Stamping Machine : การ set-up

0

Basic RGB

Stamping Machine: การ set-up เครื่อง press

กระบวนการเซ็ตเครื่องจักรในการปั๊มชิ้นส่วนโลหะนั้นเป็นงานที่อาจจะทำผู้เซ็ตเครื่องจักรเกิดความรู้สึกกังวลเนื่องจากว่าจะต้องใช้ทักษะและความเชี่ยวชาญในการเซ็ต เพราะถ้าหากการเซ็ตเครื่องจักรเกิดความผิดพลาดก็จะนำมาซึ่งความสูญเสียในด้านการผลิต ไม่ว่าจะเป็นการหยุดชะงักของสายการผลิตหรือ ทำให้สินค้าและวัตถุดิบต่างๆ เสียหายจากความผิดพลาดในการเซ็ตเครื่องจักร และในบางครั้งอาจจะเกิดความสูญเสียทั้ง 2 แบบที่กล่าวมาแล้ว

ท่านผู้อ่านสามารถดูตัวอย่างสายการผลิตของ GM จากเว็บไซต์ engineerfriend.com ซึ่งในวีดีโอจะแสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนของกระบวนการผลิต ซึ่งส่วนใหญ่เป็นระบบอัตโนมัติเกือบทั้งสิ้นโดยส่วนใหญ่แล้วสายการผลิตจะใช้หุ่นยนต์แทนแรงงานคนถึง 80 % ในกระบวนการปั๊มขึ้นรูปต่างๆ และจะมีเพียงงานบางส่วนที่จะทำโดยแรงงานคน

ในบทความนี้เราจะนำเสนอเกี่ยวกับกระบวนการขึ้นรูปโลหะโดยการปั๊ม และนำเสนอเทคโนโลยีใหม่ๆ ในสายการผลิตโลหะแบบ ต่างๆ โดยจะแบ่งเป็น 2 ส่วนดังนี้

  • การเซ็ตเครื่องปั๊ม: เป็นขั้นตอนการเซ็ตค่าต่างๆ เพื่อโหลดแม่พิมพ์เข้าไปในเครื่องปั๊มชิ้นส่วนโลหะเพื่อการขึ้นรูป ซึ่งค่าพารามิเตอร์จะแสดงขึ้นให้เห็นถึงกระบวนการผลิตที่ใส่เข้าไปในระบบและลำดับความสำคัญของการเช็คตามขั้นตอนต่างๆ ในกระบวนการผลิต
  • ลดข้อผิดพลาดของการปั๊มชิ้นส่วนโลหะ ในกระบวนการผลิต: ในส่วนนี้จะอธิบายถึงเทคโนโลยีที่สามารถจะลดข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการ ปั๊มชิ้นส่วนโลหะ ซึ่งสามารถแบ่งออกได้ 3 ประเภท คือ

1.ขั้นตอนแรกคือกระบวนการโหลดแผ่นเหล็กหรือท่อนเหล็กเข้าไปในเครื่องจักร

2.ขั้นตอนต่อมาคือการนำแผ่นเหล็กเข้าเครื่องปั๊มเพื่อขึ้นรูปโดยการกดปั๊ม โดยจะ มีเซ็นเซอร์ ในแม่พิมพ์เพื่อตรวจเช็คว่าแผ่นเหล็กพร้อมที่จะทำการปั๊มหรือไม่ โดยแม่พิมพ์ 1 แม่พิมพ์อาจจะกดปั๊มมากกว่า 1 ครั้ง

  1. ขั้นตอนสุดท้ายคือการนำแผ่นโลหะที่ทำการปั๊มแล้วออกจากแม่พิมพ์

 

30-31

หมายเหตุ : ในบทความนี้คำว่า เครื่องกดปั๊ม, เครื่องปั๊มและเครื่องจักรขึ้นรูปคือสิ่งเดียวกัน

 

