خودکار سازی تجهیزات سبب افزایش تولید و ایمنی در فرایندهای آهنگری می‌شود
– صنعتی شدن اقصادمان در سرتاسر دنیا مدیون صنعت آهنگری و مردان و زنانی است که با تجهیزات آهنگری کار می‌کنند.
در 150 سال گذشته بدون آنکه بشر بتواند بر روی فولاد و سایر فلزات، آهنگری انجام دهد نمی توانست به قطعات موردنیاز برای ساخت وتولید ماشین، هواپیما، حفاری برای یافتن نفت، کاوش در معدن برای یافتن سنگ‌های معدنی یا ریل‌های آهن دست یابد.
اما خودکارسازی نیز همانند هر فرایند دیگری در حوزه کارهای دستی، سبب تغییر قوانین بازی شده است. با وجود اینکه صنعت آهنگری از بسیاری از صنایع دیگر عقب مانده است، امروزه بیش از پیش به پیشرفت‌های قابل توجه در خودکارسازی تجهیزات جدید و مدل‌های بازتولید شده/ بازیابی شده هر محصولی نیاز دارد، از ماشین‌های آهنگری افقی و پرِس عمودی گرفته تا چکش‌ها و آهنگری قالبی با گوی‌های جامد.
برای تحقق این امر، کارهایی که زمانی به صورت دستی انجام می‌شدند مانند جابجا کردن لوله‌ها، میله‌های فولادی سنگین و قطعات دیگر امروزه به صورت خودکار صورت می‌گیرد تا ایمنی کارگران افزایش یابد. روزهایی که سه مرد میله فولادی سنگین با انتهای درخشان را از داخل یا خارج دستگاه پرس آهنگری بلند می‌کردند، گذشته است.
امروزه بسیاری از این کارهای دستی توسط «دست» مکانیکی ربات یا از طریق ادغام ماشین‌های خودکاری انجام می‌شود که می‌توانند مواد را بلند کرده، جایگذاری و ذخیره کنند. حتی می‌توان با فشار دادن یک دکمه کارهایی مانند تغییرات ابزار خودکار را انجام داد.
این ابزارها نه تنها محیطی ایمن تر را برای کارکنان واحدهای آهنگری فراهم می‌کند بلکه بهره‌وری نیز افزایش می‌یابد. با خودکار شدن کارهای مرتبط با آهنگری و انجام برخی کارهایی که به دست انسان انجام می‌شد , توسط ماشین می‌توان بسته به نوع محصولی که بر روی آن آهنگری انجام می‌شود، بهره وری را از چندصد قطعه در ساعت به 3000 قطعه افزایش داد.
اضافه کردن قابلیت خودکارسازی
طبق تحقیقات Ken Copeland رییسAjax-CECO ، اکثریت قریب به اتفاق پروژه‌های درخواستی، امروزه شامل برخی جنبه‌های خودکارسازی هستند.
Copeland می‌گوید: «امروزه مشتری‌ها در حدود 90 درصد از زمانی که صرف صحبت با ما می‌کنند، خواستار تجهیزات خودکار هستند.»
همانطور که می‌دانیم Ajax-CECO مستقر در اوهایو یکی از قدیمی ترین تولیدکنندگان تجهیزات آهنگری است که در سال 1875 شروع به کار کرد. این شرکت در بیش از 140 سال عمر خود بیشتر از 6000 دستگاه پرس آهنگری افقی و عمودی را ساخته وراه اندازی کرده است. این شرکت در 2005 مالکیت شرکت مهندسی Chambersburg را خرید و در حال حاضر هر دو برند تجهیزات این شرکت را تولید و پشتیبانی می‌کند.
طبق اظهارات Copeland اکثر درخواست‌های خودکارسازی، برای کنسول‌های کنترل یا نوعی تجهیزات برای کنترل و انتقال مواد است تا بتوان از طریق آن فولاد را وارد ماشین کرد، در صورت نیاز آن را برای گرم کردن و آهنگری به اطراف حرکت داد و در آخر وقتی محصول نهایی کامل شد آن را درون محفظه‌ای ذخیره کرد.
در پیشرفته ترین نمونه‌ها می‌توان «سلول‌های» کل مسیر فرایند آهنگری را ایجاد کرد که شامل ارتباطات پیچیده ای است که نرخ تولید و عملکرد دستگاه را به شبکه‌های شرکتی گزارش می‌دهد.
Copeland اضافه می‌کند از این تقاضا برای تجهیزات آهنگری جدید و موجود استفاده می‌شود.
وی می‌گوید:« غیرعادی نیست که مشتری تجهیزات مدل قدیمی را دارد که آن را می‌خرد را برای ما بفرستد تا ضمن اضافه کردن قابلیت ارتقای خودکارسازی به آن، آن را بازسازی یا بازتولید کنیم.
امروزه صنعت آهنگری بیش از پیش به ارتقای قابلیت خودکارسازی تجهیزات جدید و مدل‌های بازتولید/ بازسازی شده همه تجهیزات نیاز دارد از دستگاه‌های آهنگری افقی و پرس‌های عمودی گرفته تا چکش‌ها و آهنگرهایی که از قالب توپی جامد استفاده می‌کنند.»
ارتقای تجهیزات
Modern forge Tennessee یکی از این شرکت‌ها است. شرکت آهنگری فولاد داغ، مدرن فورج، که قطعات موتورسیکلت را برای Harley Davidson از زمره سایرمشتریانش می‌سازد، از آهنگری با قالب Chambersburg (CECO) استفاده می‌کند که قدمت آن به دهه 1980 می‌رسد و وزن آن بین 20 تا 50 تن است. این شرکت در فهرست موجودی خود بیشتر از 7000 قالب دارد.
