將壓力機(jī)集成到裝配系統(tǒng)中

壓力機(jī)使用的稱重傳感器和傳感器可測量多個(gè)關(guān)鍵變量，例如沖壓力，距離和時(shí)間，并有助于確保它們保持在允許的公差范圍內(nèi)。不幸的是，這些技術(shù)也無法衡量印刷機(jī)對其在制造中不斷變化的作用的反應(yīng)：與一個(gè)或多個(gè)組裝系統(tǒng)越來越多地集成在一起，而不是作為致力于連續(xù)連接一種類型零件的獨(dú)立機(jī)器運(yùn)行。

自1994年以來一直生產(chǎn)伺服壓力機(jī)的Promess Inc.總裁Glenn Nausley說：“可以說，我們一直在伺服壓力機(jī)中使用傳感器來嘗試給他們帶來感覺。”近年來，該產(chǎn)品大量增加，主要原因之一是因?yàn)樗鼈兒苋菀准傻浇M裝系統(tǒng)中。”

根據(jù)Nausley的說法，傳統(tǒng)上集成壓力機(jī)的最常見應(yīng)用是在傳輸線和撥號機(jī)上。但是，近年來情況有所改變。

他說：“許多制造商正在將壓力機(jī)集成到柔性單元中。” “這不會改變印刷機(jī)的基本流程，但確實(shí)為最終用戶提供了更多的控制和靈活性。例如，可以組裝更多的零件模型，并且可以即時(shí)進(jìn)行更多的更改和調(diào)整，包括零件配方，可追溯性的數(shù)據(jù)要求以及沖壓機(jī)力，速度和行程。”

最近，ESE自動(dòng)化公司將Promess的60公斤牛頓EMAP伺服壓力機(jī)與一個(gè)六軸機(jī)器人集成在一個(gè)工作單元中，該工作單元將彈性襯套壓入汽車控制臂中。瑙斯利說，中型機(jī)器人將每個(gè)手臂轉(zhuǎn)移到壓力機(jī)上，壓力機(jī)將一個(gè)襯套壓入手臂的預(yù)編程位置。

襯套安裝已通過Promess內(nèi)置的力和位置監(jiān)控器進(jìn)行了驗(yàn)證。安裝襯套后，機(jī)器人將機(jī)械臂放在短皮帶輸送機(jī)上，以將機(jī)械臂轉(zhuǎn)移到另一個(gè)工位進(jìn)行進(jìn)一步處理。該集成式工作單元取代了以前的手動(dòng)安裝方式，在手動(dòng)安裝方式中，手動(dòng)將臂裝上，卸下并放在傳送帶上。

數(shù)十年來，電動(dòng)，氣動(dòng)，液壓，液壓氣動(dòng)甚至手動(dòng)壓力機(jī)都已集成到所有類型的裝配系統(tǒng)中。最初，通過消除在處理站之間手動(dòng)轉(zhuǎn)移零件來完成這種集成來提高生產(chǎn)率。

但是，現(xiàn)在，制造商需要在工作單元和裝配線中提供更大的靈活性。當(dāng)今的先進(jìn)印刷機(jī)，精明的工程師和經(jīng)驗(yàn)豐富的集成商可確保最終用戶在每種應(yīng)用中均能始終獲得這兩項(xiàng)好處。

非常適合

壓力機(jī)被集成到各種系統(tǒng)中，以幫助制造商執(zhí)行各種組裝過程。最常見的組裝系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)分度器和托盤輸送機(jī)(PTC)。

BalTec公司總經(jīng)理Chuck Rupprecht表示，分度器和PTC代表了他公司的氣動(dòng)和液壓氣動(dòng)壓力機(jī)集成在一起的絕大多數(shù)應(yīng)用。分度器通常將零件移動(dòng)到兩個(gè)，三個(gè)或四個(gè)工位，其中一個(gè)是壓力機(jī)。

Rupprecht說：“ PTC有點(diǎn)復(fù)雜，通常用于大量應(yīng)用中的專用零件。” “托盤可能停在幾個(gè)或幾個(gè)工位，每個(gè)工位用于特定的組裝過程，例如壓制，分配，功能測試等。特別是在壓制區(qū)域，貨盤將被略微抬起并隔離，以更好地承受向下的夯錘力。然后將其放下并移回傳送帶，以轉(zhuǎn)到下一站。”

Aries Engineering的電動(dòng)和液壓氣動(dòng)壓力機(jī)和液壓缸也經(jīng)常與分度器和PTC以及SCARA機(jī)器人，標(biāo)準(zhǔn)輸送機(jī)，升降機(jī)和碗式給料機(jī)集成在一起。升降機(jī)將中小型零件快速通過滑道向上移動(dòng)到壓力機(jī)，而進(jìn)料器則傾向于移動(dòng)鉚釘或其他壓入到位的小型緊固件。

