3. ábra. A bal oldali szekrényben tárolt, egy darabból álló, csészeadagolású, gyorsan cserélhető szerszám vezérli a berendezések tájolását és elválasztását (biztosítja a berendezések megfelelő beállítását és pozicionálását). A jobb oldali szekrényben különféle üllők és zsilipelők találhatók.
Ron Boggs, a Haeger North America értékesítési és szervizmenedzsere továbbra is hasonló hívásokat kap a gyártóktól a 2021-es világjárvány utáni kilábalás során.
„Folyton azt mondták nekünk, hogy »Hé, hiányoznak a rögzítőelemek«” – mondta Boggs. „Kiderült, hogy ez személyzeti probléma miatt volt.” Amikor a gyárak új alkalmazottakat vettek fel, gyakran tapasztalatlan, képzetlen embereket állítottak a gépek elé, hogy behelyezzék a berendezéseket. Néha eltévesztik a kapcsokat, néha rossz kapcsokat tesznek be. Az ügyfél visszatér és véglegesíti a beállításokat.
Magas szinten a hardverbeillesztés a robotika kiforrott alkalmazásának tűnik. Végül egy üzem teljes lyukasztó- és formázóautomatizálással rendelkezhet, beleértve a tornyokat, az alkatrész-eltávolítást és talán még a robotizált hajlítást is. Mindezek a technológiák a kézi szerelési szektor nagy részét szolgálják ki. Mindezt szem előtt tartva, miért ne lehetne egy robotot egy gép elé helyezni a berendezések telepítéséhez?
Az elmúlt 20 évben Boggs számos olyan gyárral dolgozott együtt, amelyek robotizált beültető berendezéseket használtak. Újabban ő és csapata, köztük Sander van de Bor, a Haeger főmérnöke azon dolgozik, hogy megkönnyítse a kobotok integrálását a beültetési folyamatba (lásd az 1. ábrát).
Boggs és VanderBose is hangsúlyozzák azonban, hogy a kizárólag a robotikára való összpontosítás néha figyelmen kívül hagyhatja a hardver behelyezésének nagyobb problémáját. A megbízható, automatizált és rugalmas telepítési műveletekhez számos építőelemre van szükség, beleértve a folyamatok következetességét és rugalmasságát.
Az öregember szörnyű halált halt. Sokan ezt a mondást a mechanikus lyukasztóprésekre alkalmazzák, de a kézi adagolású berendezésekre is vonatkozik, főleg az egyszerűségük miatt. A kezelő a rögzítőelemeket és az alkatrészeket az alsó tartóra helyezi, mielőtt manuálisan behelyezi őket a présbe. Megnyomta a pedált. A lyukasztó leereszkedik, érintkezik a munkadarabbal, és nyomást hoz létre a berendezés behelyezéséhez. Elég egyszerű – persze amíg valami baj nem történik.
„Ha a kezelő nem figyel, a szerszám leesik és hozzáér a munkadarabhoz anélkül, hogy ténylegesen nyomást fejtene ki” – mondta van de Bor. Miért, pontosan mit? „A régi berendezésnek véletlenül nem volt visszacsatolása, és a kezelő nem igazán tudott róla.” A kezelő nem tudta a teljes ciklus alatt a pedálokon tartani a lábát, ami viszont a prés biztonsági rendszerének működésbe lépéséhez vezethetett. „A felső szerszám hat voltos, az alsó szerszám földelt, és a présnek érzékelnie kell a vezetőképességet, mielőtt nyomást tudna létrehozni.”
A régebbi betétprésekből hiányzik az úgynevezett „űrtartalom-ablak”, ami az a nyomástartomány, amelyen belül a berendezés helyesen behelyezhető. A modern prések úgy érezhetik, hogy ez a nyomás túl alacsony vagy túl magas. Mivel a régebbi préseknek nincs űrtartalom-ablakuk, magyarázta Boggs, a kezelők néha egy szelep beállításával állítják be a nyomást a probléma megoldása érdekében. „Vannak, akik túl magasra, mások túl alacsonyra hangolják” – mondta Boggs. „A kézi beállítás sokoldalúságot kínál. Ha túl alacsony, akkor helytelenül szerelte be a hardvert.” „A túlzott nyomás valójában deformálhatja az alkatrészt vagy magát a rögzítőelemet.”
„A régebbi gépeken ráadásul nem voltak mérőórák” – teszi hozzá van de Boer –, „ami miatt a kezelők elveszíthették a rögzítőelemeket.”
A vasalatok kézi behelyezése egyszerűnek tűnhet, de a folyamatot nehéz megjavítani. Ráadásul a vasalatokkal kapcsolatos műveletek gyakran később történnek az értékláncban, miután a rés már ki van töltve és kialakítva. A berendezéssel kapcsolatos problémák pusztítást végezhetnek a porfestés és az összeszerelés során, gyakran azért, mert egy lelkiismeretes és szorgalmas kezelő apró hibákat vét, amelyek fejfájást okoznak.
