerde wyse in die werkspasie ingevoer word. Dit is waar die "bootstrap"-instrument ter sprake kom. Die instrument bestaan ​​uit twee komponente. Een wat toegewy is aan posisionering, verseker dat die toerusting wat uit die bak kom, korrek geposisioneer is. Die ander verseker behoorlike segmentering, belyning en plasing van toerusting. Van daar af beweeg die toerusting deur 'n pyp na 'n pendeltuig wat die toerusting na die boonste instrument voer.
Hier is die komplikasie: Outomatiese toevoergereedskap—oriëntasie- en verdeelgereedskap, en pendeltuie—moet elke keer as die toerusting verander word, vervang en in werkende orde gehou word. Verskillende vorme van hardeware beïnvloed hoe dit krag aan die werkarea verskaf, dus is hardeware-spesifieke gereedskap bloot 'n werklikheid en kan nie buite die vergelyking ontwerp word nie.
Aangesien die operateur voor die koppiepers nie meer tyd spandeer om die toerusting op te tel (moontlik te laat sak) en op te stel nie, word die tyd tussen invoegings drasties verminder. Maar met al hierdie hardeware-spesifieke gereedskap, voeg die voerbak ook omskakelingsvermoëns by. Gereedskap vir selfdraaiende moere 832 is nie geskik vir moere 632 nie.
Om die ou tweedelige bakvoerder te vervang, moet die operateur verseker dat die oriëntasie-instrument behoorlik in lyn is met die gesplete instrument. “Hulle moes ook die bakvibrasie, lugtydsberekening en slangplasing nagaan,” het Boggs gesê. “Hulle moet die pendel- en vakuumbelyning nagaan. Kortliks, die operateur moet baie belynings nagaan om seker te maak die instrument werk soos dit moet.”
Plaatmetaaloperateurs het dikwels unieke toerustingvereistes wat moontlik te wyte is aan toegangsprobleme (die invoeg van toerusting in nou ruimtes), ongewone toerusting, of albei. Hierdie tipe installasie gebruik 'n spesiaal ontwerpte eenstuk-gereedskap. Gebaseer hierop, sê Boggs, is 'n alles-in-een-gereedskap vir 'n standaard koppiepers uiteindelik ontwikkel. Die gereedskap bevat oriëntasie- en seleksie-elemente (sien Fig. 3).
“Dit is ontwerp vir vinnige omskakelings,” sê Van de Boer. “Alle beheerparameters, insluitend lug en vibrasie, tyd en alles anders, word deur die rekenaar beheer, sodat die operateur geen skakelings of aanpassings hoef te maak nie.”
Met die hulp van deuwels bly alles in een lyn (sien fig. 4). “Die operateur hoef nie oor belyning bekommerd te wees wanneer hy omskakel nie. Dit maak altyd gelyk omdat alles in plek vassluit,” het Boggs gesê. “Gereedskap word net vasgeskroef.”
Wanneer 'n operateur 'n plaat op 'n hardewarepers plaas, rig hulle die gate in met 'n aambeeld wat ontwerp is om met bevestigingsmiddels van 'n sekere deursnee te werk. Die feit dat nuwe deursnees nuwe aambeeldgereedskap vereis, het oor die jare tot moeilike massaproduksie gelei.
Stel jou 'n fabriek voor met die nuutste sny- en buigtegnologie, vinnige outomatiese gereedskapswisseling, klein hoeveelhede of selfs volledige produksie. Die onderdeel gaan dan in 'n hardeware-insetsel, en as die onderdeel 'n ander soort hardeware benodig, gaan die operateur oor na massaproduksie. Hulle kan byvoorbeeld 'n bondel van 50 stukke insit, die aambeelde verander en dan die nuwe hardeware in die korrekte gate insit.
