Innovaciones en el procesamiento de bobinas de metal, alimentación de prensas

Jun 20, 2023

Una línea de procesamiento de bobinas que incluye corte en línea, corte longitudinal, punzonado, muescas, limpieza de materiales, aplicación de plástico, corte y rebobinado de bobinas de carrete a carrete elimina una gran cantidad de manipulación de materiales por parte de personas. Imágenes proporcionadas

La tecnología ha tenido un impacto directo e indirecto en cada parte de la vida diaria de las personas, desde cómo realizan transacciones comerciales y bancarias hasta cómo ven televisión y compran, por nombrar algunos. Lo que ha acaparado menos titulares es el impacto que ha tenido la tecnología en el entorno de fabricación. Ya sea que se trate del software y el hardware que utilizan los estampadores para diseñar y fabricar productos o herramientas como servomotores, controladores, interfaces hombre-máquina, comunicaciones avanzadas y equipos de seguridad, la tecnología ha alterado la fabricación de estampados de manera positiva.

No hace mucho tiempo, una línea típica de manipulación de bobinas constaba de un carrete, un enderezador y un alimentador mecánico accionado por manivela de la prensa. Si bien algunas de estas líneas todavía están en funcionamiento hoy en día, son tan comunes como una cabina telefónica o una máquina de escribir. Varios factores están impulsando la implementación y adopción de líneas automatizadas más nuevas y seguras que son flexibles en su rango y uso.

Algunos de ellos son impulsados ​​por la industria y otros son impulsados ​​por las oportunidades para mejorar las operaciones que los avances tecnológicos han hecho posible:

Figura 1: El corte y el desapilado se pueden integrar con el sistema de prensa.

La automatización ha contribuido a la reubicación de ciertos procesos de fabricación porque se puede lograr más con un componente de mano de obra más pequeño, lo que minimiza la ventaja competitiva de la mano de obra de menor costo en las empresas extraterritoriales.

Por ejemplo, una línea de procesamiento de bobinas que incluye corte en línea, corte longitudinal, punzonado, muescas, limpieza de materiales, aplicación de plástico, cizallado y rebobinado de bobinas de carrete a carrete elimina una gran cantidad de manejo de materiales impulsado por humanos (verimagen principal).

¿Puede reemplazar una línea de alimentación de bobinas convencional con una línea que pueda procesar material en bobinas en la prensa, hacer piezas en bruto, alimentarlas directamente a una prensa de transferencia y, finalmente, desapilar y seleccionar y colocar con precisión las piezas en bruto fuera de línea, todo dentro del espacio existente? ? Sí.

La bobina se puede procesar directamente en la prensa como lo haría en una línea convencional. Un sistema diseñado a la medida brinda al fabricante de estampados la flexibilidad para producir las longitudes en blanco requeridas en línea a la velocidad de producción. Luego, los espacios en blanco se pueden alimentar directamente al sistema de transferencia de prensa existente. Los brazos de un sistema transportador magnético pueden construirse y diseñarse para ajustarse de lado a lado, hacia arriba y hacia abajo, y hacia adentro y hacia afuera, independientemente entre sí, para acomodar varios anchos y largos de material según la ubicación de la primera estación de troquel. Finalmente, se puede integrar una unidad de desapilado de piezas en el sistema para desapilar y colocar con precisión las piezas en los brazos transportadores magnéticos (verFigura 1).

Otra innovación es un alimentador de cuatro rodillos, diseñado para aplicaciones que no dejan marcas, cortes a medida y materiales de gran calibre. A diferencia de una alimentación estándar de dos rodillos, la alimentación de cuatro rodillos permite el doble de superficie de contacto con la mitad de presión.

Figura 3: La orientación horizontal de la prensa requería el montaje vertical del enderezador de extracción y el enhebrado sin manos.

Esto lo hace adecuado para aplicaciones de superficie crítica en las que el deslizamiento, el rayado y el marcado en el material son inaceptables.

Tener el doble de la superficie de contacto en material de gran calibre prácticamente elimina el deslizamiento que puede afectar negativamente la precisión de la longitud de alimentación.

Un servoalimentador en zigzag proporciona una configuración rápida y fácil en un formato de uno o dos ejes (verFigura 2 ). El control calcula automáticamente el movimiento óptimo en cada eje, y el avance entrega simultánea o secuencialmente el material en movimiento XY. Un patrón de dos o tres salidas es estándar; es posible un patrón de hasta seis salidas.

figura 3 representa una innovación dictada por las necesidades de un fabricante de estampado. Para esta aplicación, una prensa que estaba orientada horizontalmente (recostada sobre su parte posterior) requería un servoalimentador en zigzag con un enderezador de tracción montado verticalmente para introducir correctamente el material en la prensa.

Este proyecto era un concepto nuevo y requería desarrollo para el montaje vertical. Si bien esta línea tenía un enderezador motorizado, se necesitaba un enderezador extraíble para abordar la posible reintroducción del conjunto de bobinas, en el que el bucle se reorienta de la posición horizontal a la vertical. Un desafío final a superar fue que todo el proceso de enhebrado tenía que ser manual porque el alimentador/enderezador en zigzag estaba aproximadamente a 8 pies sobre el nivel del piso.

Figura 4: Los estampadores pueden alimentar a una marca de registro, lo que permite un posicionamiento preciso del material a través de la retroalimentación de precisión de un sensor óptico.

