Carril Steel Co. se casa con una cizalla guillotina y un robot-y libera a un cuello de botella de planta importantes como resultado, conduciendo a un mayor rendimiento, mejor calidad y mayor flexibilidad.
Una cizalla guillotina personifica la fabricación de metal tradicional. Máquinas y sus controladores han avanzado, pero los movimientos de los operadores pasan por haber permanecido sin cambios durante décadas. Los administradores en el carril de acero Co. sabía esto, y reconoció una oportunidad de mejora.
Lo que vieron en el McKees Rocks, Pensilvania, el metal del centro de servicio fue una gran cantidad de movimiento del operador repetitivo, tedioso y agotador a veces alrededor de la corte. Uno o dos trabajadores, a menudo con la ayuda de una grúa, se levante un espacio en blanco material de una pila, la posición del blanco en la mesa de carga de corte; configurar manualmente los parámetros de corte, ya sea con un frente o escuadra, avanzar en el blanco por el quirófano para el corte, y, si es necesario, gire el blanco si más de un lado es necesario recortar.
El año pasado Mike Gedeon, co-propietario y vicepresidente de operaciones en el carril, visitó sistemas robóticos automatizados (ARS), un integrador de automatización de cerca de Pittsburgh. Recordó echar un vistazo a una de las líneas automatizadas que forman en el ARS y tener una revelación. "Yo estaba viendo [la empresa] robots alimentar a una máquina formadora automática", dijo.
¿Por qué, preguntó, ¿no podría el mismo concepto se aplica a un corte de guillotina?
- Un robot Kuka con espacios en blanco de 2.200 libras de carga útil de la capacidad material de los lugares en la mesa de carga de corte.
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Aunque la robótica y la fabricación de metal tienen una larga historia en común, la integración de un robot en un corte de guillotina de carga frontal es algo totalmente nuevo. No es que los sistemas de corte actual y apiladores no son propicias para el manejo de materiales robótica, es sólo que, para conocimiento de los autores, no se le había ocurrido poner los dos juntos.
Es decir, hasta el momento.
La compañía ha integrado de automatización flexible en su funcionamiento y corte por una buena razón. La operación, por lo general el último antes de su envasado y transporte, representa un cuello de botella cuando la planta estaba operando a plena producción. Líneas automatizadas, alimentados con bobinas de nivelación y de cierre empujado producto derivado, y para los clientes más exigentes a medida cortados tamaños, espacios en blanco material tenía que fluir a través de cizallas de guillotina manual.
La operación de hoy es cualquier cosa menos manual. La empresa cuenta con una célula automatizada con un estándar industrial de corte guillotina y un apilador Canrack de Mid Atlantic Machinery, un distribuidor en Harrisburg, Pa. A seis ejes Kuka brazo robot con una capacidad de carga de 2.200 kilos y picos blancos de plazas material de una pila para la mesa de carga frente a la corte. El robot se comunica con un eje adicional séptima, un servomotor en la mesa de carga. En esencia, una vez que el robot se ha movido y se coloca un espacio en blanco de material sobre la mesa, el software indica al servomotor para ejecutar los procedimientos, lo que implica empujar el material en blanco, precisamente donde tiene que estar bajo el bisturí del esquileo.
Precisión "clics"
Central en el sistema son los miles de marcas, o índices, en la mesa. Imagínese una regla de 14 pies de largo con estos índices cada 0,005 pulgadas, que se traduce en 33.600 las marcas individuales. La posición de los brazos robot en blanco el material de lo que puede ser asegurado por cuatro abrazaderas. Un PLC, que opera en conjunto con el controlador del robot, las señales de estos cuatro pinzas para abrir y cerrar. El servomotor se controla los movimientos de la pieza de material en el corte.
Supongamos que el programa prevé que el espacio en blanco para ser recortado de 1 pulgada en la punta y luego se corta en una serie de espacios en blanco terminó de 8 pulgadas de ancho. Para el 1-en. corte del ajuste, los avances servo en blanco de borde de ataque 200 índice de "clicks". Los ajustes de corte, y el remanente de 1 pulgadas de ancho se desecha. Para reducir el espacio en blanco para un niño de 8 en. ancho, los avances en blanco el servo material por 1.600 clicks índice y se detiene. La cizalla corta de nuevo, y el blanco de encargo definitivo se descarga en el apilador. El sistema indexa adelante otros 1.600 clicks para el corte siguiente, y así sucesivamente, hasta que todos los espacios terminados se completa.
Para cortar más de una arista, el brazo del robot viene en juego. Después del corte cortes de un borde, el robot hace girar el blanco para otra orientación. Así, el sistema puede un cuadrado en blanco con los bordes de material de fábrica de hasta tres de sus lados antes de corte final.
