Innovaciones en el procesamiento de bobinas de metal y alimentación de prensas.

Una línea de procesamiento de bobinas que incluye corte, corte, punzonado, entallado, limpieza de materiales, aplicación de plástico, corte y rebobinado de bobinas de carrete a carrete en línea elimina gran parte del manejo de materiales impulsado por humanos. Imágenes proporcionadas

La tecnología ha tenido un impacto directo e indirecto en todos los aspectos de la vida diaria de las personas, desde cómo realizan transacciones comerciales y bancarias hasta cómo miran televisión y compran, por nombrar algunos. Lo que ha generado menos titulares es el impacto que ha tenido la tecnología en el entorno de fabricación. Ya sea el 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 estampado de manera positiva.

No hace mucho, una línea típica de manipulación de bobinas constaba de un carrete, un enderezador y un alimentador mecánico accionado por una manivela mediante 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, más seguras y flexibles en su alcance y uso.

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

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

La automatización ha contribuido a la relocalización de ciertos procesos de fabricación porque se puede lograr más con un componente laboral más pequeño, minimizando 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, punzonado, entallado, limpieza de materiales, aplicación de plástico, cizallamiento y rebobinado de bobinas de carrete a carrete elimina gran parte del manejo de materiales impulsado por humanos (verimagen principal).

¿Se puede reemplazar una línea de alimentación de bobinas convencional con una línea que pueda procesar material en bobinas en la prensa, hacer espacios en blanco, alimentarlos directamente a una prensa de transferencia y, finalmente, desapilar, seleccionar y colocar con precisión los espacios en blanco 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 medida brinda al fabricante de estampado la flexibilidad de producir las longitudes de espacios en blanco requeridas en línea a la velocidad de producción. Luego, los espacios en bruto se pueden alimentar directamente al sistema de transferencia de prensa existente. Los brazos de un sistema transportador magnético se pueden construir y diseñar para ajustarse de lado a lado, hacia arriba y hacia abajo, y hacia adentro y hacia afuera, independientemente uno del otro, para acomodar varios anchos y largos de material según la ubicación de la primera estación de matriz. Finalmente, se puede integrar una unidad de desapilado de formatos en el sistema para desapilar y colocar con precisión los formatos en los brazos transportadores magnéticos (verFigura 1).

Otra innovación es una alimentación de cuatro rodillos, diseñada 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 contacto superficial con la mitad de presión.

Figura 3: La orientación horizontal de la prensa requería montaje vertical del enderezador de arrastre y enhebrado con manos libres.

Esto lo hace adecuado para aplicaciones en superficies críticas en las que el deslizamiento, los rayones y las marcas en el material son inaceptables.

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

Una alimentación servo en zigzag proporciona una configuración rápida y sencilla en formato de uno o dos ejes (consulteFigura 2 ). El control calcula automáticamente el movimiento óptimo en cada eje, y la alimentación 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 orientada horizontalmente (acostada boca arriba) requería un servoalimentador en zigzag con un enderezador de tracción montado verticalmente para introducir correctamente el material en la prensa.

Este proyecto fue un concepto nuevo y requirió desarrollo para el montaje vertical. Si bien esta línea tenía un enderezador eléctrico, se necesitaba un enderezador de tracción para abordar la posible reintroducción del juego de bobinas, en el que el bucle se reorienta de la posición horizontal a la vertical. Un último desafío a superar fue que todo el proceso de enhebrado tenía que realizarse con las manos libres porque el alimentador/enderezador en zigzag estaba aproximadamente a 8 pies sobre el nivel del piso.

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

Algunos de los avances más notables en el manejo y alimentación de bobinas están relacionados con dispositivos de seguridad.

Más brazos de sujeción. El uso cada vez mayor de aceros de mayor resistencia a la tracción en más talleres ha aumentado la necesidad de manejar la cantidad de energía almacenada inherente en 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 “relojar”. Hoy en día se encuentran disponibles muchas salvaguardas 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 salte cuando se cortan las bandas (consulteFigura 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 telescope, así como para mantener la alineación al rebobinar una bobina.

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

Velocidad limitada segura (SLS) . Esta es otra innovación de seguridad reciente. En la práctica, esto suele aplicarse como “velocidad reducida de forma segura”. Por ello debe garantizarse una transición definida de la velocidad de funcionamiento en el modo automático a la velocidad reducida en el modo setup. Si la función de vigilancia detecta que se ha sobrepasado el valor límite, se debe desconectar el accionamiento de forma segura.

Vigilancia perimetral y de accesos. Ya sea mediante protección rígida, 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 proporciona mayor seguridad al equipo y, lo que es más importante, al personal.

Sistema de frenado automatizado. Utilizando 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 frenos. También elimina esta responsabilidad del operador, permitiéndole centrarse en lo que sale de la prensa en lugar de en lo que entra.

Lector de código de barras. Las tecnologías integradas actuales permiten equipos totalmente automatizados que pueden configurar una línea mediante un lector de código de barras o un número de pieza. Las guías laterales, las guías de papel, las configuraciones 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 apilado en una línea de corte a medida.

Vea el vídeo del avance hasta la marca de registro.

IIoT, Comunicación de Acceso Externo. Una buena comunicación IIoT en una línea que comprende máquinas fabricadas por múltiples proveedores es fundamental para un funcionamiento seguro y fluido. Equipos como lubricadores, limpiadores, estampadores, soldadura, sistemas de transferencia, transportadores, inspección, aplicadores de papel y plástico, muescas, perforadoras y controles de prensa son solo algunos.

Figura 5: Los equipos de bobinas más nuevos están equipados con brazos de sujeción adicionales para evitar lesiones causadas por el resorte de reloj cuando se cortan las bandas de bobinas. 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 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. Normalmente, los estampadores están limitados por el espacio existente para sus prensas y equipos auxiliares, fosos, áreas de almacenamiento de bobinas y pasillos. Un fabricante de estampado enfrentó este desafío y otro más: el costo y el uso del 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 cabezal elevador servoaccionado en lugar del sistema neumático que la empresa había estado utilizando. A diferencia del cabezal neumático que tenía una distancia de recorrido fija para subir y bajar el cabezal alisador, el servo elevador es programable y ajustable.

El elevador de cabezal servo no solo redujo significativamente el uso de aire de la planta, sino que también extendió la vida útil del equipo porque eliminó el movimiento repetitivo hacia arriba y hacia abajo del elevador de 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. Este bypass permite que el material viaje debajo del lubricador para que ningún lubricante contamine el acero.