Gạo. 3. Một dụng cụ thay đổi nhanh, dạng cốc, một mảnh được cất giữ trong tủ bên trái để điều khiển hướng và tách thiết bị (đảm bảo căn chỉnh và định vị thiết bị đúng cách). Tủ bên phải chứa nhiều đe và thoi khác nhau.
Ron Boggs, giám đốc bán hàng và dịch vụ của Haeger Bắc Mỹ, tiếp tục nhận được những cuộc gọi tương tự từ các nhà sản xuất trong quá trình phục hồi sau đại dịch năm 2021.
Boggs cho biết, “Họ cứ nói với chúng tôi rằng, 'Này, chúng tôi thiếu chốt'. “Hóa ra là do vấn đề về nhân sự.” Khi các nhà máy tuyển dụng nhân viên mới, họ thường đưa những người thiếu kinh nghiệm, không có kỹ năng vào trước máy móc để lắp thiết bị. Đôi khi họ bỏ sót chốt, đôi khi họ lắp nhầm chốt. Khách hàng quay lại và hoàn tất cài đặt.
Ở cấp độ cao, việc lắp phần cứng có vẻ là một ứng dụng hoàn thiện của robot. Cuối cùng, một nhà máy có thể có toàn bộ quá trình đột dập và tạo hình tự động, bao gồm tháp pháo, tháo dỡ bộ phận và thậm chí có thể là uốn cong bằng robot. Tất cả các công nghệ này sau đó phục vụ một phần lớn trong lĩnh vực lắp đặt thủ công. Với tất cả những điều này trong đầu, tại sao không đặt một robot trước một máy để lắp đặt thiết bị?
Trong 20 năm qua, Boggs đã làm việc với nhiều nhà máy sử dụng thiết bị chèn rô-bốt. Gần đây hơn, ông và nhóm của mình, bao gồm cả Kỹ sư trưởng Haeger Sander van de Bor, đã làm việc để tích hợp cobots vào quy trình chèn dễ dàng hơn (xem Hình 1).
Tuy nhiên, cả Boggs và VanderBose đều nhấn mạnh rằng việc chỉ tập trung vào robot đôi khi có thể bỏ qua vấn đề lớn hơn là lắp phần cứng. Các hoạt động lắp đặt đáng tin cậy, tự động và linh hoạt đòi hỏi nhiều khối xây dựng, bao gồm tính nhất quán và tính linh hoạt của quy trình.
Ông già chết một cách khủng khiếp. Nhiều người áp dụng câu ngạn ngữ này cho máy ép đột cơ học, nhưng nó cũng áp dụng cho máy ép có thiết bị cấp liệu thủ công, chủ yếu là vì tính đơn giản của nó. Người vận hành đặt các chốt và bộ phận trên giá đỡ phía dưới trước khi lắp chúng vào máy ép bằng tay. Ông nhấn bàn đạp. Người đục lỗ hạ xuống, tiếp xúc với phôi và tạo áp lực để lắp thiết bị vào. Nó khá đơn giản – cho đến khi có trục trặc, tất nhiên rồi.
“Nếu người vận hành không chú ý, dụng cụ sẽ rơi xuống và chạm vào phôi mà không thực sự tạo áp lực”, van de Bor cho biết. Tại sao, chính xác là gì? “Thiết bị cũ không có phản hồi do nhầm lẫn và người vận hành thực sự không biết về điều đó”. Người vận hành không thể giữ chân trên bàn đạp trong toàn bộ chu kỳ, điều này có thể dẫn đến việc vận hành hệ thống an toàn của máy ép. “Dụng cụ trên cùng có sáu vôn, dụng cụ dưới cùng được nối đất và máy ép phải cảm nhận được độ dẫn điện trước khi có thể tạo áp suất”.
