ロボットプレスブレーキの自動化: 鉄鋼加工業者のための実践ガイド
プレス ブレーキは、製造工場で最も誠実な機械の 1 つです。パンチとダイの間にブランクを入れて押すと、金属が折れ曲がります。問題は、重いゲージで、持ち上げるのに 2 人が必要な部品で、バックゲージの滑りが許されない許容範囲で、同じ曲げを数百回繰り返さなければならないときに始まります。それが、ロボットプレスブレーキが目新しいものではなくなり、元が取れるようになるポイントです。 私たちは 20 年以上、製鉄所や圧延機用の工作機械の構築に費やしてきました。そのため、メンテナンス エンジニアが行うのと同じ方法で曲げ自動化を検討する傾向があります。つまり、曲げ自動化には何が保持され、何が繰り返され、誰も見ていない午前 3 時に何が起こるかということです。このガイドでは、これらのセルがどのように構成されるか、どこで収入を得るか、そしてインストールがスムーズに実行されるか、それとも日々の不満の原因になるかを決定する詳細について説明します。 ロボットプレスブレーキの正体 ロボット プレス ブレーキの核心は、通常の油圧またはサーボ プレス ブレーキの前に産業用ロボットが立っているものです。ロボットはスタックまたはコンベアからブランクを選択し、それをツーリングに渡し、ストローク中保持してから、次の曲げのために回転させるか、完成した部品を出力スタックに置きます。プレス ブレーキ制御とロボット制御は継続的に信号を交換するため、部品が適切に装着されるまで機械はストロークできず、ラムが離れるまでロボットは移動できません。 適切に設計された細胞と、ブレーキにボルトで固定されたロボットとを分けるものは、その握手の周囲のすべてです。自動工具交換装置はライブラリからパンチとダイを取り出してクランプ システムにロードするため、工具を手動で交換することなく、曲げ半径が異なる一連の部品を 1 つのシフトで実行できます。角度測定システム (レーザーまたは接触) は、最初の部分をチェックし、補正を深さ設定にフィードバックします。オフライン プログラミング ソフトウェアは、最初のブランクがロードされる前に、曲げシーケンスを構築し、ロボット パスをシミュレートします。 その結果、機械は付属品を備えたプレスブレーキのように動作するのではなく、オペレーターが持ち上げるのではなく監督しながら、ブランクを入れて成形部品を取り出すという、小規模な生産ラインのように動作します。 なぜ経済学が機能するのか 曲げ加工は低速、多品種の操作です。ラムは 1 ～ 2 秒間動きます。そのあたりの処理には10〜20時間がかかります。この比率こそが、自動化によってジョブの計算が劇的に変化する理由であり、回収計算をトン数ではなく部品に基づいて構築する必要がある理由です。 3 つの利益が最初に現れる傾向があります。その中で最も信頼できるのは一貫性です。ロボットがすべてのブランクを同じ位置、同じ角度で提示するため、バッチ全体での完成角度の広がりが狭まり、スクラップが落ちます。労働は二番目だ。重い部品や扱いにくい部品が人間工学的な問題になることはなくなり、一日中機械の前に立つ代わりに 1 人のオペレータがセルを監督できるようになり、経験豊富なブレーキオペレータの不足がシフト計画に影響を与えることもなくなりました。スループットが 3 番目ですが、ロボットはどの場合でも熟練した手よりも早く曲がるわけではないため、注意が必要です。その利点は、より長いラン、反転や位置変更が重要なマルチベンドパート、そして昼食後に速度が落ちないという事実に現れます。 鋼部品の手動プレスブレーキ曲げとロボットプレスブレーキ曲げの比較を示します。 因子 手曲げ ロボットセル バッチ全体にわたる角度の一貫性 オペレーターのスキルと疲労に依存します 繰り返し可能、プロセス内修正あり 実用的な部分重量天井 2 人で持ち上げる必要がある ロボットのペイロードとグリッパーの設計によって設定 新しい部品への切り替え 手動で実行される議事録 プログラムのリコールと自動工具交換 部品あたりの労働力 マシンごとにおよそ 1 人のオペレーター セルごとまたはシフトごとに 1 人の演算子 ベストフィット 一点もの、極小ロット 数十家族以上のリピート家族 結果を決める細胞の部分 ロボットとグリッパー ペイロード、リーチ、および取り付け位置によって、部品の実用的なサイズが決まります。床置き型の 6 軸ロボットが一般的に選択されます。 7 番目の軸またはレールにより、長い部品の作業範囲が拡張されます。グリッパーは、通常よりもエンジニアリング上の注意を払う必要があります。真空カップは平らできれいなブランクに適しており、磁石は鉄プレートに適しており、入荷したブランクと完成した部品を一度に保持するダブルグリッパーにより、ハンドリング時間を大幅に短縮できます。どのような選択をするにしても、グリッパーはストローク中に部品が動かないように部品を十分にしっかりと保持する必要があります。 ツーリングとマシンインターフェース 自動クランプとツール ライブラリにより、手動ジョブからプログラム ステップへの切り替えが行われますが、それらが効果を発揮するのは、パーツ ファミリが実際に少数のツール セットを共有している場合のみです。最新の制御を備えたブレーキ、正確な深さ制御、ロボットへの高速インターフェースは、原トン数よりも重要です。 パートの紹介と流れ 不適切に整理されたパレットから供給される優れたロボットは、遅いロボットになります。