Преси за монтаж на крепежни елементи

Механични системиСп. Инженеринг ревю - брой 7/2021 • 19.10.2021

  • При автоматичен режим на монтаж на крепежни елементи ефективността се повишава с 59%

  • Силата на натиск на пресата се подава от пневматична или хидравлична система и се упражнява чрез електромеханичен линеен изпълнителен механизъм

  • При машините с автоматично подаване едно ефективно технологично решение е вибрационна секция за захранване на крепежни елементи

 

Първата машина за автоматично инсталиране на крепежни елементи е проектирана и конструирана през 60-те години на миналия век, тъй като все повече и повече потребители, използващи самозаклинващ крепеж, осъзнават, че с помощта на оборудване за автоматично подаване може да бъде постигната значителна допълнителна рентабилност. Оттогава технологията на пресите за монтаж на крепежи е преминала през дълъг път на развитие и предлаганите продукти и техните възможности са разширени. Днес машините за монтаж на крепежни елементи и системите за матричен монтаж са се превърнали в безопасно, надеждно, точно и бързо решение за инсталиране на всякакъв тип елементи за съединяване и осигуряване на конструкции.

Разработват се иновативни технологични решения за монтаж на крепежи, които се стремят да редуцират времето за работа и да оптимизират ресурсите. Предлагат се машини, които позволяват поставянето на до четири различни по размер крепежни елемента при едновременно манипулиране на частите. Такива технологии дават значителен тласък на производството чрез оптимизиране на труда, подобряване на качеството и повишаване на ефективността.


Подобрена производителност

Оценката на производителността, основаваща се на действителните стойности, получени по време на тестове с машини за монтаж на крепежни елементи в автоматичен режим, показва впечатляващи резултати. При провеждането на тестовете производители на преси за крепежни елементи съпоставят изпълнението на дейността с машина, работеща в автоматичен режим, с изпълнение в ръчен режим при еднакъв обем работа. Резултатите сочат, че при автоматичен режим ефективността се повишава с 59% спрямо ръчното инсталиране. За целите на изпитването с машината се поставят 100 000 крепежни елемента, което спестява 58 часа работа и разходи в размер на 1989 евро.

Машината първо е настроена за работа в ръчен режим, а след това се превключва към автоматичен. Времето за настройка на ръчен режим отнема около 60 секунди, а на автоматичен – около 180 секунди. Съвременните модели разполагат с интуитивен интерфейс, а програмирането от оператора се извършва лесно и бързо. Задаването и верификацията на програмата отнема не повече от 10 секунди. Ръчното поставяне на 100 броя нитове M6 в предварително разпробит детайл отнема 564 секунди, а автоматичният монтаж – 354 секунди. Крайните резултати сочат, че с автоматичното поставяне времето за работа се съкращава с 59%, което в спестени разходи за труд се равнява на 2 евро на всеки 100 нита. Като общ разход за труд при изчисленията се приема 34,10 евро на час.

Автоматизирането на процеса на монтаж предлага съпътстващи функции и предимства за контрол на качеството, производителността и процеса на инсталиране. Оборудването засича дали крепежният елемент е наличен в точката на работа и проверява дали е в правилната позиция за монтаж, съблюдава дължината на крепежния елемент, за да се гарантира, че е монтиран елемент с правилните размери. Всички тези функции на оборудването осигуряват надежден и рентабилен процес на автоматичен монтаж.


Технически особености и безопасност

На пазара са налични машини за монтаж на крепежи, покриващи различни изисквания на клиентите – ръчни модели, полуавтоматични такива, модели с опция за подаване и дори високотехнологични машини с четирипътно подаване и възможност за свързване на колаборативен робот. Предлаганите индустриални машини се характеризират със солидна и здрава конструкция, благодарение на която рискът от деформации при монтажа на елементите се елиминира. Силата на натиск на пресата се подава от пневматична или хидравлична система и се упражнява чрез електромеханичен линеен изпълнителен механизъм. Той е монтиран към рамата на конструкцията и е обезопасен срещу пряк достъп. Изпълнителният механизъм е снабден с енкодер, който разчита местоположението му и предава тази информация обратно към програмируем логически контролер.

Когато е налична пневматична или хидравлична тяга и рискове, свързани с работата с пресоващо оборудване, много важна част от оборудването се явяват системата и средствата за обезопасяване. В долната част на пресовъчния цилиндър е инсталиран обезопасяващ корпус, състоящ се от фиксирана секция и разгъваща се пружинна секция, наречена адаптер. Адаптерът държи инструментите за монтаж. Когато цилиндърът се удължава и адаптерът или инструментът контактува с детайла, обезопасяващият корпус се свива съобразно движението.

Съгласно приложимите стандарти машината задължително трябва да разполага и с авариен бутон за изключване, който да задейства независима верига за аварийно прекъсване, която бързо забавя и спира всяко движение на изпълнителния механизъм (цилиндъра). Също така със задействането му се прекъсва и подаването на флуид към пневматичната/хидравличната система. По този начин налягането спада бързо и движението се преустановява.

Някои модели са снабдени с режим, който следи за близост на външен обект и спира подаването на пневматично/хидравлично налягане към цилиндъра, когато операторът навлезе в обсега й. Управлението на машината е разположено или върху предната част на корпуса на машината, или е предвидено разположение, което да осигурява ергономично и лесно опериране, несъздаващо допълнителни рискове за работещите.

Друга важна характеристика на оборудването за инсталиране на крепежи, на която трябва да се обърне внимание при избора на машина, са подобренията с оглед на повишаване на ефективността. В някои от високопродуктивните модели са интегрирани до четири инструментални станции за автоматично прибиране, индексиране и позициониране на различни размери инструменти в държача. По този начин до четири различни размера и типа крепежни елементи могат автоматично да се инсталират без прекъсване на работния процес, като се постига скорост на монтаж на един елемент на всеки 2,5 секунди при смяна на инструмента за три секунди.

