Joonis 1. CNC-painutamisel, mida tavaliselt nimetatakse paneeli painutamiseks, kinnitatakse metall oma kohale ning ülemised ja alumised painutuslabad moodustavad positiivsed ja negatiivsed äärikud.
Tüüpilises plekitöökojas võib olla painutussüsteemide kombinatsioon. Loomulikult on kõige levinumad painutusmasinad, kuid mõned poed investeerivad ka muudesse vormimissüsteemidesse, nagu painutamine ja paneeli voltimine. Kõik need süsteemid hõlbustavad erinevate osade moodustamist ilma spetsiaalseid tööriistu kasutamata.
Areneb ka lehtmetalli vormimine masstootmises. Sellised tehased ei pea enam toetuma tootespetsiifilistele tööriistadele. Neil on nüüd iga vormimisvajaduse jaoks moodulsari, mis ühendab paneelide painutamise mitmesuguste automatiseeritud kujunditega alates nurga vormimisest kuni pressimise ja rullpainutamiseni. Peaaegu kõik need moodulid kasutavad oma toimingute tegemiseks väikseid tootespetsiifilisi tööriistu.
Kaasaegsed automaatsed lehtmetalli painutusliinid kasutavad üldist "painutamise" mõistet. Selle põhjuseks on asjaolu, et need pakuvad erinevat tüüpi painutamist lisaks sellele, mida tavaliselt nimetatakse paneeli painutamiseks, tuntud ka kui CNC painutamine.
CNC-painutamine (vt jooniseid 1 ja 2) on automatiseeritud tootmisliinidel üks levinumaid protsesse, seda peamiselt selle paindlikkuse tõttu. Paneelid liigutatakse oma kohale robotkäe (iseloomulike “jalgadega”, mis paneele hoiavad ja liigutavad) või spetsiaalse konveieri abil. Konveierid töötavad tavaliselt hästi, kui lehed on eelnevalt aukudega lõigatud, mistõttu on robotil raske neid liigutada.
Kaks sõrme torkavad alt välja, et detail enne painutamist tsentreerida. Pärast seda istub leht klambri all, mis langetab ja fikseerib tooriku oma kohale. Altpoolt kõveruv tera liigub ülespoole, luues positiivse kõvera, ja tera, mis kõverdub ülalt, loob negatiivse kõvera.
Mõelge painutajale kui suurele C-tähele, mille mõlemas otsas on ülemine ja alumine tera. Maksimaalse riiuli pikkuse määrab kumera tera taga asuv kael või “C” tagaosa.
See protsess suurendab paindekiirust. Tüüpiline äärik, positiivne või negatiivne, saab moodustada poole sekundiga. Kumera tera liikumine on lõputult muutuv, võimaldades luua palju kujundeid, alates lihtsast kuni uskumatult keerukani. Samuti võimaldab see CNC programmil muuta painde välisraadiust, muutes painutatud plaadi täpset asukohta. Mida lähemal on sisetükk kinnitustööriistale, seda väiksem on detaili välisraadius umbes kaks korda materjali paksusest.
See muutuv juhtseade pakub paindlikkust ka painutusjärjestuste puhul. Mõnel juhul, kui ühe külje lõplik painutus on negatiivne (allapoole), saab painutustera eemaldada ja konveiermehhanism tõstab tooriku üles ja transpordib selle allavoolu.
Traditsioonilisel paneeli painutamisel on puudusi, eriti kui tegemist on esteetiliselt olulise tööga. Kumerad terad kipuvad liikuma nii, et tera ots ei jää painutustsükli ajal ühele kohale. Selle asemel kipub see kergelt lohisema, umbes samal viisil, nagu lohistatakse lehte piki õla raadiust presspiduri paindetsükli ajal (kuigi paneeli painutamisel tekib takistus ainult siis, kui painutustera ja punkt-punkti osa kokku puutuvad välispind).
Sisestage pöörlev kurv, mis sarnaneb eraldi masina voltimisega (vt joonis 3). Selle protsessi käigus pööratakse paindetala nii, et tööriist jääb pidevalt kontakti ühe punktiga tooriku välispinnal. Enamik kaasaegseid automatiseeritud pöördpainutussüsteeme saab konstrueerida nii, et pöördetala saab vastavalt rakendusele üles-alla painutada. See tähendab, et neid saab pöörata ülespoole, et moodustada positiivne äärik, asetada ümber uue telje pöörlemiseks ja seejärel painutada negatiivset äärikut (ja vastupidi).
Joonis 2. Tavalise robotkäe asemel kasutab see paneeli painutuselement toorikuga manipuleerimiseks spetsiaalset konveierilinti.