Máy ép chèn cũ cũng thiếu cái gọi là "cửa sổ tấn", là phạm vi áp suất mà thiết bị có thể được lắp chính xác. Máy ép hiện đại có thể cảm thấy áp suất này quá thấp hoặc quá cao. Boggs giải thích rằng vì máy ép cũ không có cửa sổ tấn nên đôi khi người vận hành phải điều chỉnh áp suất bằng cách điều chỉnh van để khắc phục sự cố. Boggs cho biết: "Một số điều chỉnh quá cao và một số điều chỉnh quá thấp". "Điều chỉnh thủ công mở ra rất nhiều tính linh hoạt. Nếu quá thấp, bạn đã lắp phần cứng không đúng cách". "Áp suất quá mức thực sự có thể làm biến dạng bộ phận hoặc chính bộ phận cố định".
Van de Boer nói thêm: “Những chiếc máy cũ hơn cũng không có đồng hồ đo, điều này có thể khiến người vận hành mất các chốt cố định”.
Việc lắp phần cứng thủ công có vẻ dễ dàng, nhưng quá trình này khó sửa. Tệ hơn nữa, các hoạt động phần cứng thường diễn ra sau trong chuỗi giá trị, sau khi khoảng cách đã được lấp đầy và hình thành. Các vấn đề về thiết bị có thể gây ra sự tàn phá cho quá trình sơn tĩnh điện và lắp ráp, thường là do người vận hành tận tâm và siêng năng mắc phải những lỗi nhỏ dẫn đến đau đầu.
Hình 1. Cobot cho thấy phần lắp thiết bị vào máy ép, có bốn bát và bốn con thoi độc lập đưa thiết bị vào máy ép. Ảnh: Hagrid
Trong nhiều năm qua, công nghệ lắp phần cứng đã giải quyết được những vấn đề đau đầu này bằng cách xác định và loại bỏ các nguồn biến thiên này. Người lắp đặt thiết bị không nên là nguồn gốc của quá nhiều vấn đề chỉ vì họ mất tập trung một chút vào cuối ca làm việc.
Bước đầu tiên trong quá trình tự động hóa lắp đặt phụ kiện, nạp bát (xem hình 2), loại bỏ phần tẻ nhạt nhất của quy trình: lấy và đặt phụ kiện thủ công vào phôi. Trong cấu hình nạp trên cùng truyền thống, máy ép nạp cốc sẽ gửi các chốt xuống một con thoi nạp phần cứng vào dụng cụ trên cùng. Người vận hành đặt phôi lên dụng cụ dưới cùng (đe) và nhấn bàn đạp. Đục được hạ xuống bằng áp suất chân không để nâng phần cứng ra khỏi con thoi, đưa phần cứng lại gần phôi. Máy ép tạo áp suất và chu trình hoàn tất.
Có vẻ đơn giản, nhưng nếu bạn đào sâu hơn, bạn có thể tìm thấy một số phức tạp tinh tế. Đầu tiên, thiết bị phải được đưa vào không gian làm việc theo cách được kiểm soát. Đây là lúc công cụ bootstrap phát huy tác dụng. Công cụ này bao gồm hai thành phần. Một thành phần chuyên định vị đảm bảo thiết bị đi ra khỏi bát được định vị chính xác. Thành phần còn lại đảm bảo phân đoạn, căn chỉnh và sắp xếp thiết bị đúng cách. Từ đó, thiết bị di chuyển qua một đường ống đến một con thoi đưa thiết bị vào công cụ trên cùng.
Đây là sự phức tạp: Các công cụ tự động nạp liệu—các công cụ định hướng và chia, và các con thoi—cần được thay thế và bảo trì để hoạt động bình thường mỗi khi thiết bị được thay đổi. Các dạng phần cứng khác nhau ảnh hưởng đến cách nó cung cấp năng lượng cho khu vực làm việc, vì vậy các công cụ dành riêng cho phần cứng chỉ là một thực tế và không thể được thiết kế ra ngoài phương trình.
