قالب پرچین اتوماتیک برای مجموعه پایه ماشین های بزرگ

یک قالب پرچ اتوماتیک طراحی شده برای پایه‌های ماشین‌های کامپیوتری بزرگ، یک مرحله مونتاژ سنتی پر زحمت و مستعد خطا را به یک فرآیند کنترل دقیق و خودکار تبدیل می‌کند. با ادغام یک قالب ساخته شده با یک بازوی رباتیک برای تغذیه پرچ و انتقال قطعه کار، سازندگان می توانند خطاهای موقعیت یابی دستی را که منجر به ناهماهنگی پرچ ها، استحکام مفصل ناسازگار، و سرعت کار مجدد می شود حذف کنند. 8-15٪ در عملیات دستی ساختار مستحکم قالب، نیروهای کوبنده ایجاد شده در طول گیرش پرچ را جذب می کند و در عین حال تراز دقیق را در سراسر ردپای کامل یک پانل پایه ماشین بزرگ حفظ می کند، که می تواند اندازه گیری کند. 400 × 500 میلی متر یا بزرگتر . نتیجه کیفیت اتصال ثابت در هر اتصال پرچ است که زمان چرخه کاهش می یابد 40-60٪ در مقایسه با تغذیه و موقعیت یابی دستی و ادغام مستقیم در خطوط تولید خودکار که در آن بازوی رباتیک قطعات کار کامل شده را بدون دخالت انسان به ایستگاه های پایین دست منتقل می کند.

چگونه تغذیه خودکار پرچ خطاهای موقعیت یابی را حذف می کند

قرار دادن پرچ دستی به مهارت اپراتور، سطح خستگی و ثبات در یک شیفت هشت ساعته بستگی دارد. مطالعات عملیات پرچ دستی در مونتاژ ورق فلزی نشان می دهد که دقت موقعیت یابی به میزان قابل توجهی پس از کاهش می یابد. 2-3 ساعت کار مداوم ، با دو برابر شدن میزان خطا در ساعات پایانی یک شیفت نسبت به ساعت اول. یک قالب پرچین خودکار که با یک بازوی رباتیک ادغام شده است، این تنوع را به طور کامل حذف می کند. بازوی رباتیک پرچ ها را از یک فیدر کاسه ارتعاشی یا سیستم توزیع نواری انتخاب می کند و هر پرچ را به لانه های مکان یابی قالب که دقیقاً ماشین کاری شده است می رساند. این لانه ها پرچ را در داخل قرار می دهند 0.05 ± میلی متر از نقطه مرکزی مشخص شده، یک تلورانس در هزاران چرخه بدون رانش حفظ می شود. پین های مکان یابی قالب و عناصر گیره به طور همزمان قطعه کار - پانل بزرگ پایه ماشین کامپیوتر - را در یک موقعیت مرجع ثابت نسبت به محور پرچ نگه می دارند. این موقعیت هماهنگ تضمین می کند که هر پرچ قبل از پایین آمدن پرس مهر زنی عمود بر سطوح جفت گیری قرار می گیرد و از کج شدن یا نیمه تنظیم شدن پرچ ها که اکثر عیوب مونتاژ دستی را تشکیل می دهند جلوگیری می کند.

توالی تغذیه پرچ و ادغام قالب

1. بازوی رباتیک با استفاده از یک گیره خلاء یا فک مکانیکی متناسب با قطر سر پرچ، معمولاً یک پرچ را از سیستم تغذیه بازیابی می کند. 3-8 میلی متر برای کاربردهای شاسی کامپیوتر
2. بازو به سمت قالب حرکت می کند و ساقه پرچ را در بوش محل تعیین شده قرار می دهد و تنها پس از تأیید عمق درج از طریق یک سنسور مجاورت یا تأیید سیستم بینایی، پرچ را آزاد می کند.
3. سیستم گیره قالب فعال می شود و فشار یکنواختی را بر روی قطعه کار اعمال می کند تا از حرکت ورق در هنگام ضربه زدن جلوگیری کند.
4. چرخه پرس مهر زنی، تغییر شکل ساقه پرچ یا فشرده سازی سر پرچ برای تشکیل اتصال مکانیکی دائمی.
5. پس از جمع شدن با فشار، بازوی رباتیک مجموعه کامل شده را انتخاب می کند و آن را به ایستگاه بعدی منتقل می کند و همزمان یک پرچ تازه را برای چرخه بعدی بازیابی می کند.