1. ábra. A kobot a berendezés présbe helyezésével mutatja be az alkatrészt, amely négy tállal és négy független szállítószalaggal rendelkezik, amelyek a berendezést a présbe adagolják. Kép: Hagrid
Az évek során a hardverbehelyezési technológia megoldotta ezeket a fejfájásokat azáltal, hogy azonosította és kiküszöbölte ezeket az eltérések forrásait. A berendezésszerelőknek nem szabadna ennyi probléma forrásának lenniük csak azért, mert a műszakjuk végén elveszítik a fókuszt.
A szerelvények beszerelésének automatizálásának első lépése, a táladagolás (lásd a 2. ábrát), kiküszöböli a folyamat legunalmasabb részét: a szerelvények kézi megfogását és a munkadarabra helyezését. A hagyományos felső adagolású konfigurációban egy táladagolású prés küldi a rögzítőelemeket egy szállítóeszközhöz, amely a vasalatot a felső szerszámhoz adagolja. A kezelő a munkadarabot az alsó szerszámra (üllőre) helyezi, és megnyomja a pedált. A bélyeget vákuumnyomás segítségével leengedik, hogy a vasalatot kiemeljék a szállítóeszközből, közel hozva azt a munkadarabhoz. A prés nyomást fejt ki, és a ciklus befejeződik.
Egyszerűnek tűnik, de ha mélyebbre ásunk, néhány apró bonyolultságra bukkanhatunk. Először is, a berendezéseket ellenőrzött módon kell a munkaterületre juttatni. Itt jön képbe a bootstrap eszköz. Az eszköz két részből áll. Az egyik a pozicionálásra szolgál, ami biztosítja, hogy a tálból kijövő berendezések helyesen legyenek elhelyezve. A másik a berendezések megfelelő szegmentálását, igazítását és elhelyezését biztosítja. Innen a berendezések egy csövön keresztül egy szállítóeszközhöz jutnak, amely a felső szerszámhoz táplálja azokat.
Íme a bonyodalom: Az automatikus adagolású szerszámokat – az orientációs és osztószerszámokat, valamint a szállítóeszközöket – minden alkalommal ki kell cserélni és működőképes állapotban kell tartani, amikor a berendezést cserélik. A hardverek különböző formái befolyásolják a munkaterület energiaellátását, így a hardverspecifikus szerszámok egyszerűen a valóság, és nem lehet őket kizárni az egyenletből.
Mivel a présgép előtt ülő kezelőnek már nem kell időt töltenie a berendezés felvételével (esetleg leengedésével) és beállításával, a behelyezések közötti idő drasztikusan lerövidül. De mindezen hardverspecifikus szerszámokkal az adagolótál átalakítási lehetőségeket is kínál. Az önhúzó anyákhoz (832) való szerszámok nem alkalmasak a 632-es anyákhoz.
A régi, kétrészes adagolótál cseréjéhez a kezelőnek meg kell győződnie arról, hogy a tájolóeszköz megfelelően illeszkedik az osztott eszközhöz. „Ellenőrizniük kellett a tál rezgését, a levegő időzítését és a tömlő elhelyezését is” – mondta Boggs. „Ellenőrizniük kellett a szállítószalag és a vákuum beállítását. Röviden, a kezelőnek sok beállítást kell ellenőriznie, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a szerszám megfelelően működik.”
A lemezmegmunkáló szakembereknek gyakran egyedi felszerelési igényeik vannak, amelyek oka lehet a hozzáférési problémák (a berendezések szűk helyekre való behelyezése), a szokatlan berendezések, vagy mindkettő. Az ilyen típusú telepítés speciálisan tervezett, egy darabból álló szerszámot használ. Ennek alapján, mondja Boggs, végül egy univerzális szerszámot fejlesztettek ki egy szabványos csészepréshez. A szerszám tájoló és kiválasztó elemeket tartalmaz (lásd a 3. ábrát).
„Gyors átállásra tervezték” – mondja van de Boer. „Minden szabályozási paramétert, beleértve a levegőt és a rezgést, az időt és minden mást, a számítógép vezérel, így a kezelőnek nem kell semmilyen kapcsolást vagy beállítást végeznie.”
A dübelek segítségével minden egy vonalban marad (lásd a 4. ábrát). „A kezelőnek nem kell aggódnia az igazítás miatt az átalakítás során. Mindig vízszintbe kerül, mert minden a helyére rögzül” – mondta Boggs. „A szerszámokat csak fel kell csavarozni.”
