Automatizace robotických ohraňovacích lisů: Praktický průvodce pro výrobce oceli

Ohraňovací lis je jedním z nejpoctivějších strojů v dílně. Mezi razník a matrici vložte polotovar, zatlačte a kovové záhyby. Potíž začíná, když se stejný ohyb musí opakovat několik setkrát v těžkém rozchodu, na dílu, který zvednou dva lidé, s tolerancí, která neodpouští sklouznutí zadního rozchodu. To je bod, kdy robotický ohraňovací lis přestává být novinkou a začíná platit sám za sebe.

Strávili jsme více než dvě desetiletí stavbou obráběcích strojů pro ocelárny a válcovny, takže máme tendenci dívat se na automatizaci ohýbání tak, jak to dělá technik údržby: co to drží, co to opakuje a co se děje ve tři ráno, když se nikdo nedívá. Tento průvodce vás seznámí s tím, jak jsou tyto buňky sestaveny, kde si vydělávají, a detaily, které rozhodují o tom, zda instalace proběhne hladce, nebo se stane každodenním zdrojem frustrace.

Co vlastně je robotický ohraňovací lis

Ve svém jádru je robotický ohraňovací lis obyčejný hydraulický nebo servo ohraňovací lis, před nímž stojí průmyslový robot. Robot odebírá polotovar ze stohu nebo dopravníku, předkládá jej nástrojům, drží jej během zdvihu a poté jej buď otočí k dalšímu ohybu, nebo položí hotový díl na výstupní stoh. Ovládání ohraňovacího lisu a ovládání robota si nepřetržitě vyměňují signály, takže stroj nemůže zdvihat, dokud není díl správně usazen, a robot se nemůže pohybovat, dokud není beran uvolněný.

To, co odděluje dobře navrženou buňku od robota přišroubovaného k brzdě, je vše kolem tohoto podání ruky. Automatické výměníky nástrojů vytahují razníky a matrice z knihovny a vkládají je do upínacího systému, takže řada dílů s různými poloměry ohybu může běžet během jedné směny, aniž by kdokoli ručně měnil nástroje. Systémy pro měření úhlů, laserové nebo kontaktní, zkontrolujte první část a vraťte korekci zpět do nastavení hloubky. Offline programovací software vytvoří sekvenci ohybu a simuluje dráhu robota ještě předtím, než je vůbec vložen první polotovar.

Výsledkem je stroj, který se chová méně jako ohraňovací lis s příslušenstvím a spíše jako malá výrobní linka: polotovary dovnitř, tvarované díly ven, přičemž operátor dohlíží, nikoli zvedá.

Proč ekonomie funguje

Ohýbání je nízkorychlostní a vysoce různorodá operace. Beran se na sekundu nebo dvě pohne; manipulace kolem toho trvá deset nebo dvacet. Tento poměr je přesně důvodem, proč automatizace tak dramaticky mění aritmetiku zakázky a proč musí být výpočet návratnosti postaven na součástech spíše než na tonáži.

Jako první se obvykle projeví tři zisky. Nejspolehlivější z nich je konzistence: robot předkládá každý polotovar ve stejné poloze pod stejným úhlem, takže se rozprostření hotových úhlů v dávce zužuje a odpad klesá. Práce je na druhém místě. Těžké nebo nepohodlné díly přestávají být ergonomickým problémem, jeden operátor může dohlížet na buňku místo toho, aby celý den stál u stroje, a nedostatek zkušených brzdařů přestává diktovat plán řazení. Propustnost je třetí, ale potřebuje upozornění, protože robot se v každém případě neohne rychleji než zručná ruka. Jeho výhoda se projevuje v delších bězích, ve víceobloukových partiích, kde dominuje překlápění a přemisťování, a v tom, že po obědě nezpomaluje.

Části buňky, které rozhodují o výsledku

Robot a chapadlo

Užitečné zatížení, dosah a montážní poloha nastavují praktickou velikost dílu. Běžnou volbou je šestiosý robot namontovaný na podlaze; sedmá osa nebo kolejnice prodlužují pracovní obálku pro dlouhé díly. Chapadlo si zaslouží více technické pozornosti, než se mu obvykle dostává. Vakuové misky jsou vhodné pro ploché, čisté polotovary, magnety pro železné plechy a dvojitý uchopovač, který drží příchozí polotovar a hotový díl najednou, může výrazně zkrátit dobu manipulace. Ať je volba jakákoliv, chapadlo musí držet díl dostatečně pevně, aby se během zdvihu neposouval.

Nástroje a rozhraní stroje

Automatické upínání a knihovna nástrojů promění přechod z ruční zakázky na programový krok, ale vyplatí se pouze v případě, že rodina součástí skutečně sdílí malou sadu nástrojů. Brzda s moderním ovládáním, přesným ovládáním hloubky a rychlým rozhraním pro robota záleží více než na hrubé tonáži.

Část prezentace a tok

Brilantní robot krmený špatně organizovanou paletou je pomalý robot. Destackery, indexovací stoly a jednoduché dopravníky obvykle stojí za peníze, protože umožňují buňku běžet, aniž by operátor každých pár minut přemisťoval polotovary.

Programování a simulace

Offline programování vám umožní prokázat sekvence ohybů, zkontrolovat kolize a potvrdit, že robot může dosáhnout každého ohybu, aniž by se součást zachytila o beran. Obchody, které simulaci vynechají, mají tendenci trávit první týdny laděním ve výrobě.