’n Hardewarepers met ’n toring verander die toneel. Operateurs kan nou een tipe toerusting insit, die toring draai en ’n kleurgekodeerde houer oopmaak om ’n ander tipe toerusting te akkommodeer, alles in een opstelling (sien Figuur 5).
“Afhangende van die aantal onderdele wat jy het, is dit minder waarskynlik dat jy 'n hardewareverbinding sal mis,” het Van de Bor gesê. “Jy doen die hele gedeelte in een beweging sodat jy nie 'n stap aan die einde mis nie.”
Die kombinasie van koppietoevoer en rewolwer op 'n invoegpers kan die hantering van stelle 'n werklikheid in die hardeware-afdeling maak. In 'n tipiese installasie verseker die vervaardiger dat die baktoevoer eksklusief is vir normale groot toerusting, en plaas dan minder gereeld gebruikte toerusting in kleurgekodeerde houers naby die werkarea. Wanneer operateurs 'n onderdeel optel wat veelvuldige hardeware benodig, begin hulle dit inprop deur na die masjien se piep te luister (wat aandui dat dit tyd is vir nuwe hardeware), die aambeelddraaitafel te draai, 'n 3D-beeld van die onderdeel op die beheerder te bekyk, en dan die volgende hardeware-onderdeel in te voeg.
Stel jou 'n scenario voor waar 'n operateur een stuk toerusting een vir een invoeg, outomatiese toevoer gebruik en die aambeeld se draaitafel draai soos nodig. Dit stop dan nadat die boonste gereedskap die selfvoedende bevestigingsmiddel van die pendelstuk gryp en op die werkstuk op die aambeeld val. Die beheerder sal die operateur waarsku dat die bevestigingsmiddels die verkeerde lengte is.
Soos Boggs verduidelik: “In die opstelmodus laat die pers die skuifbalk stadig sak en teken sy posisie aan. Dus, wanneer dit teen volle spoed loop en die toebehore aan die gereedskap raak, verseker die stelsel dat die lengte van die toebehore ooreenstem met die gespesifiseerde [[Toleransie] Metings buite bereik, te lank of te kort, sal 'n bevestigingsmiddellengte-fout veroorsaak. Dit is as gevolg van bevestigingsmiddelopsporing (geen vakuum in die boonste gereedskap nie, gewoonlik veroorsaak deur hardeware-toevoerfoute) en tonnemaatvenstermonitering en -instandhouding (in plaas daarvan dat die operateur 'n klep handmatig aanpas) skep 'n bewese betroubare outomatiseringstelsel.
“Hardewareperse met selfdiagnose kan 'n groot voordeel vir robotmodules wees,” het Boggs gesê. “In 'n outomatiese opstelling beweeg die robot die papier na die regte posisie en stuur 'n sein na die pers, wat in wese sê: 'Ek is in die regte posisie, gaan voort en begin die pers.'”
Die hardewarepers hou die aambeeldpenne (geïnstalleer in gate in die plaatmetaalwerkstuk) skoon. Die vakuum in die boonste pons is normaal, wat beteken dat daar bevestigingsmiddels is. Wetende van dit alles, het die pers 'n sein na die robot gestuur.
Soos Boggs sê: “Die persmasjien kyk basies na alles en sê vir die robot: ‘Goed, ek is oukei.’ Dit begin die stampsiklus en kontroleer die teenwoordigheid van bevestigingsmiddels en hul korrekte lengte. As die siklus voltooi is, maak seker dat die druk wat gebruik word om die hardeware in te voeg korrek is, en stuur dan 'n sein na die robot dat die perssiklus voltooi is. Die robot ontvang dit en weet dat alles skoon is en kan die werkstuk na die volgende gat skuif.”
Al hierdie masjientoetse, oorspronklik bedoel vir handoperateurs, bied effektief 'n goeie basis vir verdere outomatisering. Boggs en van de Boor beskryf verdere verbeterings soos sekere ontwerpe wat help om te verhoed dat velle aan die aambeeld vassit. "Soms sit bevestigingsmiddels vas na 'n stampsiklus," het Boggs gesê. "Dit is 'n inherente probleem wanneer jy materiaal saampers. Wanneer dit in die onderste gereedskap vassit, kan die operateur gewoonlik die werkstuk 'n bietjie draai om dit uit te kry."