شرکت Modern Forge به منظور ادامه حمایت مالی از سرمایه گذاری بر روی تجهیزات موجود تصمیم گرفت تا به درنظر گرفتن اینکه تجهیزات‌شان تحمل بالایی دارند، کنسول‌های روی چکش‌های سقوطی خود را به روز رسانی کند و ارتقا دهد تا عملکرد آن بهبود یابد.
Wade Ferguson مدیر شرکت مدرن فورج می‌گوید:« واحدهای چکش کاری و کنترل‌های خیلی قدیمی و خوبی داشتیم. می‌دانستیم اگر هر قطعه این کنسول‌ها از کار بیفتند برای مدتی آفلاین خواهیم شد.»
Ferguson با اطلاع از اینکه شرکت Ajax manufacturing ، مالکیت فکری شرکت مهندسی چمبرزبرگ را خریده است تصمیم گرفت در خصوص ارتقای خودکارسازی تجهیزات شان با آنها تماس بگیرد.
Ferguson می‌گوید: «Ajax-CECO می‌توانست پنل‌های جدیدی بسازد و نرم افزار موردنیاز برای راه اندازی آن را ایجاد کند و آن را با نیازهای خاص ما تنظیم کند.»
طبق گفته Ferguson ، شرکت مدرن فورج تنسیز همچنین احتمالا امسال رباتی را بر روی دستگاه پرس (trim) خود نصب خواهد کرد تا تاخیرهایی در فرایند تولید را کنترل نماید که بر کیفیت جابجایی برش تاثیر گذار بودند.
پس از آنکه مشخص شد چقدر طول می‌کشد تا کارگر هر قسمت را برش دهد توانستند مشخص کنند وقتی کارگران خسته می‌شوند سرعت کارشان به شکل قابل توجهی کُند می‌شود و عقب می‌مانند. وقتی بین قطعات، زمان زیادی فاصله می‌افتد صفحات آنقدر سرد می‌شوند که برش آنها دشوار می‌شود.
حال پس از آنکه چکش کار، فرایند آهنگری یک محصول را کامل می‌کند ربات مرتبا در هر بار محصول را برداشته و آن را برش می‌دهد.
Ferguson می‌گوید:« شرکت‌هایی مثل ما بیشتر از گذشته این مساله را بررسی می‌کنند که چگونه برای کمک به کارگرا‌ن‌مان دستگاه‌های پرس را خودکار کنیم. کارهای زیادی هست که کارگر باید آنها را انجام دهد. با خودکارسازی تجهیزات، ربات‌ها و سایر دستگاه‌های موتوری می‌توانند قطعه موردنظر را با سرعت، ایمنی و دقت بیشتر در مراحل مختلف فرایند حرکت دهند.»
افزایش بهره‌وری
در فرایند آهنگری شرکت Eaton Corporation درKearney, Nebraska، این شرکت با 26 دستگاه پرس آهنگری Ajax-CECO از 100 تن تا 1300 تن کار می‌کند همچنین Eaton یکی از تولیدکنندگان برتر سوپاپ موتور و چرخ دنده‌هایی با دقت بالا برای صنعت اتومبیل‌سازی آمریکای شمالی است. همچنین در این شرکت قطعاتی برای صنعت کشاورزی، دریایی، ATVها، اتومبیل سازی و کارهای سنگین تولید می‌شود که آهنگری دقیقی بر روی آنها انجام شده است.
درفرآیندی دو مرحله‌ای برای ساخت سوپاپ موتور، ابتدا یک تکه استیل خام درون دستگاه پرس قالب آهنگری به شکل «سرپیاز» در می‌آید. سپس این قطعه به قالب قوس الکتریکی مجدد منتقل می‌شود تا در آنجا محصول نهایی شکل گیرد.
سال‌های زیادی انتقال از مرحله اول به دوم این فرایند بصورت دستی و توسط اپراتور در دستگاه انجام می‌شد.
تقریبا چهار سال پیش شرکت Eaton خودکارسازی پروژه‌ای را متقبل شد که در آن اپراتور فقط می‌بایست دکمه‌ای را فشار می‌داد و بازوی رباتیکی فرایند انتقال را انجام می‌داد. از این دستاورد برای 15 دستگاه پرس Ajax-CECO استفاده شد که خصوصا برای تولید سوپاپ‌های موتور استفاده می‌شدند.
طبق اظهارات Randy Kreutzer، مدیر ارشد نگهداری و تعمیرات شرکت،Eaton ایمنی کارگران، محرک اصلی این خودکار سازی تجهیزات بود.
Kreutzer اینگونه توضیح می‌دهد:« کارگری دارید که جلوی دستگاه پرس می‌نشیند و اگر اشتباهی رخ دهد ممکن است وی صدمه ببیند. حالا سناریوی دیگری داریم. آنها همچنان همانجا هستند اما پشت سپرهای محافظتی و فقط باید یک سری تنظیمات را انجام دهند.»
Kreutzer اضافه می‌کند این افزایش بهره وری مزیت‌هایی را نیز در پی داشت زیرا Eaton را قادر ساخت تا بجای فقط یک دستگاه پرس دو دستگاه را راه اندازی کند.
وی می‌گوید:« مرتبا تجهیزات‌مان را ارتقا می‌دهیم. وقتی به گذشته این صنعت نگاه می‌کنیم مردان و زنانی را می‌بینیم که تمام کارها را به صورت دستی انجام می‌دادند و حال این صنعت در حال عبور از گذشته است و اجازه می‌دهد تا تکنولوژی کنترل امور را در دست گیرد.»
