Zrozumienie nowoczesnych pras krawędziowych

Dzisiejsze maszyny do gięcia mogą skrócić proces gięcia, tak jak starsze kawałki żelaza nie mogą

  Przegląd ten zawiera krótkie omówienie napędów prasy, systemów koronowania i konfiguracji narzędzi, które można znaleźć na dzisiejszych prasach krawędziowych.

Rysunek 1

Nowoczesne prasy krawędziowe zapewniają operatorom pomoc potrzebną do zmaksymalizowania czasu

wydanyzginanie, niewprowadzanie hamulca prasy lub metodyczne tworzenie programu

Czy to brzmi znajomo? Operator pracuje z mechanicznym hamulcem krawędziowym, który ma suwak, który musi ukończyć swój pełny cykl i prędkość cyklu, którego nie można zmienić, ale zanim będzie mógł zacząć, musi znaleźć odpowiednią wartość zagięcia czynnik dla pracy.

  Jeśli brzmi to znajomo, od dłuższego czasu jesteś w pobliżu pras krawędziowych lub masz dobrą wiedzę o tym, jak gięcie miało miejsce w zakładach produkcyjnych. Prawdopodobnie wiesz również, że dziś nie ma takiego uginania w większości przypadków.

  Nowoczesne prasy krawędziowe są znacznie bezpieczniejsze i nie wymagają tak dużo ręcznej interwencji jak ich poprzednicy. Są to wyrafinowane maszyny zaprojektowane tak, by nadążyć za dzisiejszym szybkim środowiskiem produkcyjnym (patrz rysunek 1). Rzućmy okiem na różne elementy, które oddzielają dzisiejszy nowoczesny sprzęt od wczorajszych starszych kawałków żelaza.

  The Press Drive

  Hydrauliczne prasy krawędziowe niekoniecznie są nowe, a to tłumaczy, dlaczego wykonują większość prac formujących w warsztatach fab.

  Ich działanie jest bardzo proste do zrozumienia. Prasy te obsługują zsynchronizowane cylindry hydrauliczne na ramkach C, które poruszają suwakiem. Sterowanie przepływem dostarcza olej do cylindrów, aby przemieszczać tłoki, które sterują ruchem suwaka. To niedrogi sposób na wygenerowanie dużej siły.

  Dawniej do sterowania hamulcem używano wyłącznika krańcowego. Teraz używane są CNC. Wraz z precyzyjnymi zaworami sterującymi przepływem, dzisiejsze hydrauliczne hamulce krawędziowe zapewniają znaczną oszczędność kosztów i kontroli.

  Większość tych zaworów hydraulicznych jest montowana bezpośrednio na cylindrach hydraulicznych. Kilka lat temu producenci mieli do czynienia z łamaniem rur i upadaniem baranów. Producenci pras krawędziowych rozwiązali problem, eliminując lub minimalizując orurowanie. Dzisiejszych hydraulicznych pras krawędziowych nie należy mylić z tymi sprzed kilku lat.

  Hamulce hybrydowe są teraz szerzej dostępne niż kiedykolwiek wcześniej. W przypadku napędu hydraulicznego, kiedy obracasz pompę w jednym kierunku, pompujesz tłok w dół. Kiedy przekręcasz pompę w drugą stronę, pompujesz tłok w górę. Hybrydowy rodzaj symuluje śrubę i nakrętkę. Jest to pompa dwukierunkowa, a serwomotor kontroluje ruch pompy w przód iw tył. Przez cały dzień nie masz trójfazowego silnika prądu przemiennego, od czasu do czasu pompując go. Teraz silnik pompuje rampę tylko wtedy, gdy system CNC wymaga użycia siły.

  Jakie są zalety? Otrzymasz szybki czas reakcji, minimalną ilość przewodów, dobre prędkości (od 2 do 500 cali na minutę [IPM]) i wysoką wydajność, jeśli chodzi o wydajność. Hamulec hybrydowy nie jest jednak niedrogim układem.