Vì người vận hành trước máy ép cốc không còn phải dành thời gian nhấc (có thể hạ) và lắp đặt thiết bị nữa nên thời gian giữa các lần chèn được giảm đáng kể. Nhưng với tất cả các công cụ dành riêng cho phần cứng này, bát nạp cũng bổ sung khả năng chuyển đổi. Các công cụ để tự siết chặt đai ốc 832 không phù hợp với đai ốc 632.
Để thay thế bộ nạp bát hai mảnh cũ, người vận hành phải đảm bảo rằng dụng cụ định hướng được căn chỉnh đúng với dụng cụ tách. Boggs cho biết "Họ cũng phải kiểm tra độ rung của bát, thời gian cấp khí và vị trí đặt ống". "Họ phải kiểm tra sự căn chỉnh của con thoi và chân không. Tóm lại, người vận hành phải kiểm tra rất nhiều sự căn chỉnh để đảm bảo dụng cụ hoạt động như mong đợi".
Người vận hành tấm kim loại thường có các yêu cầu về thiết bị độc đáo có thể là do các vấn đề về khả năng tiếp cận (lắp thiết bị vào không gian chật hẹp), thiết bị bất thường hoặc cả hai. Kiểu lắp đặt này sử dụng một công cụ một mảnh được thiết kế đặc biệt. Dựa trên điều này, Boggs cho biết, một công cụ tất cả trong một cho máy ép cốc tiêu chuẩn cuối cùng đã được phát triển. Công cụ này chứa các thành phần định hướng và lựa chọn (xem Hình 3).
“Nó được thiết kế để thay đổi nhanh chóng,” van de Boer nói. “Tất cả các thông số điều khiển, bao gồm không khí và độ rung, thời gian và mọi thứ khác, đều được máy tính điều khiển, do đó người vận hành không cần phải thực hiện bất kỳ chuyển đổi hoặc điều chỉnh nào.”
Với sự trợ giúp của chốt, mọi thứ đều nằm trên một đường thẳng (xem hình 4). Boggs cho biết: “Người vận hành không phải lo lắng về sự căn chỉnh khi chuyển đổi. Mọi thứ luôn được cân bằng vì mọi thứ đều khóa vào đúng vị trí”. “Các công cụ chỉ cần vặn chặt vào”.
Khi người vận hành đặt một tấm lên máy ép kim loại, họ căn chỉnh các lỗ bằng một cái đe được thiết kế để làm việc với các chốt có đường kính nhất định. Thực tế là các đường kính mới đòi hỏi các công cụ đe mới đã dẫn đến một số sản xuất hàng loạt khó khăn trong những năm qua.
Hãy tưởng tượng một nhà máy với công nghệ cắt và uốn mới nhất, thay đổi công cụ tự động nhanh chóng, sản xuất hàng loạt nhỏ hoặc thậm chí là sản xuất toàn bộ. Sau đó, bộ phận được đưa vào một phần cứng chèn và nếu bộ phận đó yêu cầu một loại phần cứng khác, người vận hành sẽ chuyển sang sản xuất hàng loạt. Ví dụ, họ có thể chèn một lô gồm 50 chi tiết, thay đổi đe, sau đó chèn phần cứng mới vào đúng lỗ.
Máy ép phần cứng có tháp pháo thay đổi bối cảnh. Người vận hành giờ đây có thể lắp một loại thiết bị, xoay tháp pháo và mở hộp đựng có mã màu để chứa một loại thiết bị khác, tất cả trong một thiết lập (xem Hình 5).
"Tùy thuộc vào số lượng bộ phận bạn có, bạn ít có khả năng bỏ sót kết nối phần cứng hơn", van de Bor cho biết. "Bạn thực hiện toàn bộ phần trong một lần để không bỏ sót một bước nào ở cuối".
