Automatizácia robotických ohraňovacích lisov: Praktická príručka pre výrobcov ocele

Ohraňovací lis je jedným z najčestnejších strojov v dielni. Vložte polotovar medzi razidlo a matricu, zatlačte a kovové záhyby. Problém začína, keď sa rovnaký ohyb musí zopakovať niekoľko stokrát v ťažkom rozchode, na diele, ktorý zdvíhajú dvaja ľudia, s toleranciou, ktorá neodpúšťa prešmyknutý zadný doraz. To je bod, kedy robotický ohraňovací lis prestáva byť novinkou a začína platiť sám za seba.

Strávili sme viac ako dve desaťročia budovaním obrábacích strojov pre oceliarne a valcovne, takže máme tendenciu pozerať sa na automatizáciu ohýbania tak, ako to robí technik údržby: čo to drží, čo to opakuje a čo sa deje o tretej ráno, keď sa nikto nepozerá. Tento sprievodca vás oboznámi s tým, ako sú tieto bunky zostavené, kde si zarábajú na svoj majetok a podrobnosti, ktoré rozhodujú o tom, či inštalácia prebehne hladko alebo sa stane každodenným zdrojom frustrácie.

Čo je to vlastne robotická ohraňovacia brzda

Vo svojom jadre je robotický ohraňovací lis obyčajný hydraulický alebo servo ohraňovací lis, pred ktorým stojí priemyselný robot. Robot vyberie polotovar zo stohu alebo dopravníka, predloží ho nástrojom, pridrží ho počas zdvihu, potom ho otočí na ďalší ohyb alebo hotový diel položí na odchádzajúci stoh. Ovládanie ohraňovacieho lisu a ovládanie robota si neustále vymieňajú signály, takže stroj nemôže zdvihnúť, kým nie je diel správne usadený, a robot sa nemôže pohybovať, kým sa baran neuvoľní.

To, čo oddeľuje dobre skonštruovanú bunku od robota priskrutkovaného k brzde, je všetko okolo tohto podania ruky. Automatické meniče nástrojov vyťahujú razníky a matrice z knižnice a vkladajú ich do upínacieho systému, takže skupina dielov s rôznymi polomermi ohybu môže bežať za jednu zmenu bez toho, aby ktokoľvek ručne menil nástroje. Systémy na meranie uhla, laserové alebo kontaktné, skontrolujte prvú časť a vráťte korekciu späť do nastavenia hĺbky. Offline programovací softvér vytvára sekvenciu ohybu a simuluje dráhu robota ešte predtým, ako sa vôbec vloží prvý polotovar.

Výsledkom je stroj, ktorý sa správa menej ako ohraňovací lis s príslušenstvom a viac ako malá výrobná linka: polotovary dovnútra, tvarované diely von, pričom operátor namiesto zdvíhania dohliada.

Prečo ekonomika funguje

Ohýbanie je nízkorýchlostná a rôznorodá operácia. Baranidlo sa na sekundu alebo dve pohne; manipulácia okolo toho trvá desať alebo dvadsať. Tento pomer je presne dôvodom, prečo automatizácia tak dramaticky mení aritmetiku práce a prečo musí byť výpočet návratnosti postavený na súčiastkach a nie na tonáži.

Tri zisky sa zvyknú prejaviť ako prvé. Konzistencia je z nich najspoľahlivejšia: robot predloží každý polotovar v rovnakej polohe pod rovnakým uhlom, takže rozloženie hotových uhlov v dávke sa zužuje a odpad klesá. Práca je na druhom mieste. Ťažké alebo nepohodlné diely prestávajú byť ergonomickým problémom, jeden operátor môže dohliadať na bunku namiesto toho, aby celý deň stál pri stroji, a nedostatok skúsených operátorov bŕzd prestáva diktovať plán zmien. Priepustnosť je tretia, ale potrebuje varovanie, pretože robot sa v každom prípade neohne rýchlejšie ako zručná ruka. Jeho výhoda sa prejavuje v dlhších behoch, v partiách s viacerými zákrutami, kde dominuje preklápanie a premiestňovanie a v tom, že po obede nespomaľuje.