Rysunek 2

W przypadku prawidłowego użycia oprogramowanie do gięcia pomoże projektantowi części uniknąć

problematyczne obszary, takie jak umieszczanie otworów zbyt blisko linii zgięcia.

  W ostatnich latach na rynku pojawiły się liczne hamulce elektryczne. Wielu producentów łączy "elektryczne" z prasami krawędziowymi z napędem bezpośrednim. W tych urządzeniach elektrycznych, system śrub kulowych, który polega na recyrkulacji kulek w celu złagodzenia tarcia zamiast smarów, wypycha nurniki w dół.

Technologia śrub rolkowych stała się nową technologią, która pomaga zwiększyć ładowność tych elektrycznych hamulców. Te typy śrub mają wielokrotnie gwintowane spiralne rolki, które znajdują się wokół nagwintowanego wału. To ustawienie przekształca ruch obrotowy silnika w ruch liniowy, aby przesuwać siłownik hamulca prasy. Te śruby walcowe mają tendencję do zwiększania powierzchni nośnej w napędzie prasy.

  Jakie są zalety? To niekoniecznie prędkości, ale współczynnik przyspieszenia. Zazwyczaj prasy krawędziowe mogą przyspieszyć tylko w pewnym tempie. Z elektrycznym hamulcem można znacznie zwiększyć współczynnik przyspieszenia bez wciągania pęcherzyków powietrza do oleju i tak dalej.

  Niektórzy producenci używają podwójnych napędów hamulca elektrycznego; jeden napęd służy do szybkiego podejścia, a drugi napęd do zginania. Umożliwia to dostrojenie śrub kulowych i śrub rolkowych do różnych zastosowań.

  Należy wspomnieć, że istnieje inny sposób na przekształcenie małej siły w dużą siłę. Nazwijmy to napędem typu block-and-tackle. Przykładem są hamulce z pasami. Można go również nazywać napędem elektrycznym jednostronnego działania.

  W przypadku tego typu napędu trzpień porusza się w jednym kierunku, co ma pewne zalety. Ponieważ jest to system jednokierunkowy, może być mniej skomplikowany i tańszy. Minimalizujesz pewien czas przesunięcia w dolnej części skoku, ponieważ właśnie zwolniłeś serwomotory i taran odwraca się.

  Wiele z tych napędów pasowych lub blokowych również rozkłada obciążenia zginające na całym suwaku. Za każdym razem, gdy pas jest podawany przez koło pasowe, jest to 10-krotne zmniejszenie przełożenia skrzyni biegów. Może to przynieść duże korzyści pod względem wydajności w przypadku hamulców elektrycznych w porównaniu z hamulcami hydraulicznymi.

  Słodkim punktem dla tych elektrycznych hamulców jest lżejszy tonaż. Jeśli spojrzysz na konwencjonalne maszyny na rynku, zobaczysz segment sprzętu w zakresie 100 ton lub mniej; to jest dobre dla pras elektrycznych i hybrydowych. Przy 100 tonach i wyższych, elektryczny hamulec prasy wymaga wielu kilowatów, aby wytworzyć siłę potrzebną do wykonania zadania. W tym momencie wszelkie oszczędności energii generowane przez elektryczny hamulec prasy w porównaniu z hamulcem hydraulicznym są pomijalne. Mówiąc prosto, nie możesz zdobyć energii za nic.

  Jak przenieść siłę z napędu na prasę krawędziową? Trzy koncepcje to napęd centralny, napęd podwójny i napęd rozproszony.

  Centralny napęd jest bardziej opłacalny. To proste. Ogranicza się do zginania zasadniczo w środku lub blisko środka. Nie masz możliwości przesunięcia z centralnym napędem.

Rysunek 3

Jeśli prasa krawędziowa może szybko i dokładnie zmieniać i pozycjonować oprzyrządowanie, to

 operator możeskupić się na gięciu części i przyspieszaniu zadań wraz z procesami końcowymi.