สำหรับบทความนี้ จะขอกล่าวถึงความหมายทั่วไปของกระบวนการปั๊มขึ้นรูป โดยจะอธิบายขั้นตอนทั่วไปที่ต้องปฎิบัติเป็นประจำของวิศวกรที่ต้องเซ็ตเครื่องปั๊มชิ้นส่วนโลหะ และจะกล่าวถึงความต้องการในการเชื่อมต่อระหว่างเซ็นเซอร์กับแม่พิมพ์สำหรับแอพพลิเคชั่นตรวจจับ แผ่นโลหะในแม่พิมพ์ โดยจะเริ่มจากความหมายของแต่ละประเภทของเครื่องปั๊มชิ้นส่วนโลหะ

30-31

Types of Presses ประเภทของเครื่องกด

เครื่องกดปั๊มขึ้นรูปแบบชิ้นงานเคลื่อนที่ (Transfer Press):เป็นเครื่องปั๊มชิ้นส่วนโลหะที่ใช้หลักการในการเคลื่อนที่ขึ้นลงในแนวดิ่ง โดยใช้เซอร์โว มอเตอร์ (Servo motors)เป็นตัวควบคุม โดยจะใช้วัตถุดิบเป็นโลหะแผ่นในการผลิต โดยการทำงานก็คือจะมีตัวอุปกรณ์รางจับยึด (Gripper rail) หรืออุปกรณ์ดูดแบบสูญญากาศ (Vacuum transfer devices) ใช้ในการเคลื่อนย้ายแผ่นโลหะจากแม่พิมพ์สู่แม่พิมพ์เพื่อค่อย ๆ ทำการขึ้นรูปแผ่นโลหะทีละขั้นตอน

เครื่องกดแบบเรียงตามกัน (Tandem Press Line):เป็นเครื่องปั๊มชิ้นส่วนโลหะที่ใช้สำหรับแผ่นโลหะที่มีตั้งแต่ขนาดกลางไปจนถึงขนาดใหญ่ โดยจะใช้วัตถุดิบเป็นโลหะแผ่นในการผลิต โดยการทำงานกับเครื่องปั๊มชิ้นส่วนโลหะลักษณะนี้อาจจะใช้คนหรือหุ่นยนต์ในการย้ายแผ่นโลหะเพื่อทำตามขั้นตอนต่าง ๆ

เครื่องกดแบบตามลำดับ (Progressive Press):เป็นเครื่องปั๊มชิ้นส่วนโลหะที่ใช้สำหรับแผ่นโลหะที่มีตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดกลาง โดยในกระบวนการปั๊มจะใช้วัตถุดิบที่เป็นม้วนโลหะ ขั้นตอนคือเครื่องปั๊มจะทำการค่อย ๆ ปั๊มชิ้นส่วนที่ไม่ต้องการออก จนพอถึงกระบวนสุดท้ายจึงจะปั๊มตัดเป็นชิ้นงาน

Setting up the die for the stamping process  การเซ็ตแม่พิมพ์สำหรับกระบวนการขึ้นรูป เมื่อเริ่มเซ็ตกระบวนการขึ้นรูป แม่พิมพ์จะเคลื่อนที่เข้าไปยังเครื่องกด ปั๊ม ตามตัวอย่างรูปด้านล่างนี้

30-31 30-31

Stamping Die Identification การบ่งชี้แม่พิมพ์ในการขึ้นรูป หลังจากที่โหลดแม่พิมพ์เข้าไปในเครื่องกดปั๊มแล้ว (อาจจะโหลดด้วยเครน หรือรถโฟล์คลิฟท์) จะต้องทำการตรวจสอบว่าแม่พิมพ์ที่ต้องการใช้งานนั้นว่าถูกเซ็ตถูกต้องตรงกับที่ต้องการใช่หรือไม่ โดยประวัติการใช้งานต่างๆ ของแม่พิมพ์จะถูกเก็บไว้ในแม่พิมพ์ อย่างไรก็ตาม จำนวนข้อมูลที่เราต้องการใส่เข้าไปในแม่พิมพ์นั้นมีข้อจำกัด ในการจัดเก็บ

