Robotic Kantbankautomatisering: een praktische gids voor staalfabrikanten

Een kantbank is een van de eerlijkste machines in een productiewerkplaats. Plaats een plano tussen de stempel en de matrijs, duw en het metaal vouwt. Het probleem begint wanneer dezelfde bocht enkele honderden keren moet worden herhaald in een zwaar profiel, op een onderdeel waarvoor twee mensen nodig zijn om het op te tillen, met een tolerantie die een verschoven achteraanslag niet vergeeft. Dat is het punt waarop een robotafkantpers niet langer een nieuwigheid is en zichzelf begint terug te betalen.

We hebben meer dan twintig jaar besteed aan het bouwen van werktuigmachines voor staalfabrieken en walserijen, dus we hebben de neiging om naar buigautomatisering te kijken zoals een onderhoudsmonteur dat doet: wat houdt het vast, wat herhaalt het en wat gebeurt er om drie uur 's ochtends als niemand kijkt. In deze gids wordt uitgelegd hoe deze cellen in elkaar worden gezet, waar ze hun brood verdienen en welke details bepalen of een installatie soepel verloopt of een dagelijkse bron van frustratie wordt.

Wat een robotafkantpers werkelijk is

In de kern is een robotafkantpers een gewone hydraulische of servo-afkantpers met een industriële robot ervoor. De robot pakt een plano van een stapel of een transportband, presenteert dit aan het gereedschap, houdt het vast tijdens de slag en roteert het vervolgens voor de volgende bocht of plaatst het voltooide onderdeel op een uitgaande stapel. De kantbankbesturing en de robotbesturing wisselen voortdurend signalen uit, zodat de machine pas kan bewegen als het onderdeel goed op zijn plaats zit en de robot pas kan bewegen als de ram vrij is.

Wat een goed ontworpen cel scheidt van een robot die aan een rem is vastgeschroefd, is alles rondom die handdruk. Automatische gereedschapswisselaars halen stempels en matrijzen uit een bibliotheek en laden deze in het klemsysteem, zodat een familie onderdelen met verschillende buigradiussen in één ploegendienst kan draaien zonder dat iemand het gereedschap met de hand hoeft te verwisselen. Hoekmeetsystemen, laser of contact, controleer het eerste onderdeel en voer de correctie terug in de diepte-instelling. Offline programmeersoftware bouwt de buigvolgorde op en simuleert het robotpad voordat de eerste plano ooit wordt geladen.

Het resultaat is een machine die zich minder gedraagt ​​als een kantbank met een accessoire, maar meer als een kleine productielijn: plano's erin, vormstukken eruit, waarbij de operator toezicht houdt in plaats van optilt.

Waarom de economie werkt

Buigen is een bewerking met lage snelheid en veel variatie. De ram beweegt een seconde of twee; de afhandeling eromheen duurt tien tot twintig. Die verhouding is precies de reden waarom automatisering de rekenkunde van een taak zo dramatisch verandert, en waarom de berekening van de terugverdientijd moet worden gebaseerd op onderdelen in plaats van op tonnage.

Drie winsten komen meestal als eerste naar voren. Consistentie is de meest betrouwbare: een robot presenteert elke plano in dezelfde positie en onder dezelfde hoek, waardoor de spreiding van de afgewerkte hoeken over een batch kleiner wordt en het schroot daalt. Arbeid komt op de tweede plaats. Zware of lastige onderdelen zijn niet langer een ergonomisch probleem, één operator kan toezicht houden op een cel in plaats van de hele dag aan een machine te staan, en het tekort aan ervaren remoperators bepaalt niet langer het ploegenschema. Doorvoer is de derde, maar er is een voorbehoud nodig, omdat een robot niet in alle gevallen sneller buigt dan een bekwame hand. Het voordeel komt tot uiting in langere runs, in delen met meerdere bochten waar flippen en herpositioneren domineren, en in het feit dat het na de lunch niet vertraagt.