  Pojedynczy układ napędowy zapewnia pewną przewagę przy ugięciu maszyny. Jeśli siłownik naciska na środek górnej belki, a dolna belka jest podparta na bocznych ramach, otrzymujesz wzór ugięcia na środku zagięcia.

W przypadku systemu z dwoma napędami, który jest konwencjonalną technologią w dzisiejszym świecie wytwarzania metalu, po rozpoczęciu wymuszania uderzenia, ugięcie w środku maszyny musi zostać skompensowane. Producenci hamulców prasowych odnoszą się do tego ugięcia na wiele sposobów, które mogą być godne artykułu na własną rękę.

  Napęd rozproszony jest hybrydą pomiędzy środkiem a podwójnym napędem, w którym cylindry napędowe są przesunięte nieco od strony maszyny. Tworzy to równoległą kompensację ugięcia. Możesz odrobinę skompensować flex maszyny w miejscu, w którym umieścisz te dyski.

  W przypadku napędu rozproszonego obciążenie rozkłada się na całym suwaku. Praktycznie nie dochodzi do odchylania się taranu.

  Koronacja łóżka

  Ukoronowaniem jest to, w jaki sposób prasa krawędziowa kompensuje ugięcie maszyny.

  Większość maszyn ma jakieś mechaniczne urządzenie odchylające na maszynach. Kliny i siłowniki hydrauliczne służą do kompensacji wraz ze wzrostem obciążenia.

  W systemach z pętlą zamkniętą środek hamulca znajduje się również pod CNC.

Konfiguracja narzędzi

  Czas ustawiania dla większości pras krawędziowych jest równy czasowi zmiany narzędzia. Pracując zgodnie z założeniem, że program jest wykonywany w trybie offline lub że praca jest ponownie uruchamiana, prasa krawędziowa powinna mieć przestój tylko wtedy, gdy operator wymienia narzędzia do następnego zadania.

  Najbardziej opłacalnym sposobem rozwiązania problemu szybkiej zmiany narzędzi jest użycie narzędzi zaprojektowanych do łatwego wkładania i wyjmowania z siłownika. Najczęstsze typy narzędzi, które pasują do tego opisu, to narzędzia przyciskowe lub kliknięcia.

  Przycisk z przodu narzędzia zapobiega wypadnięciu narzędzia z tłoka. Siłownik hydrauliczny nie tylko zaciska narzędzie, ale również je osadza; zaciskanie i osadzanie narzędzia odbywa się jednocześnie. Bardzo precyzyjną konfigurację narzędzi można wykonać bardzo szybko.

Rysunek 1

Nawet początkujący operator prasy krawędziowej może wytworzyć akceptowalną część na pierwszym zakręcie dzięki monitorom, które wyświetlają sekwencje pozycji i kolejności części.

  W tym kliknięciu obowiązuje ograniczenie wagowe. Kiedy segment osiągnie powyżej 30 funtów, narzędzie musi zostać załadowane końcem. Wielu producentów kupuje mniejsze segmenty narzędzia, aby pozostać w granicach 30 funtów. limit, więc wszystkie narzędzia mogą mieć kliknięcia.

Prędkość gięcia

  Prędkość zginania jest dziś tematem gorącego przycisku w sfałszowaniu kręgów. Typowy prasę krawędziową, być może 5- do 10-letnią technologię, można wykonać około 600 zgięć na godzinę, jeśli pracuje z maksymalną prędkością. Wysokoudarowy hamulec prasy, taki jak hamulec elektryczny, może wytworzyć do 900 zgięć na godzinę. To znacząca poprawa.

  Ważne jest, aby pamiętać, że maszyna zgina się tylko przez pewien czas, jednak, powiedzmy 20 procent czasu podczas zmiany.