Časti bunky, ktoré rozhodujú o výsledku

Robot a chápadlo

Užitočné zaťaženie, dosah a montážna poloha nastavujú praktickú veľkosť dielu. Bežnou voľbou je šesťosový robot namontovaný na podlahe; siedma os alebo koľajnica rozširuje pracovný priestor pre dlhé diely. Uchopovač si zaslúži väčšiu inžiniersku pozornosť, ako sa mu zvyčajne dostáva. Vákuové misky vyhovujú plochým, čistým prírezom, magnety železnej doske a dvojité chápadlo, ktoré drží prichádzajúci prírez a hotový diel naraz, môže výrazne skrátiť čas manipulácie. Bez ohľadu na výber musí uchopovač držať diel dostatočne pevne, aby sa počas zdvihu neposunul.

Nástroje a rozhranie stroja

Automatické upínanie a knižnica nástrojov zmenia prechod z manuálnej úlohy na krok programu, ale vyplatia sa len vtedy, ak rodina dielov skutočne zdieľa malú sadu nástrojov. Brzda s moderným ovládaním, presným ovládaním hĺbky a rýchlym rozhraním pre robota záleží viac ako na surovej tonáži.

Prezentácia časti a tok

Geniálny robot napájaný zle organizovanou paletou je pomalý robot. Destackery, indexovacie stoly a jednoduché dopravníky zvyčajne stoja za peniaze, pretože umožňujú prevádzku bunky bez toho, aby operátor každých pár minút premiestňoval polotovary.

Programovanie a simulácia

Offline programovanie vám umožňuje overiť sekvencie ohybov, skontrolovať kolízie a potvrdiť, že robot môže dosiahnuť každý ohyb bez toho, aby zachytil súčiastku o baranidlo. Obchody, ktoré preskočia simuláciu, zvyčajne prvé týždne trávia ladením vo výrobe.

Kde sa hodí automatizácia ohýbania v oceliarni

Väčšina robotických ohýbacích buniek, ktoré vidíme, nie je v dielňach na výrobu jednorazových držiakov. Sedia v prevádzkach, kde je doska denným vstupom a rovnaké skupiny dielov sa vracajú mesiac čo mesiac: rámy, chodníkové panely, nosné konštrukcie a tvarované časti, ktoré obklopujú valcovňu. V týchto závodoch je ohýbanie jedným článkom v reťazi, ktorý začína na cievke a končí na zmontovanej konštrukcii a za tým istým myslením automatizácia a riadenie procesov vo valcovniach pôsobí po prúde pri brzde.

Rolky sú dobrou ilustráciou. Plochosť a rozmer dosky, ktorá ide do brzdy, závisí od povrchu valca, ktorý ju vytvoril; opotrebovaný alebo zle otočený valec sa prejavuje ako variácia hrúbky a povrchové stopy, ktoré žiadna zručnosť ohýbania nedokáže skryť. To je dôvod, prečo roll shop strana závodu, s jeho CNC valcové sústruhy a brúsky, je súčasťou rovnako kvalitného rozhovoru ako formovacie zariadenie.

CK8465-P Vysokovýkonný presný CNC sústruh Odolný CNC valcový sústruh pre veľké profily valcov, s kapacitou Ø 650 mm x 3 000 mm a medzistredovým zaťažením 4 000 kg. Zobraziť produkt →

Vysokovýkonný stroj, akým je napríklad CK8465-P, je skonštruovaný tak, aby udržal profily valcov a povrchovú úpravu v predvídateľnom páse na veľkých a ťažkých obrobkoch, čo je rovnaký prísľub, aký dáva ohýbacia bunka dielom, ktoré tvorí: geometria, ktorú ste schválili na prvom kuse, je geometria, ktorú získate na poslednom.