デスタッカー、インデックステーブル、および単純なコンベアは、オペレーターが数分ごとにブランクの位置を変更しなくてもセルを実行できるため、通常、お金を払う価値があります。 プログラミングとシミュレーション オフライン プログラミングを使用すると、曲げシーケンスを証明し、衝突をチェックし、ロボットがラムに部品を挟むことなくすべての曲げに到達できることを確認できます。シミュレーションを省略するショップは、最初の数週間を本番環境でのデバッグに費やす傾向があります。 製鉄工場における曲げ自動化の適応範囲 私たちが目にするロボット曲げセルのほとんどは、一回限りのブラケットを製造する工場ではありません。彼らは、プレートが毎日投入され、フレーム、歩道パネル、支持構造、圧延機を囲む成形セクションなど、同じ部品群が毎月戻ってくる操業に従事しています。これらのプラントでは、曲げはコイルから始まり組み立てられた構造で終わるチェーンの 1 つのリンクであり、その背後にも同じ考え方があります。 圧延機の自動化とプロセス制御 ブレーキの下流側に適用されます。 ロールは良い例です。ブレーキに入るプレートの平坦度とゲージは、それを製造したロール表面によって異なります。磨耗したロールや回転が不十分なロールは、厚さの変化や表面の跡として現れ、どんなに曲げる技術を駆使しても隠すことはできません。だからこそ、工場のロール工場側は、 CNCロール旋盤 グラインダーやグラインダーは、成形装置と同じ品質の会話の一部です。 CK8465-P ヘビーデューティ精密 CNC ロール旋盤 大型ロールプロファイル用の頑丈な CNC ロール旋盤で、能力 Ø650 mm x 3,000 mm、中心間荷重 4,000 kg を備えています。 製品を見る→ たとえば、CK8465-P などの頑丈な機械は、大きくて重いワークピースのロール プロファイルと表面仕上げを予測可能なバンド内に保持するように構築されています。これは、曲げセルが成形する部品に対して行う約束と同じです。つまり、最初のピースで承認された形状が、最後のピースでも得られる形状になります。 SK001-5 高剛性CNCローラーリング研削盤 研削範囲Ф100～Ф400mm、表面粗さRa0.4μmのリング型ロール仕上げ用高剛性CNCローラーリング研削盤です。 製品を見る→ リングタイプのロールや硬化したワークロールの場合、旋削ではなく研削が仕上げ工程となることが多く、適切に設定されたブレーキが曲げ角度を調整するのと同じように、高剛性のリンググラインダーがロール表面の処理を行います。これはいずれも曲げ加工装置ではありませんが、測定し、修正し、オペレーターが最初に正しく得たものを機械に再現させるという同じ訓練です。 構成の選択 賢明な仕様プロセスは、部品から機械に逆方向に進むものであり、その逆ではありません。最初に尋ねる質問は次のとおりです。 部品ファミリー、ブランクのサイズと重量、各部品に耐えられる曲げの数は何ですか? 現在最も重い部品だけでなく、将来の作業に備えて、どのくらいの曲げ長さとトン数が必要ですか? 自動工具交換はさまざまな半径によって正当化されるのでしょうか、それとも固定工具でも可能でしょうか? ぎこちない最後の曲がりを含む全範囲をカバーするロボットのペイロード、リーチ、および取り付け配置は何ですか? ブランクはどのように到着し、完成したパーツはどのようにして出発するのでしょうか。また、どれくらいの頻度で誰かが介入する必要があるのでしょうか? ソフトウェアはオフライン プログラミング、シミュレーション、簡単なレシピ リコールをサポートしていますか? どのような防護、ライトカーテン、消音設備がリスク評価に適合しますか? 誰がオペレーターを訓練し、誰が最初の 1 年間グリッパーとツールを保守しますか? 安全性とコンプライアンス ロボット曲げセルは、小さなスペースにエネルギーを集中させます。ラムは何トンもの力で閉じられ、ロボット アームは重い鋼材を運びます。正式なリスク評価が出発点であり、その後、セルのロードを不可能にすることなく、移動するエンベロープからオペレータを分離する保護コンセプトが続きます。ミューティング付きのライト カーテン、インターロックされたアクセス ゲート、真空不良によって部品が落下しないようにグリッパーで機械的に保持する機能、およびスプリングバック キックのチェック機能はすべて、有能な設計の標準部品です。協働ロボットが使用される場合、適用される安全基準と文書化された力と速度の検証は、パンフレットではなくファイルに含まれます。 よくある落とし穴 部品の流れをマッピングする前にロボットを購入し、ブランクが間違った形式で到着したことに気づきました。 グリッパーの設計を後付けとして扱い、部品の滑りによって精度が失われます。 切り替え時間を過小評価すると、多種多様な作業のビジネスケースが静かに侵食されます。 有償の運用時間中はシミュレーションをスキップし、衝突の問題をデバッグします。 手動ブレーキで 1 回限りの作業を残すのではなく、すべての小さなバッチをセルに強制的に通過させます。 小さな位置決め誤差が廃棄物になるまで、グリッパーと工具のメンテナンスを無視します。 ロボットプレスブレーキは普遍的な答えではありませんし、そうすることを意図したものでもありません。これらは、同じ重量部品のファミリーを何度も形成する店舗や製鉄所にとって強力な答えです。そこでは、機械を扱う熟練した手の柔軟性よりも、一貫性、人間工学、予測可能な人件費の方が重要です。