Mõned pöördpainutustoimingud, mida tuntakse kahekordse pöörleva painutamisena, kasutavad kahte tala, et luua erikujundeid, näiteks Z-kujusid, mis sisaldavad vaheldumisi positiivseid ja negatiivseid painutusi. Ühe tala süsteemid võivad neid kujundeid keerates voltida, kuid juurdepääs kõikidele voltimisjoontele nõuab lehe pööramist. Topelttala pöördpainutussüsteem võimaldab juurdepääsu kõikidele painutusjoontele Z-kujulises kurvis ilma lehte ümber pööramata.
Pöördpainutamisel on oma piirangud. Kui automatiseeritud rakenduse jaoks on vaja väga keerulisi geomeetriaid, on parim valik CNC-painutamine koos painutusterade astmeliselt reguleeritava liikumisega.
Pöörlemismurdmise probleem ilmneb ka siis, kui viimane tõmblus on negatiivne. Kui CNC-painutusel võivad painutusterad liikuda taha- ja külgsuunas, siis pöördepainutustalad ei saa sel viisil liikuda. Viimane negatiivne kurv nõuab, et keegi seda füüsiliselt suruks. Kuigi see on võimalik inimeste sekkumist vajavates süsteemides, on see täisautomaatsete painutusjoonte puhul sageli ebapraktiline.
Automatiseeritud liinid ei piirdu paneeli painutamise ja voltimisega – nn horisontaalpainutamise võimalused, kus leht jääb tasaseks ja riiulid volditakse üles või alla. Muud vormimisprotsessid avardavad võimalusi. Nende hulka kuuluvad spetsiaalsed toimingud, mis ühendavad pidurdamise ja rulli painutamise. See protsess leiutati selliste toodete valmistamiseks nagu rulookarbid (vt joonised 4 ja 5).
Kujutage ette, et töödeldavat detaili transporditakse painutusjaama. Sõrmed libistavad töödeldava detaili külgsuunas üle harjalaua ning ülemise stantsi ja alumise matriitsi vahele. Nagu teistegi automatiseeritud painutusprotsesside puhul, on toorik tsentreeritud ja kontroller teab, kus on voltimisjoon, nii et stantsi taga pole vaja tagumist mõõtu.
Vajutuspiduriga painutamiseks lastakse stants stantsi sisse, tehakse painutus ja sõrmed nihutavad lehte järgmisele painutusjoonele, täpselt nagu operaator teeks presspiduri ees. Toiminguga saab sooritada ka löökpainutust (tuntud ka kui astmeline painutamine) piki raadiust, nagu tavalisel painutusmasinal.
Muidugi, nagu piduri vajutamisel, jätab huule painutamine automaatsel tootmisliinil kurviliini jälje. Suure raadiusega kurvides võib ainult kokkupõrke kasutamine pikendada tsükliaega.
Siin tulebki mängu rullpainutusfunktsioon. Kui stants ja stants on teatud asendites, muutub tööriist tõhusalt kolmerulliliseks toru painutajaks. Ülemise augu ots on ülemine "rullik" ja alumise V-vormi sakid on kaks alumist rulli. Masina sõrmed suruvad lehte, luues raadiuse. Pärast painutamist ja veeremist liigub ülemine stants üles ja eemale, jättes sõrmedele ruumi vormitud detaili tööpiirkonnast väljapoole lükkamiseks.
Automatiseeritud süsteemide painded võivad kiiresti luua suuri ja laiu kõveraid. Kuid mõne rakenduse jaoks on kiirem viis. Seda nimetatakse paindlikuks muutuvaks raadiuseks. See on patenteeritud protsess, mis töötati algselt välja valgustustööstuses kasutatavate alumiiniumkomponentide jaoks (vt joonis 6).
Protsessist aimu saamiseks mõelge, mis juhtub teibiga, kui libistate selle kääride tera ja pöidla vahele. Ta keerleb. Sama põhiidee kehtib ka muutuva raadiusega painde puhul, see on lihtsalt tööriista kerge, õrn puudutus ja raadius kujuneb väga kontrollitult.
Joonis 3. Pööramisega painutamisel või voltimisel pööratakse paindetala nii, et tööriist jääb kontakti ühe kohaga lehe välispinnal.