  Używając na przykład wielkości serii 25, patrzysz na pięć minut na konfigurację; pięć sekund, aby wybrać i umieścić część; pięć sekund do zgięcia; pięć sekund na zmianę pozycji; pięć sekund na zgięcie, aż część zostanie ostatecznie umieszczona na stosie. Całkowity czas produkcji może wynosić 20 minut, ale czas zginania wynosi tylko sześć minut, co stanowi około 30 procent całkowitego czasu.

Więc jaka jest zaleta wysokiej prędkości? Jest z małymi częściami. Jeśli masz standardową maszynę i szybką maszynę pracującą na małych częściach, wysoka prędkość naprawdę ma ogromną zaletę.

  Ale gdy części stają się większe, może to zająć kilka minut, aby je odwrócić. Fab warsztat może mieć maszynę, która jest nieskończenie szybka, ale przepustowość jest zminimalizowana ze względu na dodatkowy czas obsługi materiału.

Optymalizacja obrysu

  Optymalizacja skoku jest kolejnym ważnym punktem dyskusji w technologii gięcia. Prasa krawędziowa może iść tak szybko, zanim zacznie tracić dokładność i jakość wykonania.

  W niektórych krajach europejskich hamulec prasy nie może przekroczyć pewnego progu ze względów bezpieczeństwa. Rozwiązaniem jest żyć ze stałą prędkością i znaleźć sposoby na optymalizację tej prędkości i poprawę liczby zakrętów na godzinę.

  Koncentrując się na optymalizacji skoku, zobaczysz prasy krawędziowe zdolne do 1000 zagięć na godzinę bez zwiększania prędkości maszyny.

Projektowanie części

  Systemy CAD, takie jak SolidWorks® i Pro E®, dają każdej osobie możliwość narysowania otworu w dowolnym miejscu na części - nawet wtedy, gdy nie powinny tam umieszczać dziury. Możesz powiedzieć projektantowi części, że dziura nie powinna znajdować się tak blisko linii zgięcia, ale projektant uważa, że ​​jeśli oprogramowanie CAD na to zezwala, powinno to być możliwe.

  Korzystając z tego przykładu umieszczenia otworu zbyt blisko linii zagięcia, możesz spróbować rozwiązać potencjalny wybuch za pomocą obracającego się zestawu matryc typu "V". Obrotowe wsporniki w matrycy umożliwiają procesowi gięcia naśladowanie operacji składania. Rezultatem jest czyste zgięcie, ponieważ blacha jest obsługiwana podczas procesu gięcia. Tego typu narzędzia znacznie poprawiają dokładność, ponieważ część nie może się poruszać w matrycy.

  Drugim rozwiązaniem jest rozwiązanie tego problemu za pomocą oprogramowania (patrz rysunek 2). Oprogramowanie może określić, gdzie będą wybuchy, i mam nadzieję, że projektant części może przesunąć otwór, aby uniknąć wybuchu.

  Oczywiście nic nie przebije doświadczenia. Jeśli projektant części ma doświadczenie w zakresie gięcia, wie, że do linii gięcia można wprowadzić cięcie reliefowe. Ta szczelina eliminuje deformację, zanim część trafi do hali produkcyjnej.

  Automatyczna zmiana narzędzia

  Automatyczna wymiana narzędzi jest obecnie dostępna w bardziej prasowych prasach (patrz Rysunek 3), a ta technologia ma największy wpływ na operacje w hali produkcyjnej.

  Zaletą jest to, że zmiana narzędzia ma miejsce, podczas gdy operator wykonuje inne zadania. Zwykle operator musi uzyskać puste miejsca, zalogować się i wyjść z zamówienia, zająć się papierkową robotą, ustawić pojemniki wokół hamulca i ustawić ramiona podporowe. Podczas gdy operator robi to, zmiany narzędzi są wykonywane dla niego.

  Najtrudniej jest uruchomić prasę krawędziową. Po skonfigurowaniu urządzenia każdy może uruchomić maszynę. Nowe sterowniki pokazują niedoświadczonym operatorom, jak obchodzić się z częścią. Niektóre maszyny dzisiaj nawet wyświetlają obraz wideo na suwaku tuż przed twarzą operatora, więc nie trzeba patrzeć na boczny monitor.