Barcode vs RFID Barcode สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้แม่พิมพ์ได้ แต่มีข้อจำกัดในด้านต่างๆ ดังนี้

  • บาร์โค้ดเก็บจำนวนข้อมูลได้น้อย โดยเฉพาะบาร์โค้ดแบบ 1Dถึงแม้ว่าจะเป็นบาร์โค้ดแบบ 2D ก็ยังมีข้อจำกัดด้านจำนวนข้อมูลที่เก็บได้เช่นกัน
  • บาร์โค้ดไม่สามารถนำมาใช้ซ้ำได้ บาร์โค้ดไม่สามารถบันทึกข้อมูลระหว่างการผลิตและหลังการผลิตในตัวแม่พิมพ์ได้
  • บาร์โค้ดอ่านข้อมูลจากการเครื่องอ่านแบบทางตรงเท่านั้น (อ่านค่าได้อย่างเดียวไม่สามารถเขียนค่าทับลงไปได้)
  • บาร์โค้ดที่ข้อมูลเลือนหรือฉีกขาดจะไม่สามารถอ่านข้อมูลได้อีก

30-31

ด้วยเทคโนโลยีใหม่ของ RFID เป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่จะนำมาใช้สำหรับบ่งชี้แม่พิมพ์ด้วยเหตุผลต่างๆ ดังนี้

  • RFID สามารถนำมาใช้งานซ้ำได้ พารามิเตอร์สามารถบันทึกข้อมูลและจำนวนการผิดพลาดที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตแต่ละส่วน ซึ่งสามารถนำข้อมูลที่บันทึกใน RFID มาวิเคราห์ในการซ่อมบำรุงเครื่องจักรและกระบวนการผลิตต่อไป ซึ่งเป็นผลดีอย่างมากในการเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต
  • RFID สามารถอ่านข้อมูลได้จากทุกช่องทางที่มีตัวอ่านติดตั้งอยู่
  • RFID สามารถเก็บข้อมูลได้จำนวนมากกว่า

Setting up stamping parameters การเซ็ตพารามิเตอร์ของเครื่องปั๊ม เมื่อแม่พิมพ์เข้าไปในเครื่องปั๊มแล้ว ต้องเซ็ตพารามิเตอร์ของเครื่องปั๊ม เช่น ระดับความเร็วและแรงดันในการกดแม่พิมพ์ให้ถูกต้องก่อนที่เครื่องจักรจะเริ่มทำงาน

 

30-31

 

Challenges of the controller for retrofitting the stamping machineความท้าทายของการปรับเปลี่ยนการควบคุมของเครื่องจักรขึ้นรูป ตัวควบคุมแรงกดที่ใช้สำหรับควบคุมการเคลื่อนไหวของแม่พิมพ์นั้น มีการพัฒนาและใช้งานมาหลากรุ่น ข้อเสียของระบบควบคุมแบบเดิมๆ คือ ความยากที่จะปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ของตัวควบคุมเครื่องปั๊มให้สามารถทำงานแบบระบบอัตโนมัติได้ เนื่องจากความยุ่งยากของการเพิ่มอุปกรณ์เสริมของเซ็นเซอร์เข้าไปในระบบควบคุมแบบเดิม เช่น เราสามารถเพิ่มสาย I/O เข้าไปในเครื่องปั๊มได้ แต่เครื่องปั๊มจะไม่สามารถทำงานร่วมกับ I/O ได้

Example of the older controllers ตัวอย่างของเครื่องจักรที่มีตัวควบคุมแบบเดิมๆ:

Example of the new generation controller with communication. ตัวอย่างของตัวควบคุมรุ่นใหม่ที่มาพร้อมระบบเชื่อมต่อต่างๆ