Sự kết hợp giữa bộ phận nạp cốc và tháp pháo trên máy ép chèn có thể biến việc xử lý bộ dụng cụ thành hiện thực trong bộ phận phần cứng. Trong một lần lắp đặt thông thường, nhà sản xuất đảm bảo rằng nguồn cung cấp bát chỉ dành riêng cho thiết bị lớn thông thường, sau đó đặt thiết bị ít sử dụng hơn vào các thùng chứa được mã hóa màu gần khu vực làm việc. Khi người vận hành nhặt một bộ phận cần nhiều phần cứng, họ bắt đầu cắm điện bằng cách nghe tiếng bíp của máy (báo hiệu đã đến lúc thay phần cứng mới), xoay bàn xoay đe, xem hình ảnh 3D của bộ phận đó trên bộ điều khiển, sau đó lắp phần cứng tiếp theo.
Hãy tưởng tượng một tình huống mà người vận hành lắp từng thiết bị một, sử dụng chế độ nạp tự động và xoay bàn xoay đe khi cần. Sau đó, nó dừng lại sau khi công cụ trên cùng lấy chốt tự nạp từ con thoi và thả xuống phôi trên đe. Bộ điều khiển sẽ cảnh báo người vận hành rằng chốt không đúng chiều dài.
Như Boggs giải thích, “Ở chế độ thiết lập, máy ép sẽ từ từ hạ thanh trượt xuống và ghi lại vị trí của nó. Vì vậy, khi máy chạy ở tốc độ tối đa và đồ gá chạm vào dụng cụ, hệ thống sẽ đảm bảo rằng chiều dài của đồ gá khớp với [[Dung sai] đã chỉ định. Các phép đo nằm ngoài phạm vi, quá dài hoặc quá ngắn sẽ gây ra lỗi chiều dài chốt. Điều này là do phát hiện chốt (không có chân không trong dụng cụ trên cùng, thường là do lỗi cấp phần cứng) và giám sát và bảo trì cửa sổ trọng tải (thay vì người vận hành điều chỉnh van thủ công) tạo ra một hệ thống tự động hóa đáng tin cậy đã được chứng minh.
Boggs cho biết: "Máy ép phần cứng có chức năng tự chẩn đoán có thể là một lợi thế lớn đối với các mô-đun rô-bốt". "Trong thiết lập tự động, rô-bốt di chuyển giấy đến đúng vị trí và gửi tín hiệu đến máy ép, về cơ bản là nói rằng 'Tôi đang ở đúng vị trí, hãy tiếp tục và khởi động máy ép'.
Máy ép phần cứng giữ cho các chốt đe (lắp trong các lỗ trên phôi kim loại tấm) sạch sẽ. Độ chân không trong đục trên là bình thường, có nghĩa là có chốt. Biết về tất cả những điều này, máy ép đã gửi tín hiệu đến bot.
Như Boggs nói, “Máy ép về cơ bản sẽ xem xét mọi thứ và nói với rô-bốt, 'Được rồi, tôi ổn.' Nó bắt đầu chu kỳ dập, kiểm tra sự hiện diện của các chốt và chiều dài chính xác của chúng. Nếu chu kỳ hoàn tất, hãy đảm bảo áp suất được sử dụng để lắp phần cứng là chính xác, sau đó gửi tín hiệu đến rô-bốt rằng chu kỳ ép đã hoàn tất. Rô-bốt nhận được tín hiệu này và biết rằng mọi thứ đều sạch sẽ và có thể di chuyển phôi đến lỗ tiếp theo. ”
Tất cả các kiểm tra máy này, ban đầu dành cho người vận hành thủ công, thực sự cung cấp cơ sở tốt cho quá trình tự động hóa hơn nữa. Boggs và van de Boor mô tả những cải tiến hơn nữa như một số thiết kế giúp ngăn không cho các tấm bị dính vào đe. Boggs cho biết: "Đôi khi các chốt bị kẹt sau một chu kỳ dập". "Đó là một vấn đề cố hữu khi bạn nén vật liệu. Khi vật liệu bị kẹt trong dụng cụ ở dưới cùng, người vận hành thường có thể xoay phôi một chút để lấy nó ra".
Hình 4. Bu lông con thoi có chốt định vị. Sau khi lắp đặt, con thoi đưa thiết bị vào dụng cụ trên cùng, sử dụng áp suất chân không để thiết bị có thể được cố định và vận chuyển đến phôi. Đe (dưới cùng bên trái) nằm trên một trong bốn tháp pháo.