ساختار قالب برای پایداری قطعه کار با فرمت بزرگ طراحی شده است

پایه‌های ماشین‌های کامپیوتری بزرگ یک چالش خاص را ایجاد می‌کنند: اندازه آنها به این معنی است که نیروهای پرچ اعمال شده در یک گوشه می‌توانند باعث بلند شدن یا جابه‌جایی گوشه مقابل شوند، اگر قالب پشتیبانی کامل از محیط را فراهم نکند. قالب پرچ اتوماتیک این موضوع را از طریق یک صفحه پایه فولادی جوش داده شده با ضخامت حل می کند 40-60 میلی متر ، استرس پس از جوشکاری برای جلوگیری از اعوجاج در حین ماشینکاری کاهش می یابد. این صفحه پایه صفحه مرجع سفت و سختی را فراهم می کند که تمام عناصر مکان یابی، واحدهای گیره و لانه های پرچ بر روی آن سوار می شوند. قالب شامل بوش های فولادی سخت شده در هر موقعیت پرچ می شود - به طور معمول 8-20 موقعیت در هر پانل پایه بسته به طراحی شاسی - با هر بوش به صورت جداگانه قابل تعویض در صورت افزایش سایش 0.03 میلی متر فاصله قطری این طراحی مدولار به این معنی است که یک ایستگاه پرچ فرسوده نیازی به تعویض کامل قالب ندارد و با امکان نوسازی هدفمند هزینه‌های ابزارآلات طولانی مدت را کاهش می‌دهد.

سیستم گیره از محرک های پنوماتیکی یا هیدرولیکی استفاده می کند که در اطراف محیط قطعه کار توزیع شده اند و نیروی گیره کل را اعمال می کنند. 2-5 کیلو نیوتن در سراسر پانل توزیع شده است. مکان های گیره با تجزیه و تحلیل اجزای محدود سفتی ورق فلزی تعیین می شود و اطمینان حاصل می شود که هیچ ناحیه ای از پانل نمی تواند در طول ضربه پرچ ارتعاش یا منحرف شود. برای پایه های کامپیوتر فولادی با ضخامت ورق 0.8-1.5 میلی متر ، نیروی پرچ در هر مفصل معمولاً از 8-15 کیلونیوتن بسته به قطر و مواد پرچ، و ساختار قالب باید این نیروها را بدون تغییر شکل الاستیک قابل اندازه‌گیری که می‌تواند بر پرچ‌های مجاور که از قبل تنظیم شده‌اند تأثیر بگذارد، واکنش نشان دهد.

یکنواختی نیروی مهر زنی و تضمین کیفیت اتصال

کیفیت اتصال پرچ شده به تغییر شکل پرچ به هندسه خاصی بستگی دارد - خواه ارتفاع سر شکل گرفته، قطر ساقه منبسط شده یا فشرده سازی کنترل شده ورق های متصل شده. در فرآیندهای دستی یا نیمه خودکار، ضربه پرس یک بار در ابتدای یک دسته تنظیم می شود و تغییرات در سختی پرچ، ضخامت ورق یا تناژ پرس شناسایی نمی شود تا زمانی که بازرسی کیفیت مجموعه های تمام شده را رد کند. قالب پرچ اتوماتیک می‌تواند نظارت بر نیروی درون قالب را در خود داشته باشد که اوج نیروی مهر زنی را برای هر چرخه پرچ اندازه‌گیری می‌کند. این داده ها توسط یک لودسل نصب شده در رام پرس یا تعبیه شده در صفحه استریپر قالب جمع آوری می شود و امضای نیرو با یک پنجره قابل قبول مقایسه می شود - معمولاً ± 5% از نیروی پیک اسمی . یک پرچ که به نیروی غیرطبیعی کم نیاز دارد ممکن است نشان دهنده یک پرچ کم اندازه یا یک جزء ورق از دست رفته باشد. نیروی غیرعادی زیاد ممکن است نشان دهنده وجود پرچ دوبار تغذیه شده یا مواد خارجی در مفصل باشد. سیستم کنترل می تواند یک زنگ فوری را ایجاد کند و قبل از انتشار اتصالات معیوب در خط تولید، پرس را متوقف کند و کنترل کیفیت را از بازرسی پایان خط به نظارت بر فرآیند در زمان واقعی تغییر دهد.