“我們已經(jīng)完成了將印刷機(jī)與PTC集成在一起的幾個(gè)工作單元，它們都進(jìn)行得相當(dāng)順利，沒有任何實(shí)際挑戰(zhàn)，” ATC Automation的應(yīng)用工程經(jīng)理Jason Hitchcock指出。自1977年以來，ATC就為各種行業(yè)提供了定制的裝配自動(dòng)化和測試系統(tǒng)。“對于許多單元，我們使用博世力士樂的PE 2 / XP定位單元，以便它們更好地承受壓力。”

一些項(xiàng)目要求Genesis Automation將壓機(jī)與精密鏈接索引器集成在一起，例如Destaco生產(chǎn)的CAMCO Rite-Link輸送機(jī)，而不是標(biāo)準(zhǔn)的圓形索引表。Genesis的銷售和應(yīng)用工程師Al Stone表示，該公司設(shè)置了分度器，以便為其配備懸垂板以適應(yīng)通過C型框架壓力機(jī)的移動(dòng)。分度器將位于該板上的零件移至C形框架中的備用結(jié)構(gòu)上。這種設(shè)置可確保分度軸承在壓緊過程中永遠(yuǎn)不會承受壓緊力。

Stone補(bǔ)充說：“我們已經(jīng)將單元與壓力機(jī)和線性步進(jìn)梁集成在一起。” “這臺機(jī)器有一個(gè)升降機(jī)，可以從下方接合產(chǎn)品并將其向上移動(dòng)到軌道上，該軌道可以根據(jù)需要前后移動(dòng)一英寸左右。光束小心地將每個(gè)零件移入壓力機(jī)。在壓制過程中，處于向下位置的工具可作為壓制機(jī)的支撐備用。常見的應(yīng)用包括將銷釘壓入電連接器并連接兩部分式外殼。”

與壓力機(jī)集成的其他組裝系統(tǒng)包括傳送帶，激光和點(diǎn)焊，線性傳遞，熱熔，產(chǎn)品測試(泄漏和其他)，緊固，視覺檢查和過程監(jiān)控。奇石樂儀器公司IPC部門系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Natsume Hiroyuki Natsume指出，螺栓連接，鉚接和鉚接是集成工作單元中常見的緊固過程。他還指出，一些制造商的制造單元或裝配線集成了用于沖壓和成型的壓力機(jī)。

自2015年以來，位于德國巴特里克(Bar Urich)的Eissmann Group Automotive已使用了奇石樂(Kistler)的緊湊型電動(dòng)NCFH連接模塊，將品牌徽標(biāo)和汽車?yán)确栕詣?dòng)壓印在皮革方向盤安全氣囊蓋中。將真皮涂上并粘合到由注塑塑料制成的安全氣囊蓋上。

有趣的應(yīng)用

有時(shí)，物料搬運(yùn)系統(tǒng)集成商需要將印刷機(jī)集成到一個(gè)工序中。例如，幾年前，Versa Handling將輸送機(jī)和自動(dòng)化設(shè)備集成到零件壓機(jī)操作中，從而消除了工人從儲物箱中分別取回兩個(gè)環(huán)，將它們放置在壓力機(jī)中，并將完成的電子組件返回到另一個(gè)儲物箱中的麻煩。額外的體力勞動(dòng)使裝配進(jìn)入下一個(gè)過程。

修改后的操作是將環(huán)手動(dòng)加載到托盤上的固定裝置中，然后傳送到?jīng)_壓站。傳感器檢測環(huán)是否在正確的位置。如果是這樣，則托盤被發(fā)送;如果不是，則將它們轉(zhuǎn)移到拒絕箱。批準(zhǔn)的貨盤到達(dá)壓機(jī)站后，將其從輸送機(jī)上提起并進(jìn)入壓機(jī)。發(fā)生壓緊時(shí)，鎖定裝置會支撐貨盤。然后將帶有成品零件的托盤自動(dòng)傳送到成品站，然后卸貨進(jìn)行包裝和運(yùn)輸。

汽車OEM和一級供應(yīng)商經(jīng)常使用與各種裝配系統(tǒng)集成在一起的壓力機(jī)。幾年前，Red Viking開發(fā)了一個(gè)兩部分式工作單元，該單元將壓力機(jī)與緊固，測試和線性傳遞系統(tǒng)集成在一起，以組裝四件式傳動(dòng)軸。