Kde se hodí automatizace ohýbání v ocelárně

Většina robotických ohýbacích buněk, které vidíme, není v dílnách vyrábějících jednorázové držáky. Sedí v provozech, kde je plech denním vstupem a stejné skupiny dílů se vracejí měsíc po měsíci: rámy, lávkové panely, podpůrné konstrukce a tvarované sekce, které obklopují válcovací stolici. V těchto závodech je ohýbání jedním článkem v řetězu, který začíná na cívce a končí na sestavené konstrukci, a stejné myšlení v pozadí automatizace a řízení procesů ve válcovnách platí po proudu u brzdy.

Rohlíky jsou dobrou ilustrací. Plochost a rozměr desky, která jde do brzdy, závisí na povrchu válce, který ji vytvořil; opotřebený nebo špatně natočený válec se projevuje jako kolísání tloušťky a povrchové stopy, které nemůže skrýt žádná dovednost ohýbání. To je důvod, proč válcovna strana závodu, s jeho CNC válcové soustruhy a brusky, je součástí stejně kvalitní konverzace jako formovací zařízení.

CK8465-P Vysoce výkonný přesný CNC válcový soustruh Odolný CNC válcový soustruh pro velké profily válců s kapacitou Ø 650 mm x 3 000 mm a zatížením mezi středy 4 000 kg. Zobrazit produkt →

Těžký stroj, jako je například CK8465-P, je zkonstruován tak, aby udržoval profily válců a povrchovou úpravu uvnitř předvídatelného pásu na velkých, těžkých obrobcích, což je stejný příslib, jaký dává ohýbací buňka dílům, které tvoří: geometrie, kterou jste schválili na prvním kusu, je geometrie, kterou získáte na posledním.

SK001-5 Vysoce tuhá CNC válcová bruska CNC válcová prstencová bruska s vysokou tuhostí pro dokončování prstencových válců s rozsahem broušení 100–Ф400 mm a drsností povrchu Ra0,4 μm. Zobrazit produkt →

U prstencových válců a kalených pracovních válců je broušení často dokončovacím krokem spíše než soustružení a prstencová bruska s vysokou tuhostí dělá pro povrch válce to, co dobře nastavená brzda pro úhel ohybu. Nic z toho není ohýbací zařízení, ale je to stejná disciplína: změřte, opravte a nechte stroj opakovat to, co se operátorovi povedlo hned napoprvé.

Výběr konfigurace

Rozumný proces specifikace postupuje od dílu zpět ke stroji, nikoli naopak. Otázky, které bychom si položili jako první, jsou tyto:

1. Jaké jsou rodiny součástí, velikosti a hmotnosti polotovarů a kolik ohybů nese každý díl?
2. Jaká délka ohybu a tonáž jsou potřeba s prostorem pro hlavu pro budoucí práci, nejen pro dnešní nejtěžší součást?
3. Je automatická výměna nástroje odůvodněna rozmanitostí poloměrů, nebo bude stačit pevné nástroje?
4. Jaké užitečné zatížení, dosah a montážní uspořádání robota pokrývá celou obálku, včetně nepříjemného posledního ohybu?
5. Jak budou přicházet polotovary a odcházet hotové díly a jak často bude muset někdo zasahovat?
6. Podporuje software offline programování, simulaci a přímé vyvolání receptů?
7. Jaké střežení, světelné závěsy a ztlumení odpovídají posouzení rizik?
8. Kdo školí operátory a kdo udržuje chapadlo a nástroje během prvního roku?

Bezpečnost a dodržování předpisů

Robotická ohýbací buňka soustřeďuje energii do malého prostoru: beran uzavírající se mnoha tunami síly a robotické rameno nesoucí těžký ocelový polotovar. Výchozím bodem je formální posouzení rizik, po němž následuje koncepce ochrany, která odděluje operátora od pohybující se obálky, aniž by znemožnila zatížení buňky. Světelné závory s tlumením, blokované přístupové brány, mechanické zajištění na chapači, aby při selhání vakua nemohlo dojít k vypadnutí části, a kontroly odpružení, to vše jsou standardní součásti kompetentního designu. Tam, kde se používají kolaborativní roboti, patří platné bezpečnostní normy a dokumentovaná validace síly a rychlosti do souboru, nikoli do brožury.

Běžná úskalí

• Nákup robota před mapováním toku dílů a následné zjištění polotovarů dorazí ve špatném formátu.
• Zacházení s konstrukcí chapadla jako s dodatečným nápadem a ztrátou přesnosti kvůli prokluzování součásti.
• Podcenění doby přechodu na euro, které tiše nahlodává obchodní argumenty o různorodé práci.
• Přeskakování simulace a ladění problémů s kolizemi během placených výrobních hodin.
• Protlačit každou malou dávku buňkou namísto ponechání jednorázové práce na ruční brzdě.
• Zanedbávání údržby chapače a nástrojů, dokud se z malých chyb polohování nestane odpad.

Robotické ohraňovací lisy nejsou univerzální odpovědí a ani tak být nemají. Jsou silnou odpovědí pro obchody a ocelárny, které znovu a znovu tvoří stejné rodiny těžkých dílů, kde záleží na konzistenci, ergonomii a předvídatelných mzdových nákladech více než na flexibilitě zručné ruky u stroje. Nastavte tok dílů, uchopovač a strategii výměny správně a buňka tiše bude dělat to, pro co byla koupena, směnu za směnou, aniž by někoho požádala, aby ještě jednou zvedl čtyřicetikilogramový polotovar.