یکپارچه سازی بازوی رباتیک و اتصال خط تولید

قالب پرچ اتوماتیک به عنوان یک ایستگاه در یک توالی تولید متصل عمل می کند، نه به عنوان یک ماشین جدا شده. بازوی رباتیکی که پرچ‌ها را به داخل قالب می‌رساند، همچنین به‌عنوان سیستم جابجایی قطعه کار عمل می‌کند، پانل‌های ورودی را از یک نوار نقاله یا پالت بالادست منتقل می‌کند و مجموعه‌های تکمیل‌شده را به ایستگاه فرآیند بعدی منتقل می‌کند. این طراحی دو کاره - ترکیبی از تغذیه پرچ و انتقال قطعه - تعداد ربات های مورد نیاز در خط را کاهش می دهد و معماری کنترل را ساده می کند. یک کنترلر ربات منفرد، توالی حمل مواد و تحویل پرچ را مدیریت می‌کند، با گیره کردن قالب و تحریک فشار از طریق ارتباط ورودی/خروجی گسسته یا فیلدباس با کنترل‌کننده ربات.

برای تولید پایه ماشین های کامپیوتری بزرگ، بازوی رباتیک معمولاً یک مدل مفصلی شش محوره با برد 1200-1800 میلی متر و ظرفیت بارگیری از 10-25 کیلوگرم ، برای کار با گیره پرچ و قطعه کار کافی است. تکرارپذیری بازو از ± 0.03-0.06 میلی متر تضمین می کند که پرچ ها به لانه های قالب تحویل داده می شوند و پانل های تکمیل شده به طور دقیق روی نوار نقاله یا پالت خروجی قرار می گیرند. سیستم های بینایی در قالب، حضور و جهت گیری پرچ را قبل از هر چرخه پرس تأیید می کنند، و یک لایه تأیید نهایی را ارائه می دهند که هر گونه ناهنجاری تغذیه را قبل از تولید مجموعه های معیوب می گیرد. این تأیید حلقه بسته به‌ویژه برای پایه‌های ماشین‌های بزرگ که در آن هزینه از بین بردن یک پانل کاملاً پردازش شده - با پرچ‌های متعدد از قبل تنظیم شده - به طور قابل‌توجهی از هزینه پرچ‌های جداگانه و زمان چرخه از دست رفته برای یک قطعه رد شده بیشتر است.

کاهش عیب از طریق کنترل فرآیند و اثبات خطا

نقص‌های انسانی در پرچ‌کاری دستی از منابع قابل پیش‌بینی ناشی می‌شود: جهت گیری نادرست میخ پرچ، موقعیت‌های از دست رفته، پرچ‌های دوبار تغذیه، و زمان ماندن فشار ناسازگار. قالب پرچ اتوماتیک هر یک از این حالت های شکست را از طریق اقدامات یکپارچه ضد خطا حذف می کند. جهت گیری پرچ به صورت مکانیکی در سیستم تغذیه کنترل می شود: فیدرهای کاسه ارتعاشی پرچ ها را بر اساس قطر سر و طول ساقه جهت می دهند و هر پرچ را که وارونه باشد یا از نظر ابعادی خارج از مشخصات باشد قبل از اینکه بازوی رباتیک آن را انتخاب کند رد می کند. موقعیت‌های از دست رفته توسط توالی برنامه‌ریزی‌شده بازوی رباتیک، که مکان‌های پرچ تکمیل‌شده را ردیابی می‌کند، جلوگیری می‌کند و تا زمانی که به هر موقعیت پرداخته نشود، به پانل بعدی نمی‌رود. تغذیه مضاعف توسط سیستم نظارت نیرو تشخیص داده می شود: یک پرچ دوبار تغذیه شده نیاز به نیروی فشاری غیرعادی بالایی دارد و باعث توقف فوری فشار می شود. زمان ماندگاری ناسازگار حذف می شود زیرا چرخه پرس به صورت الکترونیکی کنترل می شود و مدت زمان تماس یکسان برای هر پرچ بدون توجه به سرعت تولید حفظ می شود.

