コイル金属加工、プレス送りの革新

Jun 20, 2023

インラインブランキング、スリット、パンチング、ノッチング、材料洗浄、プラスチック塗布、シャーリング、オープンリールコイル巻き戻しを含むコイル加工ラインにより、人力によるマテリアルハンドリングの多くが不要になります。 提供された画像

テクノロジーは、ビジネスや銀行取引の方法から、テレビの視聴や買い物の方法など、人々の日常生活のあらゆる部分に直接的および間接的に影響を与えてきました。 あまり報道されないのは、テクノロジーが製造環境に与えた影響です。 スタンパーが製品の設計と製造に使用するソフトウェアやハードウェア、またはサーボモーター、コントローラー、ヒューマンマシンインターフェイス、高度な通信、安全装置などのツールのいずれであっても、テクノロジーはスタンピング製造を良い方向に変えてきました。

少し前までは、典型的なコイル処理ラインは、リール、ストレートナー、およびプレスによってクランク駆動される機械式フィーダーで構成されていました。 これらの回線の一部は現在も稼働していますが、電話ボックスやタイプライターと同じくらい一般的です。 さまざまな要因により、範囲や用途に柔軟性を備えた、より安全で新しい自動ラインの実装と採用が促進されています。

その中には業界主導によるものもあれば、テクノロジーの進歩によって可能になった業務改善の機会によって推進されるものもあります。

図 1: ブランキングとデスタッキングは印刷システムと統合できます。

自動化は、より少ない労働力でより多くの作業を達成できるため、特定の製造プロセスのリショアリングに貢献しており、オフショア企業の低コスト労働力による競争上の優位性が最小限に抑えられています。

たとえば、インライン ブランキング、スリット加工、パンチング、ノッチング、材料洗浄、プラスチック塗布、シャーリング、およびオープンリール コイル巻き戻しを含むコイル加工ラインでは、人力によるマテリアル ハンドリングの多くが不要になります (「リード画像）。

従来のコイル供給ラインを、コイル状の材料をプレスに加工し、ブランクを作成し、トランスファープレスに直接供給し、最後にオフラインでブランクをデスタックして正確にピックアンドプレースできるラインに置き換えることはできますか。これらすべてを既存の設置面積内で行うことはできますか? ? はい。

従来のラインと同様に、コイルをプレスに直接加工することができます。 カスタム設計のシステムにより、プレス製造メーカーは必要な長さのブランクを生産速度でインラインで生産できる柔軟性が得られます。 その後、ブランクを既存のプレス搬送システムに直接供給できます。 磁気コンベヤー システムのアームは、最初のダイ ステーションの位置に基づいて、さまざまな材料の幅と長さに対応できるように、互いに独立して左右、上下、内側と外側に調整できるように構築および設計できます。 最後に、ブランク デスタッキング ユニットをシステムに統合して、ブランクをデスタッキングし、磁気コンベア アーム上に正確に配置することができます (「図1）。

もう 1 つの革新的な技術は 4 ロールフィードで、マーキングのない用途、長さに合わせてカットされた厚手の材料向けに設計されています。 標準の 2 ロール フィードとは異なり、4 ロール フィードでは半分の圧力で 2 倍の表面接触が可能になります。

図 3: プレスを水平方向に配置するには、プルスルー ストレートナーとハンズフリーのねじ切りを垂直に取り付ける必要がありました。

このため、材料上の滑り、引っかき傷、跡が許容できない、表面が重要な用途に適しています。

厚手の材料に接触面を 2 倍にすることで、送り長さの精度に悪影響を与える可能性のある滑りを実質的に排除します。

ジグザグ サーボ フィードにより、単軸または二軸フォーマットでの迅速かつ簡単なセットアップが可能になります (「図2 ）。 制御装置が各軸の最適な動きを自動的に計算し、材料を同時または順次に XY 運動で送り出します。 ツーアウトまたはスリーアウトのパターンが標準です。 最大6アウトまでのパターンが可能です。

図3は、スタンピングメーカーのニーズによって決定された革新を表しています。 この用途では、水平方向に配置された (仰向けに置かれた) プレス機に、材料をプレス機に適切に導入するために垂直に取り付けられたプルスルー ストレートナーを備えたジグザグ サーボ フィードが必要でした。

このプロジェクトは新しいコンセプトであり、垂直取り付けのための開発が必要でした。 このラインには動力付きストレートナーが装備されていましたが、ループが水平位置から垂直位置に向きを変えるコイルセットの潜在的な再導入に対処するために、プルスルーストレートナーが必要でした。 克服すべき最後の課題は、ジグザグフィーダー/ストレートナーが床面から約 8 フィートの高さにあったため、糸通しプロセス全体をハンズフリーで行う必要があることでした。