Thật không may, robot không có kỹ năng của người vận hành. “Vì vậy, hiện nay có những thiết kế máy ép giúp tháo phôi, giúp đẩy chốt ra khỏi dụng cụ, do đó không bị kẹt sau chu kỳ ép.”
Một số máy có độ sâu họng khác nhau để giúp robot điều khiển phôi vào và ra khỏi khu vực làm việc. Máy ép cũng có thể bao gồm các giá đỡ giúp robot (và người vận hành thủ công) định vị công việc của chúng một cách an toàn.
Cuối cùng, độ tin cậy là chìa khóa. Robot và cobot có thể là một phần của câu trả lời, giúp chúng dễ tích hợp hơn. Boggs cho biết: “Trong lĩnh vực robot cộng tác, các nhà cung cấp đã có những bước tiến lớn trong việc giúp việc tích hợp chúng với máy móc trở nên dễ dàng nhất có thể và các nhà sản xuất máy ép đã thực hiện rất nhiều công việc phát triển để đảm bảo giao thức truyền thông phù hợp được triển khai”.
Nhưng các kỹ thuật dập và kỹ thuật xưởng, bao gồm hỗ trợ phôi, hướng dẫn làm việc rõ ràng (và có tài liệu) và đào tạo phù hợp cũng đóng vai trò quan trọng. Boggs nói thêm rằng ông vẫn nhận được các cuộc gọi về việc thiếu ốc vít và các vấn đề khác trong bộ phận phần cứng, nhiều vấn đề trong số đó hoạt động với các máy đáng tin cậy nhưng rất cũ.
Những máy này có thể đáng tin cậy, nhưng việc lắp đặt thiết bị không dành cho những người không có chuyên môn và không chuyên nghiệp. Hãy nhớ lại máy đã tìm thấy chiều dài sai. Kiểm tra đơn giản này ngăn ngừa một lỗi nhỏ biến thành một vấn đề lớn.
Hình 5. Máy ép phần cứng này có bàn xoay có điểm dừng và bốn trạm. Hệ thống cũng có một công cụ đe đặc biệt giúp người vận hành tiếp cận những nơi khó tiếp cận. Ở đây, các phụ kiện được lắp ngay bên dưới mặt bích phía sau.
Tim Heston, Biên tập viên cao cấp của The FABRICATOR, đã làm việc trong ngành chế tạo kim loại từ năm 1998, bắt đầu sự nghiệp của mình với Tạp chí hàn của Hiệp hội hàn Hoa Kỳ. Kể từ đó, tạp chí này đã đề cập đến tất cả các quy trình chế tạo kim loại từ dập, uốn và cắt đến mài và đánh bóng. Ông gia nhập The FABRICATOR vào tháng 10 năm 2007.
FABRICATOR là tạp chí chế tạo và tạo hình thép hàng đầu Bắc Mỹ. Tạp chí này xuất bản tin tức, bài viết kỹ thuật và những câu chuyện thành công giúp các nhà sản xuất thực hiện công việc của mình hiệu quả hơn. FABRICATOR đã hoạt động trong ngành từ năm 1970.
Bây giờ với quyền truy cập đầy đủ vào phiên bản kỹ thuật số The FABRICATOR, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.
Phiên bản kỹ thuật số của The Tube & Pipe Journal hiện đã có thể truy cập đầy đủ, giúp bạn dễ dàng tiếp cận các nguồn tài nguyên giá trị trong ngành.
Truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào Tạp chí STAMPING, nơi giới thiệu công nghệ mới nhất, các phương pháp hay nhất và tin tức ngành cho thị trường dập kim loại.
Bây giờ với quyền truy cập kỹ thuật số đầy đủ vào The Fabricator en Español, bạn có thể dễ dàng truy cập vào các nguồn tài nguyên giá trị của ngành.