Evoluzione dell'automazione dell'inserimento hardware nella fabbricazione dei metalli

FIGURA 3. Gli utensili di alimentazione dalla ciotola in un unico pezzo, a cambio rapido, conservati nell'armadietto di sinistra, gestiscono sia l'orientamento che la singolazione dell'hardware (assicurando che l'hardware sia allineato e distanziato correttamente). L'armadietto di destra contiene diverse incudini e piastre navetta.

Nel pieno della ripresa pandemica nel 2021, Ron Boggs, responsabile vendite e assistenza Haeger per il Nord America, ha continuato a ricevere lo stesso tipo di chiamate dai produttori.

"Continuavano a dirci: 'Ehi, ci mancano gli elementi di fissaggio'", ha detto Boggs. "Come si è scoperto, ciò derivava da problemi di personale." Quando i fab shop venivano riassunti, spesso mettevano persone inesperte e meno qualificate davanti alla pressa per l'inserimento dell'hardware. A volte mancavano gli elementi di fissaggio; altre volte hanno inserito il dispositivo di fissaggio sbagliato. Resi dei clienti e rilavorazioni montate.

Da un punto di vista generale, l’inserimento dell’hardware sembra un’applicazione matura per la robotica. Dopotutto, un'officina fab potrebbe avere un'automazione completa nella tranciatura e nella formatura, completa di torri, rimozione dei pezzi e forse anche piegatura robotizzata. Tutta questa tecnologia alimenta poi un reparto di inserimento hardware in gran parte manuale. Considerando tutto ciò, perché non mettere semplicemente un robot davanti alla pressa per l'inserimento della ferramenta?

Negli ultimi due decenni, Boggs ha lavorato con molti negozi favolosi che hanno automatizzato l’inserimento dell’hardware. Più recentemente, lui e il suo team, tra cui Sander van de Bor, ingegnere principale di Haeger, hanno lavorato per semplificare l'integrazione dei cobot nel processo di inserimento (vedere Figura 1).

Detto questo, sia Boggs che van de Bor hanno sottolineato che concentrarsi esclusivamente sulla robotica a volte ignora problemi più ampi legati all’inserimento dell’hardware. Un'operazione di inserimento hardware robusta, automatizzata e flessibile richiede una serie di elementi costitutivi, tra cui la coerenza e la flessibilità del processo.

Il vecchio ferro è duro a morire. Molti applicano l'adagio alle presse per stampaggio meccaniche, ma è vero anche per la pressa per l'inserimento di hardware alimentata manualmente, principalmente per la sua semplicità. Stando di fronte a una pressa a inserimento manuale, l'operatore posiziona il dispositivo di fissaggio e la parte sull'utensile a incudine inferiore. Preme il pedale. Il punzone superiore scende, entra in contatto con il pezzo in lavorazione e crea pressione per inserire l'hardware. È tutto piuttosto semplice, finché, ovviamente, qualcosa non va storto.

"Se gli operatori non prestano attenzione, l'utensile si abbasserà, toccherà il pezzo in lavorazione e non creerà pressione", ha affermato van de Bor. Perché, esattamente? "Le apparecchiature più vecchie non hanno feedback sugli errori, quindi gli operatori non lo sanno." L'operatore potrebbe non aver tenuto il piede sul pedale durante tutto il ciclo, il che a sua volta avrebbe potuto attivare il sistema di sicurezza della pressa. “Lo strumento superiore ha sei volt; l'utensile inferiore è rettificato e la pressa deve rilevare la conduttività prima di aumentare la pressione.

Inoltre, le presse a inserimento più vecchie non dispongono delle cosiddette “finestre di tonnellaggio”, un intervallo di pressione in cui l'hardware può essere inserito correttamente. Le macchine da stampa moderne percepiscono quando queste pressioni sono troppo basse o alte. Come ha spiegato Boggs, poiché le presse più vecchie non hanno finestre di tonnellaggio, gli operatori a volte correggono i problemi regolando una valvola per regolare la pressione. "Alcuni lo regoleranno troppo in alto, altri troppo in basso", ha detto Boggs. “La regolazione manuale apre le porte a molta variabilità. Se è troppo basso, non stai installando l'hardware correttamente." Il risultato: l'elemento di fissaggio non è sicuro perché non si accoppia con la lamiera come dovrebbe. "Una pressione troppo elevata può effettivamente deformare la parte o l'elemento di fissaggio stesso."

"Inoltre, le macchine più vecchie non avevano contatori", ha aggiunto van de Bor, "il che può far sì che gli operatori manchino di elementi di fissaggio."

L'inserimento manuale dell'hardware sembra semplice, ma può essere difficile rendere il processo a prova di errore. Ancora peggio, il funzionamento dell'hardware spesso avviene in una fase avanzata della catena del valore, dopo che i pezzi grezzi sono stati tagliati e formati. I problemi hardware possono creare scompiglio nella verniciatura a polvere e nell'assemblaggio, spesso perché un operatore altrimenti coscienzioso e diligente ha commesso alcuni piccoli errori che si sono trasformati in grossi grattacapi.

FIGURA 1. Un cobot presenta una parte a una pressa per l'inserimento di hardware con quattro vasche e quattro piastre navetta separate che alimentano l'hardware alla pressa. Immagini: Haeger