Автоматичен механизъм за контрол на подаването на елемента задържа и задейства работния инструмент. В пневматичните системи той контролира подаването на въздух. Част от него обикновено е сензорът, засичащ наличието на елемент за запресоване в инструмента, както и клапан за регулиране на потока.

Въздушен цилиндър задейства манипулатора на инструмента. Елементите се насочват в него от вибрационната секция за подаване, разделят се и се подават последователно към зоната на перфорация/запресоване. Поддържащият блок на манипулатора трябва да е изравнен в една ос със захранващата секция. Правилното подравняване е важно за функциите на подаване и монтаж на манипулатора.


Предимства на автоматичните преси за монтаж

При машините с автоматично подаване едно ефективно технологично решение е вибрационна секция за захранване на крепежни елементи. Към нея могат да са прикрепени различни видове инструменти, които ориентират крепежния елемент, който се подава от секцията. Вибрационната секция е оборудвана с адаптер, който може да се използва за всички инструменти от сходен тип. Настройките за амплитудата или силата на вибрациите се регулират от управлението на машината. Чрез регулирането на амплитудата се контролира скоростта на подаване и производителността на процеса на автоматично подаване.

С помощта на превключвател с три позиции може да се избере дали секцията за подаване да бъде винаги включена, винаги изключена или автоматично управлявана от програмируемия логически контролер (PLC). Когато превключвателят е настроен на автоматичен режим, PLC включва секцията в режим на работа и по време на диагностика. По време на работа PLC ще изключи подаването, ако има период на липса на активност, и ще го поднови автоматично при следващото подаване на елемент.

Машината упражнява автоматичен контрол на качеството чрез система за засичане на крепежни елементи и система, следяща дължината на елемента. Софтуерът на машината задава подходящата степен на вибриране, налягането за необходимия натиск и времето за манипулация на всеки елемент. Прецизирането на тези настройки минимизира случаите на неправилен монтаж и подаване на елементите.

Някои производители заявяват, че последните модели машини с автоматично подаване могат да инсталират крепежи до 30% по-бързо в сравнение с традиционните системи. Оборудването от ново поколение е обезпечено от технология за пълно електромеханично сервозадвижване, което позволява значително подобрение на оперативната прецизност, надеждността, повишава ефективността и свежда до минимум нуждата от обслужване. Все по-често ще се предпочитат такива решения, които не се базират на налягане, подавано от хидравлична система, с оглед на екологичността на технологията и хигиеничността на оборудването. От друга страна, хидравлично захранваните машини постигат много по-ниска консумация на енергия – с около 40% по-малко в сравнение с тези с пневматично задвижване, което значително намалява разходите за енергия на оборудването, тъй като упражняваният натиск е само моментен и много прецизиран. Така консумацията на енергия в режим на готовност остава едва 15%.

Електромеханичното сервозадвижване оптимизира операциите по запресоване и монтаж и постига перфектна повторяемост без отклонения от скоростта или силата на натиск, приложена при монтажа на елемента, като по този начин дава безупречни резултати за изключително кратки цикли на изпълнение.

При високия клас машини присъстват редица надграждания и в системите за безопасност. Предлаганото оборудване може да бъде допълнително осигурено от фотооптична система за самоконтрол. Системите за мониторинг на силата измерват действителната прилагана сила и я сравняват със зададена референтна стойност, за да се предотврати рискът от злополуки. Интегрират се системи за контрол на разстоянието при хода на пресоващия цилиндър. С помощта на вградената система за контрол на разстоянието на хода на цилиндъра се фиксира положението на долната опорна точка и по този начин се следи точността на всеки ход.

Ако налягането е твърде ниско, на дисплея се показва съобщение за грешка и машината преустановява процеса. Безопасността и качеството на произведеното оборудване се гарантират с провеждане на обхватни тествания и изпитвания за съответствие. Оборудваното бива надлежно обозначено с CE маркировка.

За още по-висока ефективност времето за смяна на инструментите при някои автоматични модели е сведено под 3 минути. Освен това операторите са допълнително улеснени от възможност за зареждане на снимки на детайлите, от които машината може да получи позицията на монтаж на крепежните елементи. Различните варианти за автоматично подаване изключително подобряват гъвкавостта и опростяват използването.

Възможностите за модернизация на пресите с множество секции за подаване на крепежни елементи се допълват и от функции за автоматично позициониране в инструмента, които позволяват и смяна на опорната основа според необходимостта. С това подобрение, съчетано с автоматични инструменти за горно подаване, може едновременно да се монтират различни крепежни елементи с различни размери на резбата. Правилното позициониране се установява чрез интегрирани сензори. Когато позицията бъде засечена, машината се заключва, за да се избегне грешка поради разместване.

Някои модели се предлагат с блок с плъзгачи и хващачи. Те се използват за задържане на компонентите при инструменти с горно подаване и са задвижвани от пневматичен механизъм. Задвижващите механизми се състоят от цилиндър с линеен плъзгач и паралелно действащ хващач. Хващачът служи за задействане на челюстите на инструментите, които държат крепежните елементи. Хващачът се отваря и затваря, за да приеме и освободи крепежни елементи. Той е прикрепен към края на линейния плъзгач. Линейният плъзгач служи за преместване на хващача и челюстите от прибрано положение в позицията за запресоване или монтаж. Към блока на плъзгача и хващача също има и инструмент с удължител, предназначен за монтаж на шпилки. При по-специални случаи на необходимост от достъп до детайла, блокът с плъзгача и хващача може да бъде свален.

 

ЕКСКЛУЗИВНО

Top