Figuur 4. Pendelbout met dowelpen. Sodra dit opgestel is, voer die pendel die toerusting na die boonste gereedskap, wat vakuumdruk gebruik sodat die toerusting vasgemaak en na die werkstuk vervoer kan word. Die aambeeld (links onder) is op een van die vier torings geleë.
Ongelukkig het robotte nie die vaardighede van 'n menslike operateur nie. “So nou is daar persontwerpe wat help om werkstukke te verwyder, bevestigingsmiddels uit die gereedskap te stoot, sodat daar geen vassit na die perssiklus is nie.”
Sommige masjiene het verskillende keeldieptes om die robot te help om die werkstuk in en uit die werkarea te maneuvreer. Perse kan ook stutte insluit wat robotte (en handmatige operateurs, wat dit betref) help om hul werk veilig te posisioneer.
Uiteindelik is betroubaarheid die sleutel. Robotte en kobotte kan deel van die antwoord wees, wat hulle makliker maak om te integreer. “Op die gebied van samewerkende robotte het verskaffers groot vordering gemaak om dit so maklik moontlik te maak om hulle met masjiene te integreer,” het Boggs gesê, “en persvervaardigers het baie ontwikkelingswerk gedoen om te verseker dat die regte kommunikasieprotokol in plek is.”
Maar stempeltegnieke en werkswinkeltegnieke, insluitend werkstukondersteuning, duidelike (en gedokumenteerde) werkinstruksies en behoorlike opleiding speel ook 'n rol. Boggs het bygevoeg dat hy steeds oproepe ontvang oor vermiste bevestigingsmiddels en ander probleme in die hardeware-afdeling, waarvan baie met betroubare maar baie ou masjiene werk.
Hierdie masjiene mag dalk betroubaar wees, maar die installering van die toerusting is nie vir die ongeskoolde en onprofessionele nie. Onthou die masjien wat die verkeerde lengte gevind het. Hierdie eenvoudige kontrole verhoed dat 'n klein foutjie in 'n groot probleem verander.
Figuur 5. Hierdie hardewarepers het 'n draaitafel met 'n stop en vier stasies. Die stelsel het ook 'n spesiale aambeeldgereedskap wat die operateur help om moeilik bereikbare plekke te bereik. Hier word die toebehore net onder die agterste flens geplaas.
Tim Heston, Senior Redakteur van The FABRICATOR, is sedert 1998 in die metaalvervaardigingsbedryf en het sy loopbaan by die American Welding Society se Welding Magazine begin. Sedertdien het dit alle metaalvervaardigingsprosesse gedek, van stamp, buig en sny tot slyp en poleer. Hy het in Oktober 2007 by The FABRICATOR aangesluit.
FABRICATOR is Noord-Amerika se toonaangewende tydskrif vir staalvervaardiging en -vorming. Die tydskrif publiseer nuus, tegniese artikels en suksesverhale wat vervaardigers in staat stel om hul werk doeltreffender te doen. FABRICATOR is sedert 1970 in die bedryf.
Nou met volle toegang tot die FABRICATOR digitale uitgawe, maklike toegang tot waardevolle bedryfshulpbronne.
Die digitale uitgawe van The Tube & Pipe Journal is nou ten volle toeganklik en bied maklike toegang tot waardevolle bedryfshulpbronne.
Kry volle digitale toegang tot die STAMPING Journal, met die nuutste tegnologie, beste praktyke en bedryfsnuus vir die metaalstempelmark.
Nou met volle digitale toegang tot The Fabricator en Español, het jy maklike toegang tot waardevolle bedryfshulpbronne.