Amikor egy kezelő egy lemezt helyez egy hardverprésre, egy olyan üllővel igazítja a furatokat, amelyet bizonyos átmérőjű rögzítőelemekhez terveztek. Az a tény, hogy az új átmérőkhöz új üllőszerszámok szükségesek, az évek során nehézségekbe ütközött a tömegtermelésben.
Képzeljen el egy gyárat, amely a legújabb vágó- és hajlítótechnológiával, gyors automatikus szerszámcserével, kis tételekben vagy akár teljes gyártással rendelkezik. Az alkatrész ezután egy hardverbetétbe kerül, és ha az alkatrészhez másfajta hardverre van szükség, a kezelő áttér a tömeggyártásra. Például behelyezhetnek egy 50 darabos tételt, kicserélhetik az üllőket, majd behelyezhetik az új hardvert a megfelelő furatokba.
Egy revolverfejjel ellátott hardverprés megváltoztatja a helyzetet. A kezelők mostantól egyetlen beállítással behelyezhetnek egy adott típusú berendezést, elforgathatják a revolvert, és kinyithatnak egy színkódolt tartályt egy másik típusú berendezés befogadására (lásd az 5. ábrát).
„Az alkatrészek számától függően kisebb a valószínűsége, hogy kihagy egy hardvercsatlakozást” – mondta van de Bor. „Az egész szakaszt egyetlen menetben csinálod meg, így a végén nem maradsz ki egyetlen lépésből sem.”
A betétprés csészés adagolásának és a revolverfejnek a kombinációja valósággá teheti a szerszámkészletek kezelését a hardverosztályon. Egy tipikus telepítés során a gyártó biztosítja, hogy a csészés adagolás kizárólag a normál nagyméretű berendezésekhez legyen, majd a ritkábban használt berendezéseket színkódolt tartályokba helyezi a munkaterület közelében. Amikor a kezelők felvesznek egy olyan alkatrészt, amelyhez több hardver szükséges, a csatlakoztatást a gép sípolásának meghallgatásával kezdik (ami jelzi, hogy itt az ideje az új hardvernek), az üllő forgótányérjának elforgatásával, az alkatrész 3D-s képének megtekintésével a vezérlőn, majd a következő hardveralkatrész behelyezésével kezdik meg.
Képzeljen el egy olyan forgatókönyvet, amelyben a kezelő egyesével helyez be egy berendezést az automatikus adagolás segítségével, és szükség szerint forgatja az üllő forgótányért. Ezután megáll, miután a felső szerszám megragadja az önadagoló rögzítőelemet a szállítóeszközről, és az üllőn lévő munkadarabra esik. A vezérlő figyelmezteti a kezelőt, hogy a rögzítőelemek hosszúsága nem megfelelő.
Ahogy Boggs elmagyarázza: „Beállítás módban a prés lassan leengedi a csúszkát, és rögzíti annak helyzetét. Tehát, amikor teljes sebességgel működik, és a készülék hozzáér a szerszámhoz, a rendszer biztosítja, hogy a készülék hossza megfeleljen a megadott [[Tűrés]] értéknek. A tartományon kívüli, túl hosszú vagy túl rövid mérések rögzítőelem-hossz hibát okoznak. Ez a rögzítőelem-érzékelésnek (nincs vákuum a felső szerszámban, amit általában hardveres adagolási hibák okoznak), valamint a mennyiségi ablak figyelésének és karbantartásának (ahelyett, hogy a kezelő manuálisan állítana be egy szelepet) köszönhető, ami egy bizonyítottan megbízható automatizálási rendszert hoz létre.”
„Az öndiagnózissal rendelkező hardverprések hatalmas előnyt jelenthetnek a robotmodulok számára” – mondta Boggs. „Egy automatizált beállításban a robot a megfelelő pozícióba mozgatja a papírt, és jelet küld a préshez, lényegében azt üzenve: »A megfelelő pozícióban vagyok, indítsa el a prést.«”
A hardverprés tisztán tartja az üllőcsapokat (amelyek a lemez munkadarabjának furataiba vannak behelyezve). A felső lyukasztóban a vákuum normális, ami azt jelenti, hogy vannak rögzítőelemek. Mindezt tudva a prés jelet küldött a botnak.
Ahogy Boggs mondja: „A présgép alapvetően mindent megnéz, és azt mondja a robotnak: »Rendben, jól vagyok.« Elindítja a sajtolási ciklust, ellenőrzi a rögzítőelemek meglétét és azok megfelelő hosszát. Ha a ciklus befejeződött, ellenőrizze, hogy a hardver behelyezéséhez használt nyomás megfelelő-e, majd küldjön egy jelet a robotnak, hogy a préselési ciklus befejeződött. A robot ezt veszi, és tudja, hogy minden tiszta, és áthelyezheti a munkadarabot a következő furatra.”