30-31

Setting up shutter height การเซ็ตความสูงของชัตเตอร์ เป็นการปรับความสูง สำหรับการเปลี่ยนแม่พิมพ์ทุกครั้ง ความสูงของชัตเตอร์ต้องมีการปรับเพื่อให้เหมาะสมกับแม่พิมพ์แต่ละแบบ โดยมีวิธีการเซ็ตความสูงแม่พิมพ์ดังนี้

Method of setting up press shutter height: วิธีการเซตความสูงของชัตเตอร์ในปั๊มชิ้นส่วนโลหะ

  • ทำด้วยมือโดยใช้เทปหรือไม้บรรทัดในการระบุจุดที่ต้องการ
  • Absolute Encoder :เป็นเซ็นเซอร์แบบหนึ่งที่ให้สัญญาณเอาท์พุทออกมา ซึ่งสามารถบอกตำแหน่งองศาที่หมุนไปได้ เมื่อนำองศามาเปลี่ยนเป็นระยะแนวตรง จะสามารถบอกถึงระยะห่างของความสูงชัตเตอร์ได้
  • Linear transducer (ดีที่สุด): เป็นเซ็นเซอร์ประเภทหนึ่งที่มีแม่เหล็กติดอยู่ในตัวอุปกรณ์ แม่เหล็กจะขยับในแนวทางตรงบนอุปกรณ์ Linear เพื่อส่งสัญญาณออกมาเป็นระยะที่แม่เหล็กขยับได้ เป็นอุปกรณ์ที่ติดตั้งง่ายที่สุดและตัวแม่เหล็กเป็นไม่ถูกับตัวอุปกรณ์ Linear ในระหว่างการทำงาน ทำให้อุปกรณ์ใช้งานได้นาน

Setting up hydraulic pressure. การเซตความดันไฮดรอลิก ในระบบแบเก่าๆ นั้นต้องมีผู้ทำงานปีนไปยังแท่นที่ยกขึ้นที่ติดตั้งตัววัดแรงดัน แล้วอ่านตัวเลขที่แสดงอยู่ในหน้าจอ จากนั้นตะโกนบอกผู้ที่ทำงานอยู่ด้านล่าง Pressure transducer จะเป็นอุปกรณ์ที่ลดขั้นตอนแบบเดิมๆ ได้เพราะจะมีระบบส่งสัญญาณบอกค่าของความดันต่างๆ มาที่ตัวควบคุม ซึ่งเราสามารถควบคุมความดันตลอดการผลิตให้อยู่ในระดับที่สมบูรณ์โดยไม่ต้องไปที่หน้างาน เพราะอุปกรณ์จะส่งสัญญาณเอาท์พุทมาให้ตามที่เซ็ตไว้

Pressure gauge

Inputting Parameters into the controller การเพิ่มค่าพารามิเตอร์ในตัวควบคุม

การใช้เซ็นเซอร์เพื่อตรวจจับต่างๆ เช่น ความสูงของชัตเตอร์และแรงดันไฮดรอลิก จะถูกส่งข้อมูลไปยังตัวควบคุม ซึ่งตัวควบคุมสามารถใช้ประโยชน์ในการเซ็ตตัวกระตุ้นต่างๆ เช่น มอเตอร์ หรือ ปั๊มในการเพิ่มรอบของกระบวนการผลิตในเครื่องกด โดยการใช้แรงงานคนในการเซ็ต จะใช้เวลา 15-30 นาทีในการเซ็ต แต่หากการใช้ RFID จะใช้เวลาเพียงไม่กี่นาทีก็ทำให้การผลิตพร้อมทำงาน ด้วยเทคโนโลยีของ RFID ทำให้สามารถเปลี่ยนแม่พิมพ์ได้ง่ายดายและเป็นระบบอัตโนมัติทั้งหมด ทั้งยังมีความยืดหยุ่นในกระบวนการผลิต ทำให้ในไลน์การผลิตเดียวสามารถสร้างสินค้าได้หลากหลายมากยิ่งขึ้น