部品の流れ、グリッパー、切り替え戦略を正しく設定すれば、セルは、誰にも 40 キログラムのブランクをもう一度持ち上げるように頼むことなく、シフトに次ぐシフトで、そのために購入されたことを静かに実行します。 .article-section table{display: table!important;width:100%;border-collapse:collapse;margin-bottom:16px;}.article-section thead{display: table-header-group!important;}.article-section tbody{display: table-row-group!important;}.article-section tr{display: table-row!important;}.article-section th{display: table-cell!important;font-weight:bold;border:1px solid #cccccc;padding:8px;}.article-section td{display: table-cell!important;border:1px solid #cccccc;padding:8px;text-align: center;}.article-section caption{caption-side:bottom;font-size:16px;margin-bottom:12px;font-style:italic;color:#808080;}.article-section ol{margin-bottom:12px;list-style-type:decimal;list-style-position:inside;padding-left:5px;}.article-section ul{margin-bottom:12px;list-style-type:disc;list-style-position:inside;padding-left:5px;}.article-section li{list-style:inherit;font-size:16px;margin-bottom:6px;}.article-section h2{font-size:22px;font-weight:bold;text-align:left;margin-bottom:12px!important;}.article-section h3{font-size:16px;font-weight:bold;text-align:left;margin-bottom:12px;}.article-section p{font-size:16px!important;margin-bottom:12px;} .product-card{display:block;margin:20px 0;border:1px solid #e5e7eb;border-radius:10px;overflow:hidden;font-style:normal;background:#fff;box-shadow:0 0 5px rgba(31,41,55,.08)}.pc-inner{display:flex;text-decoration:none;color:inherit;align-items:center;min-height:148px}.product-card .pc-img{width:auto!important;min-width:0!important;max-width:min(36%,240px)!important;height:auto!important;min-height:0!important;max-height:148px!important;aspect-ratio:auto!important;object-fit:contain!important;flex:0 0 auto;display:block;align-self:center}.pc-body{padding:12px 16px;flex:1;min-width:0;display:flex;flex-direction:column;align-self:stretch;justify-content:center}.pc-title{display:block;font-size:15px;font-weight:600;color:#111;margin:0 0 6px;line-height:1.4}.pc-desc{display:-webkit-box;font-size:13px;color:#6b7280;margin:0 0 8px;line-height:1.5;overflow:hidden;-webkit-line-clamp:2;line-clamp:2;-webkit-box-orient:vertical}.pc-cta{display:block;font-size:13px;font-weight:600;color:inherit;margin-top:auto}.pc-inner:hover .pc-title{text-decoration:underline} .article-section a:not(.pc-inner),article a:not(.pc-inner){color:inherit}.pc-cta{color:inherit!important}