Mindezek a gépi ellenőrzések, amelyeket eredetileg kézi kezelőknek szántak, jó alapot nyújtanak a további automatizáláshoz. Boggs és van de Boor további fejlesztéseket írnak le, például bizonyos kialakításokat, amelyek segítenek megakadályozni, hogy a lemezek az üllőhöz ragadjanak. „A rögzítőelemek néha beragadnak egy sajtolási ciklus után” – mondta Boggs. „Ez egy velejáró probléma az anyag összenyomásakor. Amikor az beszorul az alsó szerszámba, a kezelő általában egy kicsit el tudja forgatni a munkadarabot, hogy ki tudja venni.”
4. ábra. Illesztőcsappal ellátott szállítócsavar. Beállítás után a szállítóeszköz a felső szerszámhoz továbbítja a berendezést, amely vákuumnyomást használ, így a berendezés rögzíthető és a munkadarabhoz szállítható. Az üllő (balra lent) a négy revolverfej egyikén található.
Sajnos a robotok nem rendelkeznek az emberi operátor képességeivel. „Ezért ma már léteznek olyan présgépek, amelyek segítenek a munkadarabok eltávolításában, segítenek a rögzítőelemek kitolásában a szerszámból, így a préselési ciklus után nincs beragadás.”
Egyes gépek különböző torokmélységgel rendelkeznek, hogy segítsék a robotot a munkadarab munkaterületre való be- és kivezetésében. A prések olyan támasztékokkal is rendelkezhetnek, amelyek segítik a robotokat (és a kézi kezelőket) a munkadarabok biztonságos pozicionálásában.
Végső soron a megbízhatóság kulcsfontosságú. A robotok és a kobotok részét képezhetik a megoldásnak, megkönnyítve integrációjukat. „Az együttműködő robotok területén a gyártók nagy előrelépéseket tettek abban, hogy a lehető legegyszerűbbé tegyék a gépekkel való integrációjukat” – mondta Boggs –, „és a présgépgyártók rengeteg fejlesztési munkát végeztek annak biztosítása érdekében, hogy a megfelelő kommunikációs protokoll legyen érvényben.”
De a sajtolási technikák és a műhelytechnikák, beleértve a munkadarab-megtámasztást, a világos (és dokumentált) munkautasításokat és a megfelelő képzést is szerepet játszanak. Boggs hozzátette, hogy továbbra is kap hívásokat hiányzó rögzítőelemekkel és egyéb problémákkal kapcsolatban a hardver részlegen, amelyek közül sok megbízható, de nagyon régi gépekkel működik.
Ezek a gépek megbízhatóak lehetnek, de a berendezés telepítése nem a képzetlen és nem professzionális felhasználóknak való. Hívja vissza a gépet, amelyik rossz hosszúságot talált. Ez az egyszerű ellenőrzés megakadályozza, hogy egy apró hiba nagy problémává váljon.
5. ábra. Ez a hardverprés egy ütközővel ellátott forgótányérral és négy állomással rendelkezik. A rendszer egy speciális üllőszerszámmal is rendelkezik, amely segíti a kezelőt a nehezen hozzáférhető helyek elérésében. Itt a szerelvények közvetlenül a hátsó perem alá kerülnek behelyezésre.
Tim Heston, a The FABRICATOR főszerkesztője 1998 óta dolgozik a fémmegmunkáló iparban, pályafutását az American Welding Society Welding Magazine-jánál kezdte. Azóta a magazin minden fémmegmunkálási folyamatot lefed a sajtolástól, hajlítástól és vágástól kezdve a csiszolásig és polírozásig. 2007 októberében csatlakozott a The FABRICATOR-hoz.
A FABRICATOR Észak-Amerika vezető acélmegmunkálással és -alakítással foglalkozó magazinja. A magazin híreket, műszaki cikkeket és sikertörténeteket közöl, amelyek lehetővé teszik a gyártók számára, hogy hatékonyabban végezzék munkájukat. A FABRICATOR 1970 óta van jelen az iparágban.
Mostantól teljes hozzáféréssel a The FABRICATOR digitális kiadásához, könnyű hozzáféréssel az értékes iparági forrásokhoz.
A The Tube & Pipe Journal digitális kiadása mostantól teljes mértékben hozzáférhető, könnyű hozzáférést biztosítva az értékes iparági forrásokhoz.
Teljes digitális hozzáférést kaphat a STAMPING Journalhoz, amely a fémbélyegző piac legújabb technológiáit, legjobb gyakorlatait és iparági híreit tartalmazza.
Mostantól a The Fabricator en Español teljes digitális hozzáférésével könnyedén hozzáférhet értékes iparági forrásokhoz.