 

30-31

 

ลองจินตนาการว่าในกระบวนการผลิตคุณสามารถสร้างสินค้าได้ถึง 10 แบบ ประสบการณ์ด้านล่างนี้อาจจะทำให้คุณชอบมากขึ้น

  • ทุกครั้งที่ต้องการสร้างสินค้าใหม่ จะต้องมีการใส่ข้อมูลชื่อที่สินค้าที่ต้องการในการผลิต
  • แม่พิมพ์จะโหลดเข้าไปในเครื่องขึ้นรูป
  • เทคโนโลยี RFID จะช่วยยืนยันว่าแม่พิมพ์ที่ใช้นั้นถูกต้องและเครื่องขึ้นรูปจะอ่านวิธีการทำงานในแม่พิมพ์ที่มีการเซ็ตค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ไว้แล้ว
  • ข้อมูลจาก RFID จะใช้ในการเซ็ตทุกอย่างให้เป็นระบบอัตโนมัติ เช่น ความสูงของชัตเตอร์ แรงดันไฮดรอลิก       ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้แรงงานคนในการตรวจสอบ
  • สามารถระบุตารางการผลิตและจำนวนสินค้าที่ต้องการได้ใน RFID
  • เมื่อเริ่มกระบวนการผลิต ทั้งกระบวนการจะถูกเซ็ตให้เริ่มการผลิตได้ภายใน 5 นาทีเท่านั้น
  • ถ้าหากพบข้อผิดพลาดระหว่างการผลิต จะมีการแจ้งเตือนผ่าน HMI ที่ห้องควบคุม ซึ่งขั้นตอนนี้จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์เพิ่มเติม เราจะอธิบายรายละเอียดในบทความหน้าเกี่ยวกับ “การลดข้อผิดพลาดในกระบวนการขึ้นรูป”
  • ในขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการผลิตทั้งหมด ข้อมูลของการผลิตจะถูกบันทึกในแม่พิมพ์และ HMI เพื่อใช้วิเคราะห์การทำงานและตารางการบำรุงรักษาแม่พิมพ์ต่อไป

Doesn’t this sound great to you? ฟังดูดีพอสำหรับคุณหรือยัง?

See the video below for an example of using an HMI to setup the press machine. คุณสามารถดูวีดีโอเกี่ยวกับตัวอย่างการใช้ HMI ในเครื่องปั๊มชิ้นส่วนโลหะจาก QR Code ด้านล่างนี้

ในบทความนี้ เราได้อธิบายพร้อมยกตัวอย่างของเทคโนโลยีที่สามารถนำมาใช้เป็นระบบอัตโนมัติในการเซ็ตเครื่องปั๊มชิ้นส่วนโลหะได้ ในแต่ละสายการผลิตจะมีความต้องการที่เฉพาะเจาะจงแต่ก็มาจากหลักความคิดเดียวกัน ซึ่งเราหวังว่าบทความนี้จะทำให้ท่านผู้อ่านเกิดความคิดที่ดีๆ และนำเทคโนโลยีที่น่าสนใจไปใช้ให้เกิดประโยชน์ในสายการผลิตได้ ในบทความหน้า เราจะมาอธิบายถึง “การลดข้อผิดพลาดในกระบวนการขึ้นรูป”

ถ้าท่านผู้อ่านมีข้อคิดเห็นเพิ่มเติมสามารถตอบกลับได้ที่บทความใน www.engineerfriend.com ทางเราจะตอบท่านกลับอย่างรวดเร็วที่สุดครับ

– อ่านเพิ่มเติมที่: http://www.engineerfriend.com/2015/articles/automation/stamping-machine-setting-up-the-press/#sthash.V9M2MrPa.dpuf