Kujutage ette õhukest toorikut, mis on kinnitatud paigale, mille all on täielikult toetatud vormitav materjal. Painutustööriist lastakse alla, surutakse vastu materjali ja liigutakse töödeldavat detaili hoidva haaratsi poole. Tööriista liikumine tekitab pingeid ja paneb metalli teatud raadiusega enda taha “väänduma”. Tööriista metallile mõjuv jõud määrab indutseeritud pinge suuruse ja sellest tuleneva raadiuse. Selle liigutusega saab muutuva raadiusega paindesüsteem tekitada väga kiiresti suuri raadiusega painutusi. Ja kuna üks tööriist võib luua mis tahes raadiuse (kuju määrab jällegi tööriista surve, mitte kuju), ei vaja protsess toote painutamiseks spetsiaalseid tööriistu.
Lehtmetallist nurkade vormimine on ainulaadne väljakutse. Automatiseeritud protsessi leiutamine fassaadi (voodri) paneelide turul. See protsess välistab keevitamise vajaduse ja annab kaunilt kumerad servad, mis on oluline kõrgete kosmeetiliste nõuete, näiteks fassaadide jaoks (vt joonis 7).
Alustatakse tühja kujuga, mis lõigatakse välja nii, et igasse nurka saab paigutada soovitud koguse materjali. Spetsiaalne painutusmoodul loob külgnevates äärikutes teravate nurkade ja siledate raadiuste kombinatsiooni, luues "paindeeelse" laienduse järgnevaks nurkade moodustamiseks. Lõpuks loob nurgad nurgad (integreeritud samasse või mõnda teise tööjaama).
Kui automatiseeritud tootmisliin on paigaldatud, ei muutu see kinnismälestiseks. See on nagu legoklotsidest ehitamine. Saite saab lisada, ümber korraldada ja ümber kujundada. Oletame, et sõlme osa vajas varem nurgas teisest keevitamist. Valmistatavuse parandamiseks ja kulude vähendamiseks loobusid insenerid keevisõmblustest ja neetitud liigenditega osadest. Sel juhul saab voltimisjoonele lisada automaatse neetimisjaama. Ja kuna liin on modulaarne, ei pea seda täielikult lahti võtma. See on nagu teise LEGO tüki lisamine suuremale tervikule.
Kõik see muudab automatiseerimise vähem riskantseks. Kujutage ette tootmisliini, mis on ette nähtud kümnete erinevate osade järjestikuse tootmiseks. Kui see rida kasutab tootespetsiifilisi tööriistu ja tootesari muutub, võivad tööriistakulud olla väga suured, arvestades liini keerukust.
Kuid paindlike tööriistade korral võivad uued tooted lihtsalt nõuda ettevõtetelt Lego klotside ümberpaigutamist. Lisage mõned plokid siia, korraldage teised seal ümber ja saate uuesti käivitada. Muidugi pole see nii lihtne, kuid tootmisliini ümberseadistamine pole ka keeruline ülesanne.
Lego on sobiv metafoor autoflexi joontele üldiselt, olenemata sellest, kas tegemist on partiide või komplektidega. Nad saavutavad tootmisliini valamise jõudlustaseme tootespetsiifiliste tööriistadega, kuid ilma tootespetsiifiliste tööriistadeta.
Terved tehased on suunatud masstootmisele ja nende muutmine terviklikuks tootmiseks pole lihtne. Terve tehase ümberplaneerimine võib nõuda pikki seiskamisi, mis on kulukas tehasele, mis toodab sadu tuhandeid või isegi miljoneid ühikuid aastas.
Mõne suuremahulise lehtmetalli painutusoperatsiooni puhul, eriti uut kiltkivi kasutavate uute tehaste puhul, on aga saanud võimalikuks suurte mahtude moodustamine komplektide põhjal. Õige rakenduse eest võib kasu olla tohutu. Tegelikult on üks Euroopa tootja lühendanud tarneaega 12 nädalalt ühele päevale.
See ei tähenda, et partiist komplektiks teisendamine ei ole olemasolevates tehastes mõttekas. Lõppkokkuvõttes toob tarneaja lühendamine nädalatest tundidesse tohutu investeeringutasuvuse. Kuid paljude ettevõtete jaoks võivad esialgsed kulud selle sammu tegemiseks liiga suured olla. Uute või täiesti uute liinide puhul on aga komplektipõhine tootmine majanduslikult mõttekas.
Riis. 4 Selles kombineeritud painutusmasinas ja rullvormimismoodulis saab lehe asetada ja painutada stantsi ja matriitsi vahele. Valtsimisrežiimis asetsevad stants ja stants nii, et materjali saab raadiuse moodustamiseks läbi suruda.