De delen van de cel die de uitkomst bepalen

Robot en grijper

Laadvermogen, reikwijdte en montagepositie bepalen de praktische afmetingen van het onderdeel. Een op de vloer gemonteerde robot met zes assen is de gebruikelijke keuze; een zevende as of een rail verlengt het werkbereik voor lange onderdelen. De grijper verdient meer technische aandacht dan gewoonlijk. Vacuümcups zijn geschikt voor platte, schone plano's, magneten zijn geschikt voor ferroplaten en een dubbele grijper die het binnenkomende plano en het afgewerkte onderdeel tegelijk vasthoudt, kan de verwerkingstijd merkbaar verkorten. Wat de keuze ook is, de grijper moet het onderdeel stevig genoeg vasthouden zodat het tijdens de slag niet verschuift.

Tooling en de machine-interface

Automatische opspanning en een gereedschapsbibliotheek maken de omschakeling van een handmatige klus tot een programmastap, maar ze lonen alleen als de onderdelenfamilie daadwerkelijk een kleine set gereedschappen deelt. Een rem met een moderne besturing, nauwkeurige diepteregeling en een snelle interface met de robot zijn belangrijker dan de ruwe tonnage.

Deelpresentatie en stroom

Een briljante robot, gevoed door een slecht georganiseerde pallet, is een langzame robot. Ontstapelaars, indexeertafels en eenvoudige transportbanden zijn meestal het geld waard, omdat ze de cel laten draaien zonder dat een operator de plano's om de paar minuten opnieuw moet positioneren.

Programmering en simulatie

Met offline programmeren kunt u de buigvolgorde bewijzen, controleren op botsingen en bevestigen dat de robot elke bocht kan bereiken zonder het onderdeel tegen de ram te laten botsen. Winkels die simulatie overslaan, besteden de eerste weken doorgaans aan het debuggen in de productie.

Waar buigautomatisering past in een staalfabriek

De meeste robotbuigcellen die we zien, staan niet in werkplaatsen die eenmalige beugels maken. Ze zitten in operaties waar plaat een dagelijkse input is en dezelfde families van onderdelen maand na maand terugkomen: frames, loopbrugpanelen, steunconstructies en de gevormde secties die een walserij omringen. In die fabrieken is buigen één schakel in een ketting die begint bij de spoel en eindigt bij een samengestelde structuur. automatisering en procescontrole in walserijen geldt stroomafwaarts bij de rem.

Rollen zijn een goede illustratie. De vlakheid en dikte van de plaat die in een rem gaat, zijn afhankelijk van het roloppervlak dat de plaat produceerde; een versleten of slecht gedraaide rol komt tot uiting in diktevariaties en oppervlaktesporen die geen enkele buigvaardigheid kan verbergen. Dat is de reden waarom de rollenwinkelkant van de fabriek er mee te maken heeft CNC-roldraaibanken en slijpmachines, maakt deel uit van hetzelfde kwaliteitsgesprek als de vormapparatuur.

CK8465-P Zware precisie CNC-roldraaibank Een heavy-duty CNC-roldraaibank voor grote rolprofielen, met een capaciteit van Ø650 mm bij 3.000 mm en een middenbelasting van 4.000 kg. Bekijk Product →

Een zware machine zoals de CK8465-P is bijvoorbeeld gebouwd om rolprofielen en oppervlakteafwerking binnen een voorspelbare band op grote, zware werkstukken te houden, wat dezelfde belofte is die een buigcel doet aan de onderdelen die hij vormt: de geometrie die u op het eerste stuk hebt goedgekeurd, is de geometrie die u op het laatste krijgt.