SK001-5 CNC valcová brúska s vysokou tuhosťou CNC valcová prstencová brúska s vysokou tuhosťou na dokončovanie kotúčov prstencového typu s rozsahom brúsenia 100 – 400 mm a drsnosťou povrchu Ra0,4 μm. Zobraziť produkt →

Pre valce prstencového typu a kalené pracovné valce je brúsenie často skôr dokončovacím krokom ako sústruženie a prstencová brúska s vysokou tuhosťou robí pre povrch valca to, čo dobre nastavená brzda pre uhol ohybu. Nič z toho nie je ohýbacie zariadenie, ale je to rovnaká disciplína: zmerajte, opravte a nechajte stroj zopakovať to, čo sa operátorovi podarilo na prvý raz.

Výber konfigurácie

Rozumný proces špecifikácie prechádza od dielu dozadu k stroju, nie naopak. Otázky, ktoré by sme si položili ako prvé, sú tieto:

1. Aké sú rodiny dielov, veľkosti a hmotnosti polotovarov a koľko ohybov nesie každý diel?
2. Aká dĺžka ohybu a tonáž sú potrebné s ohľadom na priestor pre budúcu prácu, nielen pre dnešnú najťažšiu časť?
3. Je automatická výmena nástrojov opodstatnená rozmanitosťou polomerov alebo áno?
4. Aké užitočné zaťaženie robota, dosah a montážne usporiadanie pokrýva celú obálku vrátane nepohodlného posledného ohybu?
5. Ako budú prichádzať polotovary a odchádzať hotové diely a ako často bude musieť niekto zasahovať?
6. Podporuje softvér offline programovanie, simuláciu a jednoduché vyvolanie receptov?
7. Aké stráženie, svetelné závesy a tlmiace opatrenia zodpovedajú hodnoteniu rizika?
8. Kto školí operátorov a kto udržiava uchopovač a nástroje počas prvého roka?

Bezpečnosť a súlad

Robotická ohýbacia bunka koncentruje energiu v malom priestore: baranidlo, ktoré sa zatvára s mnohými tonami sily, a rameno robota nesúce ťažký oceľový polotovar. Východiskovým bodom je formálne posúdenie rizika, po ktorom nasleduje koncepcia stráženia, ktorá oddeľuje operátora od pohybujúcej sa obálky bez toho, aby sa bunka nedala načítať. Svetelné závory s tlmením, blokované prístupové brány, mechanické uchytenie na chápadle, aby zlyhanie vákua nemohlo vypadnúť súčiastku, a kontroly odpruženia, to všetko sú štandardné súčasti kompetentného dizajnu. Ak sa používajú kolaboratívne roboty, platné bezpečnostné normy a zdokumentované overenie sily a rýchlosti patria do súboru, nie do brožúry.

Časté úskalia

• Nákup robota pred mapovaním toku súčiastok a následné objavenie polotovarov prichádza v nesprávnom formáte.
• Konštrukciu chápadla považovať za dodatočný nápad a stratu presnosti v dôsledku kĺzania dielu.
• Podceňovanie času prechodu na euro, ktoré potichu narúša obchodný prípad o rôznorodej práci.
• Preskakovanie simulácie a ladenie problémov s kolíziou počas platených výrobných hodín.
• Pretláčanie každej malej dávky cez článok namiesto ponechania jednorazovej práce na ručnej brzde.
• Zanedbávanie údržby chápadla a nástrojov, kým sa z malých chýb polohovania nestane odpad.

Robotické ohraňovacie lisy nie sú univerzálnou odpoveďou a ani nie sú určené. Sú silnou odpoveďou pre obchody a oceliarne, ktoré znovu a znovu tvoria tie isté rodiny ťažkých dielov, kde dôslednosť, ergonómia a predvídateľné náklady na prácu sú dôležitejšie ako flexibilita šikovnej ruky pri stroji. Upravte tok dielov, chápadlo a stratégiu výmeny a bunka bude pokojne robiť to, na čo bola kúpená, smenu po zmene, bez toho, aby niekoho požiadala, aby ešte raz zdvihol štyridsaťkilogramový polotovar.