図 4: スタンパーはレジストレーション マークにフィードすることができ、光学センサーからの正確なフィードバックを通じて正確な材料の位置決めが可能になります。

コイルの取り扱いと供給における最も顕著な進歩には、安全装置が装備されているものがあります。

さらにホールドダウンアーム。より多くの工場で高張力鋼の使用が増加しているため、コイルに固有の蓄積エネルギー量を処理する必要性が高まっています。 高強度コイルの形状記憶量は軟鋼よりもはるかに多いため、バンドを切断すると、材料は「時計のバネ」になる傾向があります。 現在、人員や機器を保護するために設計された多くの安全装置が利用可能です。 これらには、材料を封じ込め、バンドの切断時にコイルが飛び跳ねるのを防ぐための追加の押さえアームが含まれています (「図5）。

ホールドダウン アームは、コイルを巻き上げたり巻き戻したりするためにも使用されます。 手動または電動のサイド ガイド ローラーは、コイルの伸縮を防止し、コイルを巻き戻すときに位置合わせを維持するために使用されます。

安全トルクオフ (STO) 。 もう 1 つの安全機能として、インバータがモータにトルクを発生させないようにする機能である STO の使用が増えています。 これにより、トルクを生成するエネルギーがモーターに作用し続けることがなくなり、STO が取り外されるまでモーターは再始動できなくなります。 これは、STO が作動すると、停止した後はモーターが回転しなくなることを意味します。

安全制限速度 (SLS) 。 これも最近の安全技術革新です。 実際には、これは「安全に減速された速度」として適用されることがよくあります。 その結果、自動モードの動作速度からセットアップ モードの減速速度への定義された移行を保証する必要があります。 監視機能が制限値の違反を検出した場合、ドライブを安全にシャットダウンする必要があります。

境界とアクセスの保護。ハード ガード、光学的ガード、またはその 2 つの組み合わせのいずれによっても、境界およびアクセス ガードがこれまで以上に使用されています。 これらを機器の一部またはライン全体に統合することで、機器、さらには作業員の安全性が向上します。

自動ブレーキシステム。レーザーを使用してコイルの直径とドライブを測定することで、コイルリールのブレーキシステムはコイルが消耗するまで自動的に調整されます。 これにより、ブレーキシステムの寿命が延びます。 また、オペレーターはこの責任を負うことがなくなり、報道機関に何が入るかではなく、何が報道されるかに集中できるようになります。

バーコードリーダー。今日の統合テクノロジーにより、バーコード リーダーまたは部品番号を介してラインを設定できる完全自動装置が可能になります。 サイド ガイド、ストック ガイド、ストレートナーまたはレベラーの設定、フィードの長さなどはすべて、バーコードまたはジョブ番号に基づいて自動的に調整されます。 これらの自動機能は、長さ調整ラインのスタッキング システムに拡張できます。

トンボへの送りのビデオをご覧ください。

IIoT、外部アクセス通信。安全でシームレスな運用には、複数のベンダー製のマシンで構成されるラインにおける良好な IIoT 通信が不可欠です。 ルブリケーター、クリーナー、エンボッサー、溶接、搬送システム、コンベア、検査、紙およびプラスチックのアプリケーター、ノッチャー、パンチャー、プレス制御などの機器はほんの数例です。

図 5: 新しいコイル機器には、コイル バンドを切断するときにクロック スプリングによる怪我を防ぐための追加のホールドダウン アームが装備されています。 こちらは3本のホールドダウンアームが装備されています。

スタンパーは、内部ネットワークへの外部アクセスによる通信を使用することが増えています。 機器メーカーのサービス担当者がリモートで診断やプログラム変更を実行できることは、機械を最適に稼働し続けるために非常に重要です。 新型コロナウイルス感染症（COVID-19）は、施設に入らずに機器のトラブルシューティングを行う安全な方法として、遠隔診断の利点を実証しました。

ほとんどの施設で深刻化している問題は、利用可能なスペースが不十分であることです。 通常、スタンパーは、プレスとその付属機器、ピット、コイル保管エリア、および通路のための既存のスペースによって制約されます。 あるプレス製造メーカーは、この課題に加えて、コストと圧縮空気の使用というもう 1 つの課題に直面しました。 同社のニーズの 1 つは、空気消費量を最小限に抑えるコンパクトな供給システムでした。

この技術革新は、同社が使用していた空気圧システムの代わりにサーボ駆動のヘッドリフトを備えたコンパクトなフィーダー/ストレートナーでした。 ストレートナー ヘッドを昇降させるための移動距離が固定されている空気圧ヘッドとは異なり、サーボ リフトはプログラム可能で調整可能です。

サーボ ヘッド リフトはプラントの空気使用量を大幅に削減しただけでなく、空気圧ヘッド リフトの繰り返しの上下運動を排除したため、機器の寿命も延長されました。 これにより、機械の磨耗が大幅に軽減され、圧縮空気の消費量が削減され、スタンパーの目標が達成されました。

図 2: 4 ロール、ジグザグ、2 軸サーボ フィードを示します。 これには、パスラインより上に持ち上げることができる特別に設計された取り付けブラケットを備えたサードパーティ製ルブリケータが含まれています。 このバイパスにより、材料は潤滑装置の下を通過できるため、潤滑剤が鋼を汚染することはありません。