W prasach krawędziowych z opcją automatycznej zmiany narzędzi dostępne są różne style magazynków dla zmieniacza narzędzi. Niektóre znajdują się z tyłu za tylnym zderzakiem. Niektóre znajdują się z boku prasy krawędziowej. Niektóre znajdują się za oknem do gięcia, ale po bokach ramy. Te układy tworzą różnej wielkości ślady dla maszyn.

  Automatyczna korekcja kąta

  Automatyczna korekcja kąta odnosi się do sprężynowania, które występuje w niektórych trudnych do zginania materiałach. Wartość tego typu systemu polega na tym, że nie tracisz czasu na osiągnięcie pożądanego kąta. Nie ma potrzeby powtarzania cykli zginania i zwalniania podczas polowania na ten kąt.

  W prasach krawędziowych z tym rodzajem korekcji kąta, tłok napędza blachę do matrycy, aby osiągnąć kąt w położeniu załadowanym. Niezależnie od tego, czy stempel jest długi, czy krótki, matryca V jest duża lub mała, materiał jest gruby lub cienki, a kąt obciążenia jest utrzymywany. Kiedy siłownik zwalnia i wycofuje się, blacha powraca do stanu spoczynkowego, przy czym sprężynowanie prawdopodobnie wpływa na zmianę kąta nachylenia w stosunku do uzyskanej pod obciążeniem. Lasery lub czujniki mierzą bieżący kąt, a oprogramowanie sterujące określa, jakiego rodzaju restrica jest potrzebna do osiągnięcia pożądanego kąta. Zazwyczaj po restrice część spełnia wymagania klienta.

  Interfejs człowiek-maszyna

  Nowoczesne kontrole umożliwiły producentom z Ameryki Północnej konkurowanie z tanią siłą roboczą w innych krajach. Fab fabryk nie potrzebuje operatora pras krawędziowych za 50 $ za godzinę, aby produkować skomplikowane części, co jest dobre, ponieważ wytwórca nie może już sprzedawać tych części za 20 USD. Dziś te części idą za 2 dolary. Nowoczesne sterowanie sprawia, że ​​operator z ograniczonym doświadczeniem może śledzić sekwencję gięcia na monitorze i produkować część z kilkoma zagięciami w rozsądnym czasie.

  Te elementy sterujące ułatwiają również zaprogramowanie zadania. Chociaż bardziej sensowne jest umieszczanie tych programów w trybie offline, z dala od maszyny, wiele sklepów wciąż programuje przy prasie krawędziowej. Jak to proste? Operator włączy parametry zadania, a następnie przeciągnie palcem po ekranie, aby utworzyć kształt profilu. Oprogramowanie sterujące przyjmuje ten kształt profilu i tworzy sekwencję zgięć w celu jej utworzenia. Pozostaje tylko przypisać do pracy numer części. Nikt nie zastanawia się nad prędkością zakrętu, zagięciem na zginanie ani prawidłową wysokością tylnego zderzaka. Po wygenerowaniu programu operator postępuje zgodnie z instrukcjami (patrz Rysunek 4).

  Był czas, kiedy ludzie musieli wiedzieć znacznie więcej na temat procesu gięcia i właściwości metalu, jeśli chcieli odnieść sukces jako operatorzy pras krawędziowych. Teraz duża część tej wiedzy zawarta jest w oprogramowaniu kontrolnym.

  Operatorzy muszą być zaangażowani w realizację zadań w sposób wydajny i terminowy. Takie podejście dostaje części do klienta w terminach i skutkuje pozytywnymi relacjami z klientami.

  Nowoczesne prasy krawędziowe ewoluowały, aby nadążyć za potrzebą szybkiego zwrotu części. Tworzą one przewagę konkurencyjną dla wytwórców metalu, której starsze hamulce prasowe po prostu nie mogą dorównać.