Algunos de los avances más notables en el manejo y alimentación de bobinas están orientados a la seguridad.

Más brazos de sujeción. El uso cada vez mayor de aceros de mayor resistencia a la tracción en más talleres ha elevado la necesidad de manejar la cantidad de energía almacenada inherente a las bobinas. La cantidad de memoria en las bobinas de alta resistencia es mucho mayor que en el acero dulce, por lo que cuando se cortan las bandas, el material tiende a "reloj". Hoy en día se encuentran disponibles muchas medidas de seguridad diseñadas para proteger al personal y al equipo. Estos incluyen brazos de sujeción adicionales para ayudar a contener el material y evitar que la bobina se mueva cuando se cortan las bandas (verFigura 5).

Los brazos de sujeción también se utilizan para enhebrar o rebobinar una bobina. Los rodillos guía laterales, que pueden ser manuales o motorizados, se utilizan para evitar que la bobina se desplace, así como para mantener la alineación al rebobinar una bobina.

Desconexión de par segura (STO) . Otra característica de seguridad que se utiliza cada vez más es STO, una función que evita que el convertidor genere par en el motor. Garantiza que ninguna energía generadora de par siga actuando sobre el motor y que el motor no se pueda volver a arrancar hasta que se retire el STO. Lo que esto significa es que una vez que se activa el STO, el motor no girará después de que se haya detenido.

Velocidad limitada segura (SLS) . Esta es otra innovación de seguridad reciente. En la práctica, esto se aplica a menudo como "velocidad reducida de forma segura". Como resultado, debe garantizarse una transición definida de la velocidad de operación en modo automático a la velocidad reducida en modo de configuración. Si la función de vigilancia detecta que se ha sobrepasado el valor límite, el accionamiento debe desconectarse de forma segura.

Vigilancia perimetral y de acceso. Ya sea mediante protección física, óptica o una combinación de ambas, la protección perimetral y de acceso se utiliza más que nunca. Integrarlos en un equipo o en una línea completa otorga mayor seguridad al equipo y, lo que es más importante, al personal.

Sistema de frenado automatizado. Usando un láser para medir el diámetro de la bobina y el accionamiento, el sistema de frenado del carrete de la bobina se ajusta automáticamente durante el agotamiento de la bobina. Esto alarga la vida del sistema de frenado. También elimina esta responsabilidad del operador, lo que le permite concentrarse en lo que sale de la prensa en lugar de lo que entra.

Lector de código de barras. Las tecnologías integradas actuales permiten equipos completamente automatizados que pueden configurar una línea a través de un lector de código de barras o un número de pieza. Las guías laterales, las guías de material, la configuración del enderezador o nivelador, las longitudes de alimentación, etc., se ajustan automáticamente según el código de barras o el número de trabajo. Estas funciones automáticas pueden extenderse a un sistema de apilamiento en una línea de corte a medida.

Mire el video de la alimentación a la marca de registro.

IIoT, comunicación de acceso externo. Una buena comunicación de IIoT en una línea que comprende máquinas fabricadas por múltiples proveedores es fundamental para una operación segura y sin problemas. Equipos como lubricadores, limpiadores, estampadores, soldadura, sistemas de transferencia, transportadores, inspección, aplicadores de papel y plástico, muescadoras, perforadoras y controles de prensa son solo algunos.

Figura 5: El equipo de bobina más nuevo está equipado con brazos de sujeción adicionales para evitar lesiones por el resorte del reloj cuando se cortan las bandas de la bobina. Éste está equipado con tres brazos de sujeción.

Los estampadores utilizan cada vez más la comunicación con acceso externo a una red interna. La capacidad del personal de servicio del fabricante del equipo para realizar diagnósticos o cambios de programa de forma remota es muy importante para mantener la maquinaria funcionando de manera óptima. COVID-19 ha demostrado el beneficio del diagnóstico remoto como un método seguro para solucionar problemas de equipos sin tener que ingresar a las instalaciones.

Un problema creciente en la mayoría de las instalaciones es la disponibilidad inadecuada de espacio. Por lo general, los estampadores están limitados por el espacio existente para sus prensas y equipos auxiliares, pozos, áreas de almacenamiento de bobinas y pasillos. Un fabricante de estampados enfrentó este desafío y otro más: el costo y el uso de aire comprimido. Parte de la necesidad de la empresa era un sistema de alimentación compacto que minimizara el consumo de aire.

La innovación fue un alimentador/enderezador compacto con un elevador de cabezal servoaccionado en lugar del sistema neumático que la empresa había estado usando. A diferencia del cabezal neumático que tenía una distancia de recorrido fija para subir y bajar el cabezal de la enderezadora, el servoascensor es programable y ajustable.

El elevador del cabezal servo no solo redujo significativamente el uso de aire de la planta, sino que prolongó la vida útil del equipo porque eliminó el movimiento repetitivo hacia arriba y hacia abajo del elevador del cabezal neumático. Esto logró los objetivos del estampador al reducir significativamente el desgaste de la máquina y reducir el consumo de aire comprimido.

Figura 2: Se muestra un servoalimentador de dos ejes, en zigzag y cuatro rodillos. Incluye un lubricador de terceros con un soporte de montaje especialmente diseñado que permite elevarlo por encima de la línea de paso. Esta derivación permite que el material pase por debajo del lubricador para que ningún lubricante contamine el acero.