操作員將一個(gè)軸部分裝入壓力機(jī)并對其進(jìn)行掃描以進(jìn)行可追溯性后，他將卡環(huán)插入一側(cè)并將其按入到位。在三件式組件自動(dòng)

轉(zhuǎn)移到相鄰部分之前，此過程要重復(fù)兩次以上。

在此，操作員在上裝和掃描最終軸零件之前，用黃油槍潤滑組件的一端。然后，他用兩個(gè)緊固件將其固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，并開始測試插入順序。收集到力數(shù)據(jù)后，操作員啟動(dòng)裝配彈出序列，將完整的傳動(dòng)軸移動(dòng)到外部機(jī)架上以進(jìn)行拾取。

Rupprecht說，BalTec經(jīng)常根據(jù)其中一臺壓力機(jī)創(chuàng)建小型，精益的工作單元。一位汽車客戶最近訂購了六個(gè)這種電池。其中一個(gè)單元涉及一個(gè)液壓氣動(dòng)壓力機(jī)，該壓力機(jī)將襯套壓入用于安置機(jī)構(gòu)的樞軸接頭中。過程監(jiān)控系統(tǒng)可確保適當(dāng)?shù)男谐塘途嚯x。

其他工作單元具有與注脂系統(tǒng)集成在一起的氣動(dòng)徑向鉚釘機(jī)。抽芯鉚釘連接多個(gè)沖壓件，這些沖壓件包括就座機(jī)構(gòu)組件。

俄亥俄州的另一家汽車原始設(shè)備制造商在其發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上設(shè)有一個(gè)工位，將火花塞管按入適當(dāng)位置并進(jìn)行泄漏測試，然后自動(dòng)將其轉(zhuǎn)移到下一個(gè)工位進(jìn)行進(jìn)一步的組裝工作。Aries Engineering銷售副總裁Mike Brieschke表示，幾個(gè)Aries Hypercyl氣缸執(zhí)行壓力并確認(rèn)每個(gè)循環(huán)的距離和力負(fù)荷。

施密特技術(shù)公司銷售經(jīng)理Dave Zabrosky解釋說：“通常認(rèn)為，大批量和高周期的應(yīng)用是最適合印刷機(jī)集成的應(yīng)用。但是，小批量和高周期的應(yīng)用也能從中受益。從新聞?wù)?。這種類型的最終用戶具有很高的產(chǎn)品組合，并且每周只需要處理100到500個(gè)特定零件，但是速度很快，因此可以繼續(xù)使用下一個(gè)零件。需要小零件處理的應(yīng)用程序也可以從壓機(jī)集成中受益，特別是那些涉及細(xì)小物品的應(yīng)用，而這些細(xì)小的物品無法快速手動(dòng)定向。”

今年早些時(shí)候，Zabrosky與物料處理集成商合作，為Schmidt電子制造商客戶重新設(shè)計(jì)了自動(dòng)化設(shè)置。該公司與集成商共同決定，必須使用三臺氣動(dòng)壓力機(jī)來生產(chǎn)DIN導(dǎo)軌切割機(jī)的不同零件。但是，Zabrosky向雙方展示了單臺直動(dòng)式氣動(dòng)壓力機(jī)與三套適當(dāng)?shù)墓ぞ咭约耙粋€(gè)自動(dòng)擺放元件(可以精確地將零件定位并送入壓力機(jī))一樣有效。

Promess伺服壓力機(jī)已集成到工作單元和裝配線中，適用于汽車，醫(yī)療，航空航天，消費(fèi)品，電器，和醫(yī)療等行業(yè)。Nausley說，其他應(yīng)用包括電池制造以及在壓力下壓制化學(xué)藥品或粉末。

Genesis的應(yīng)用工程師Adam Gustafson指出，并非所有集成式壓力機(jī)都用于通過壓配合接頭來連接零件。他回顧了公司必須將壓力機(jī)與材料切割系統(tǒng)集成在一起的一些應(yīng)用。一種這樣的設(shè)置是使壓力機(jī)將剛切好的Kapton層壓膜牢固地施加到塑料零件上。

還有一次，醫(yī)療設(shè)備公司需要自動(dòng)將箔片切割并放置在兩個(gè)壓在一起的組件上。然后進(jìn)行超聲波焊接，以同時(shí)將零件連接和密封在一起。古斯塔夫森說，在這些類型的應(yīng)用中已經(jīng)使用了液壓，氣動(dòng)甚至肘節(jié)壓力機(jī)。