SK001-5 CNC-rolringslijpmachine met hoge stijfheid Een CNC-rollenringslijpmachine met hoge stijfheid voor het afwerken van ringvormige rollen, met een slijpbereik van Ф100–Ф400 mm en een oppervlakteruwheid van Ra0,4 μm. Bekijk Product →

Voor ringvormige rollen en geharde werkrollen is slijpen vaak de afwerkingsstap in plaats van draaien, en een ringslijpmachine met hoge stijfheid doet voor het roloppervlak wat een goed afgestelde rem doet voor de buighoek. Dit is allemaal geen buigapparatuur, maar het is wel dezelfde discipline: meten, corrigeren en de machine laten herhalen wat de operator de eerste keer goed had.

Een configuratie kiezen

Een verstandig specificatieproces gaat van het onderdeel terug naar de machine, en niet andersom. De vragen die we ons eerst zouden stellen zijn de volgende:

1. Wat zijn de onderdeelfamilies, de afmetingen en het gewicht van de blanco's, en hoeveel bochten heeft elk onderdeel?
2. Welke buiglengte en tonnage zijn nodig met vrije ruimte voor toekomstig werk, en niet alleen voor het zwaarste onderdeel van vandaag?
3. Is automatische gereedschapswissel gerechtvaardigd door de verscheidenheid aan radiussen, of geldt dat ook voor vast gereedschap?
4. Welke robotlading, reikwijdte en montageopstelling dekt het volledige bereik, inclusief de lastige laatste bocht?
5. Hoe komen de plano's aan en hoe gaan de afgewerkte onderdelen weg, en hoe vaak moet iemand ingrijpen?
6. Ondersteunt de software offline programmeren, simulatie en het eenvoudig oproepen van recepten?
7. Welke bewaking, lichtgordijnen en dempingsvoorzieningen komen overeen met de risicobeoordeling?
8. Wie leidt de operators op en wie onderhoudt de grijper en het gereedschap het eerste jaar?

Veiligheid en naleving

Een robotbuigcel concentreert energie in een kleine ruimte: een ram die met vele tonnen kracht sluit en een robotarm die een zware stalen plano draagt. Een formele risicobeoordeling is het uitgangspunt, gevolgd door een beveiligingsconcept dat de operator scheidt van de bewegende envelop zonder dat het laden van de cel onmogelijk wordt. Lichtgordijnen met demping, onderling vergrendelde toegangspoorten, mechanische bevestiging op de grijper, zodat er bij een vacuümstoring geen onderdeel kan vallen, en controles op terugvering zijn allemaal standaardonderdelen van een competent ontwerp. Bij inzet van collaboratieve robots horen de geldende veiligheidsnormen en een gedocumenteerde kracht- en snelheidsvalidatie in het dossier en niet in een brochure.

Veelvoorkomende valkuilen

• De robot kopen voordat de onderdelenstroom in kaart wordt gebracht en vervolgens ontdekken dat de blanco's in het verkeerde formaat aankomen.
• Het ontwerp van de grijper beschouwen als een bijzaak en de nauwkeurigheid verliezen door het slippen van onderdelen.
• Het onderschatten van de omsteltijd, waardoor de business case voor gevarieerd werk stilletjes wordt uitgehold.
• Simulatie overslaan en botsingsproblemen oplossen tijdens betaalde productie-uren.
• Elke kleine batch door de cel forceren in plaats van eenmalig werk op een handmatige rem te laten staan.
• Het verwaarlozen van het onderhoud van de grijper en het gereedschap totdat kleine positioneringsfouten schroot worden.

Robotafkantpersen zijn geen universeel antwoord, en dat is ook niet de bedoeling. Ze zijn een krachtig antwoord voor winkels en staalfabrieken die keer op keer dezelfde familie van zware onderdelen vormen, waar consistentie, ergonomie en voorspelbare arbeidskosten belangrijker zijn dan de flexibiliteit van een vaardige hand aan de machine. Zorg dat de onderdelenstroom, de grijper en de omschakelstrategie goed zijn, en de cel doet stilletjes waarvoor hij is gekocht, ploegendienst na ploegendienst, zonder iemand te vragen nog een keer een blanco stuk van veertig kilogram op te tillen.