Komplektidel põhineva suuremahulise tootmisliini kavandamisel kaaluge hoolikalt söötmisviisi. Painutusliinid saab projekteerida materjali vastuvõtmiseks otse mähistelt. Materjal keritakse lahti, tasandatakse, lõigatakse vajaliku pikkusega ja juhitakse läbi stantsimismooduli ja seejärel erinevate vormimismoodulite, mis on spetsiaalselt ette nähtud ühe toote või tootepere jaoks.
See kõik kõlab väga tõhusalt – ja see on mõeldud partiitöötluseks. Siiski on sageli ebapraktiline muuta rullpainutusliini komplekti tootmiseks. Erinevate osade järjestikuse moodustamine nõuab suure tõenäosusega erineva klassi ja paksusega materjale, mis nõuab poolide vahetamist. Selle tulemuseks võib olla kuni 10-minutiline seisakuaeg – lühike aeg suure/madala partii tootmisel, kuid palju aega kiirel painutusliinil.
Sarnane idee kehtib ka traditsiooniliste virnastajate puhul, kus imemismehhanism korjab üles üksikud toorikud ja suunab need stantsimis- ja vormimisliinile. Tavaliselt on neis ruumi ainult ühe suuruse või mitme erineva geomeetriaga tooriku jaoks.
Enamiku komplektipõhiste painduvate juhtmete jaoks sobib kõige paremini riiulisüsteem. Rack tornis saab hoida kümneid erinevas suuruses toorikuid, mida saab vastavalt vajadusele ükshaaval tootmisliinile suunata.
Automatiseeritud komplektipõhine tootmine nõuab ka usaldusväärseid protsesse, eriti mis puudutab vormimist. Kes on lehtmetalli painutamise alal töötanud, see teab, et lehtmetalli omadused on erinevad. Paksus, aga ka tõmbetugevus ja kõvadus võivad partiide kaupa erineda, mis kõik muudavad vormimisomadusi.
See ei ole murdejoonte automaatse rühmitamise puhul suur probleem. Tooted ja nendega seotud tootmisliinid on tavaliselt konstrueeritud nii, et need võimaldavad materjalide varieerumist, seega peab kogu partii vastama spetsifikatsioonile. Aga jällegi, vahel muutub materjal sedavõrd, et joon ei suuda seda kompenseerida. Sellistel juhtudel, kui lõikate ja vormite 100 detaili ja mõned osad ei vasta spetsifikatsioonidele, saate lihtsalt viis osa uuesti käivitada ja mõne minuti pärast on teil järgmiseks toiminguks 100 osa.
Komplektipõhises automatiseeritud painutusliinis peab iga osa olema täiuslik. Tootlikkuse maksimeerimiseks töötavad need komplektipõhised tootmisliinid hästi organiseeritud viisil. Kui tootmisliin on kavandatud töötama järjestikku, näiteks seitse erinevat sektsiooni, töötab automaatika selles järjestuses, rea algusest lõpuni. Kui osa nr 7 on halb, ei saa te lihtsalt osa nr 7 uuesti käivitada, sest automatiseerimine ei ole programmeeritud selle üksiku osa käsitlemiseks. Selle asemel peate rea peatama ja alustama otsast osa numbriga 1.
Selle vältimiseks kasutab automaatne voltimisjoon reaalajas lasernurga mõõtmist, mis kontrollib kiiresti iga voltimisnurka, võimaldades masinal ebakõlasid parandada.
See kvaliteedikontroll on kriitilise tähtsusega tagamaks, et tootmisliin toetab komplektipõhist protsessi. Protsessi täiustumisel võib komplektipõhine tootmisliin säästa palju aega, vähendades tähtaegu kuudest ja nädalatest tundide või päevadeni.
FABRICATOR on Põhja-Ameerika juhtiv terase valmistamise ja vormimise ajakiri. Ajakiri avaldab uudiseid, tehnikaartikleid ja edulugusid, mis võimaldavad tootjatel oma tööd tõhusamalt teha. FABRICATOR on selles valdkonnas tegutsenud alates 1970. aastast.
Täielik digitaalne juurdepääs seadmele FABRICATOR on nüüd saadaval, pakkudes lihtsat juurdepääsu väärtuslikele tööstusressurssidele.
Täielik digitaalne juurdepääs The Tube & Pipe Journalile on nüüd saadaval, pakkudes lihtsat juurdepääsu väärtuslikele tööstusressurssidele.
Täielik digitaalne juurdepääs teenusele The Fabricator en Español on nüüd saadaval, pakkudes lihtsat juurdepääsu väärtuslikele tööstusressurssidele.
Andy Billman liitub The Fabricatori podcastiga, et rääkida oma karjäärist tootmisvaldkonnas, Arise Industriali ideedest,…
Postitusaeg: mai-18-2023