容易與否，一舉完成

將壓力機(jī)與一個(gè)或多個(gè)組裝系統(tǒng)集成在一起通常會帶來一些挑戰(zhàn)和局限性。但是，印刷機(jī)尺寸不是其中之一。

Zabrosky說：“我們提供的任何印刷機(jī)都可以集成，但我還沒有遇到與印刷機(jī)尺寸有關(guān)的任何問題。” “不久前，我們?yōu)榧缮烫峁┝?0噸的定制液壓氣動(dòng)壓力機(jī)。該應(yīng)用程序包括一個(gè)大型機(jī)器人，該機(jī)器人將相當(dāng)重的零件移入和移出壓機(jī)，壓機(jī)行程為1英尺，需要一英尺的間隙。移動(dòng)此類零件的另一種方法是在滑臺上，因此也可以使用大型標(biāo)準(zhǔn)壓力機(jī)。”

汽車一級供應(yīng)商已將多達(dá)200噸的Hypercyl氣瓶安裝在C型框架中用于不同的應(yīng)用。Brieschke說，自2013年以來，一家變速箱制造商使用大型六軸機(jī)器人將齒輪箱零件裝載到C形框架中的100噸氣缸中。將零件放置在壓力機(jī)內(nèi)后，碗式進(jìn)給器將12個(gè)鉚釘送入壓力機(jī)，其強(qiáng)大的壓頭同時(shí)將其插入。

“插入所有鉚釘?shù)难h(huán)時(shí)間為8到10秒，” Brieschke解釋說。“這比一次將圓柱體一次插入鉚釘要快得多。”

Nausley說，新聞集成可以是一個(gè)相對容易的過程，只要最終用戶從項(xiàng)目開始就與集成商或新聞供應(yīng)商合作即可。集成困難通常是在設(shè)計(jì)過程的早期做出錯(cuò)誤決策的結(jié)果。

“在項(xiàng)目初期，好的決定幾乎總是確保易于集成，而在早期，我的意思是在零件設(shè)計(jì)和原型設(shè)計(jì)階段，” Nausley解釋說。“這就是為什么許多制造商在其原型實(shí)驗(yàn)室中擁有并使用我們的EMAP壓力機(jī)的原因。”

Rupprecht在BalTec任職期間一直參與簡單和復(fù)雜的新聞集成項(xiàng)目。他認(rèn)為，與氣動(dòng)和液壓氣動(dòng)壓力機(jī)集成最容易，因?yàn)闊o需擔(dān)心電動(dòng)機(jī)。只是空氣管線和激活裝置。

希區(qū)柯克(Hitchcock)對液壓氣動(dòng)壓力機(jī)和伺服系統(tǒng)同樣抱有積極的態(tài)度。他說，前者很容易集成，只需要一個(gè)閥門和兩條氣動(dòng)軟管。帶有集成驅(qū)動(dòng)器套件的Servos也很容易。希區(qū)柯克說，這兩種類型都可以提供更順暢的操作。

古斯塔夫森說，Genesis通常在醫(yī)療和潔凈室應(yīng)用中集成伺服壓力機(jī)。他特別喜歡當(dāng)今伺服器在速度，力和位置方面的控制和反饋。

對于液壓機(jī)，當(dāng)它們滿足客戶的近期和長期需求時(shí)，它們是一個(gè)很好的解決方案。不過，Gustafson指出，最終用戶需要意識到改變動(dòng)力沖程位置的局限性，并擔(dān)心潔凈室應(yīng)用中的液壓油泄漏。

“我們整合的最大壓力機(jī)為20噸，典型尺寸為5到8噸，” Stone補(bǔ)充道。“當(dāng)零件需要長距離移入沖壓區(qū)域時(shí)，我們更喜歡機(jī)器人。線性執(zhí)行器通常用于較短的距離。”

Natsume說，集成印刷機(jī)時(shí)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可重復(fù)性是關(guān)鍵。為此，需要對系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)械和電氣設(shè)計(jì)工作，包括其擁有成本和碳足跡。為確保穩(wěn)定性和精確的操作，在壓力機(jī)的另一端提供適當(dāng)?shù)膫?cè)向載荷支撐和阻擋機(jī)構(gòu)也很重要。還應(yīng)考慮過程控制和監(jiān)視，以最大限度地提高生產(chǎn)效率。

“對于通向成功的印刷機(jī)集成的清晰路徑，集成商始終是最好的來源，” Brieschke說道。“集成商是將所有零件都放置到位的拼圖制造商，每個(gè)零件都是壓力機(jī)，機(jī)器人，分度器等關(guān)鍵系統(tǒng)組件。一個(gè)好的集成商也了解有關(guān)所有系統(tǒng)組件的基礎(chǔ)知識。這樣可以減少學(xué)習(xí)時(shí)間，從而不會進(jìn)一步延長集成過程，該過程可能會而且通常會很長。”