Cuando una pieza de corte será eliminado, el sistema envía una señal a la bandeja de salida, que a su vez abre una puerta que se acepta la pieza de desguace. Las piezas terminadas se apilan en un contenedor de ajuste antes de la campaña de producción para que coincida con la longitud y la anchura de los espacios en blanco final.
Considere la posibilidad de un espacio en blanco material de 0.125 pulgadas de espesor 60 cm de ancho por 144 cm de longitud. De pie por el controlador, un operador selecciona un programa, o plan de producción. Al escoger un blanco de material del carro, el robot sabe orientar el ancho paralelo a la línea en blanco cuchillo cortante. Se mueve el blanco sobre la mesa y luego, con la ayuda de varios pines cuadratura accionadas, las posiciones de borde de salida del material en el juego de cuatro pinzas. Una vez que el interruptor de proximidad verificar la alineación de materiales, el control de ganancia pinzas. Mientras tanto, el robot regresa a la cesta para recoger el siguiente material en blanco.
Digamos que este plan de producción implica un recorte de vanguardia de corte pieza que se desecha; un total de 33, piezas de 4.25 pulgadas de ancho de corte de ancho, y un desguace, de 2.75 pulgadas de ancho detrás de última pieza cortada. El sistema servo-conducido, el corte, apilador, y el robot trabajan en conjunto para llevar a cabo esta compleja operación. El borde de ataque se corta, seguida por 33 piezas cortadas al ancho, y finalmente el corte final de punta. Cuando esté completo, el robot ya está a la mano con el espacio en blanco siguiente.
En todo momento, la única comunicación que se produce entre el corte y la automatización de la guillotina es el símbolo del pasado de el controlador del robot instruir al corte para hacer un corte. Después del corte, el controlador de la corte envía una señal de vuelta lo que indica que está listo para el siguiente corte. Esa sencillez tiene un beneficio añadido: La automatización puede integrarse con prácticamente cualquier corte de guillotina en el comercio.
En general, el autómata puede manejar 0.024 a 0.250 de acero pulgadas de espesor con el inicio de las dimensiones de hasta 5 por 12 pies de la más pequeña en blanco acabado que puede producir una medidas de 12 pulgadas y puede llevar a cabo sistemáticamente una tolerancia de ± 0,005 pulgadas , una hazaña imposible de conseguir de forma manual.
- Cuatro servo-conducido pinzas en la vivienda planteó azul, que se muestra aquí inmediatamente detrás de la hoja se coloca sobre la mesa, la posición del blanco para el corte de ± 0,005 pulgadas
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Gedeon dijo que lo que solía ser difícil mantenerse al día con las demandas de los clientes para el trabajo de corte. Manual de corte fue un proceso lento. "Esto [el sistema automatizado] nos ayudará a llegar pedidos y entregar los pedidos a tiempo."
Cuando la producción se acelera, los riesgos de seguridad normalmente se convierten en una preocupación mayor. Pero el robot, que opera en una jaula de seguridad-aseguró, elimina muchos riesgos. El material es manejado por un sistema automatizado e inteligente desde el momento en que sale de la planta hasta que se libera en el apilador, reduciendo la necesidad de mano de obra y el potencial de accidentes de trabajo. Por otra parte, si los trabajadores intentan ingresar a las áreas de la célula durante la producción, darán lugar a barreras de luz que a su vez, la fuerza de un cierre inmediato del robot y servo accionamientos.
Primera de su tipo
"Es la primera de su clase, y nadie quiere ser el primero", dijo Gedeon, quien agregó que los técnicos aún están trabajando en los errores, la mayoría de las cuales implican el brazo del robot y cómo se suministra acero a la mesa de corte. Sin embargo, los problemas han sido relativamente menores, y la adopción temprana de tecnología tiene sus ventajas.
"Tratamos de aprovechar todas las oportunidades que nos permite tomar una ventaja", dijo. "Eso es lo que nos diferencia de nuestros competidores."
Lo más significativo, el sistema de 12 programas de orientación del robot puede manipular los espacios en blanco en casi cualquier forma imaginable. "Es un gran beneficio que el robot puede girar el acero", dijo Gedeon, y explicó que esa capacidad hace que la instalación automatizada tan flexible como un manual de operación, sin forzar la espalda del operario.
Anteriormente, una tripulación de tres a menudo tuvo que trabajar con el material en serio pesados, como una pila de 0,25 pulgadas de espesor, 5 - de 12 pies. hojas, cada libra de peso 630. Utilizando métodos manuales, que tomó este equipo de cinco minutos para adaptarse a una hoja en una grúa y la carga en una corte. Seamos realistas, un oficio que exija levantar tan fuerte, todo el día todos los días, no es la aspiración de cualquier carrera. Pero el robot no le importa en absoluto. De hecho, se puede ejecutar la operación con mayor precisión mismo en 20 segundos.