اثر تجمعی این اقدامات ضد خطا نرخ نقصی است که از خط پایه دستی کاهش می یابد. 8-15٪ to a sustained 0.5–2% در عملیات خودکار عیوب باقیمانده در درجه اول به تغییرات مواد وارده مربوط می شود - سختی پرچ خارج از مشخصات یا ضخامت ورق فلز در انتهای نوار تحمل - که سیستم نظارت بر نیرو در زمان واقعی شناسایی می کند و اجازه می دهد تا قسمت معیوب بلافاصله قرنطینه شود تا اینکه در هنگام مونتاژ نهایی یا، بدتر از آن، پس از نصب سیستم کامپیوتری توسط مشتری، آن را کشف کرد.

بازده سرمایه گذاری و بهره وری تولید

مورد اقتصادی یک قالب پرچ اتوماتیک مبتنی بر پیشرفت های قابل اندازه گیری در سه زمینه است: کاهش مستقیم نیروی کار، اجتناب از هزینه های مربوط به نقص، و افزایش توان عملیاتی. یک پایگاه ماشین کامپیوتر بزرگ معمولی نیاز دارد 12-20 پرچ در سراسر نقاط نصب و تقویت‌کننده‌های سازه‌ای آن. با پرچ دستی در 10 ثانیه به ازای هر پرچ متوسط زمان چرخه از جمله جابجایی، یک پانل مصرف می کند 120-200 ثانیه کار مستقیم سیستم خودکار، با هندلینگ رباتیک و تغذیه پرچ یکپارچه، همین کار را در آن تکمیل می کند 60-100 ثانیه - بهبود توان عملیاتی که اجازه می دهد یک سلول خودکار جایگزین شود دو تا سه ایستگاه کاری دستی . صرفه جویی در کار با حذف کار مجدد تقویت می شود: نرخ عیب دستی 10٪ به این معنی است که از هر 10 پانل یک پانل باید تا حدی جدا شود، پرچ های معیوب سوراخ شده و مفصل دوباره پرچ شود و کار اضافی مصرف شود که خروجی اضافی ایجاد نمی کند. هنگامی که هزینه های مربوط به نقص در محاسبه لحاظ می شود، دوره بازپرداخت برای یک سیستم قالب پرچ اتوماتیک کاملاً یکپارچه معمولاً در محدوده قرار می گیرد. 12-18 ماه برای سازندگانی که دو شیفت کار می کنند و شاسی کامپیوتر یا مجموعه های فلزی با فرمت بزرگ مشابه را تولید می کنند.

ملاحظات تعمیر و نگهداری ابزار و طول عمر

طول عمر قالب به نیروهای پرچ درگیر و مقاومت سایشی اجزای سایش بستگی دارد. بوش های پرچین و پین های مکان یابی، ساخته شده از گریدهای فولادی ابزار مانند D2 یا M2 سخت شده به 58-62 HRC ، معمولا تحمل می کنند 500000-1000000 چرخه قبل از نیاز به تعویض ساختار پایه قالب که در محدوده الاستیک خود بارگذاری می شود، با نگهداری مناسب عمر مفید نامحدودی دارد. یک برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه ساختاریافته شامل بازرسی روزانه بصری عناصر گیره و لانه های پرچ برای تجمع زباله، تأیید هفتگی موقعیت پین ها با استفاده از دستگاه اندازه گیری مختصات یا قطعه کار اصلی کالیبره شده، و تعویض ماهانه سیل سیلندرهای پنوماتیک و تأیید کالیبراسیون سیستم نظارت بر نیرو است. طراحی مدولار قالب - با هر ایستگاه پرچ به صورت جداگانه قابل تعویض - به این معنی است که اجزای فرسوده را می توان در طول یک پنجره تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده بدون برداشتن کل قالب از پرس تعویض کرد و زمان خرابی را حفظ کرد. 2-4 ساعت در سال برای خدمات مربوط به سایش. این مشخصات تعمیر و نگهداری قابل پیش بینی با عملیات دستی که در آن سایش ابزار اغلب تا زمانی که مشکلات کیفیت در محصولات نهایی ظاهر نشود، شناسایی نمی شود، در تضاد است.