Obrázok 1. Pri CNC ohýbaní, bežne známom ako ohýbanie panelov, je kov upnutý na mieste a horná a spodná ohýbacia čepeľ tvorí kladnú a zápornú prírubu.
Typická plechová dielňa môže mať kombináciu ohýbacích systémov. Najbežnejšie sú samozrejme ohýbacie stroje, ale niektoré obchody investujú aj do iných tvarovacích systémov, ako je ohýbanie a skladanie panelov. Všetky tieto systémy uľahčujú vytváranie rôznych častí bez použitia špecializovaných nástrojov.
Rozvíja sa aj tvárnenie plechov v hromadnej výrobe. Takéto továrne sa už nemusia spoliehať na nástroje špecifické pre daný produkt. Teraz majú modulárnu linku pre každú potrebu tvarovania, ktorá kombinuje ohýbanie panelov s rôznymi automatizovanými tvarmi, od tvarovania rohov až po lisovanie a ohýbanie valcovaním. Takmer všetky tieto moduly využívajú na vykonávanie svojich operácií malé nástroje špecifické pre daný produkt.
Moderné automatické linky na ohýbanie plechu využívajú všeobecný pojem „ohýbanie“. Je to preto, že ponúkajú rôzne typy ohýbania nad rámec toho, čo sa bežne označuje ako ohýbanie panelov, známe tiež ako CNC ohýbanie.
CNC ohýbanie (pozri obrázky 1 a 2) zostáva jedným z najbežnejších procesov na automatizovaných výrobných linkách, hlavne kvôli svojej flexibilite. Panely sa presúvajú na miesto pomocou robotického ramena (s charakteristickými „nohami“, ktoré panely držia a posúvajú) alebo špeciálneho dopravného pásu. Dopravníky zvyčajne fungujú dobre, ak boli plechy predtým vyrezané s otvormi, čo robotu sťažuje pohyb.
Zospodu vyčnievajú dva prsty, aby sa časť pred ohnutím vycentrovala. Potom list sedí pod svorkou, ktorá spúšťa a fixuje obrobok na mieste. Čepeľ, ktorá sa zakrivuje zospodu, sa pohybuje nahor, čím vytvára pozitívnu krivku, a čepeľ, ktorá sa zakrivuje zhora, vytvára negatívnu krivku.
Predstavte si ohýbačku ako veľké „C“ s hornou a spodnou čepeľou na oboch koncoch. Maximálna dĺžka police je určená hrdlom za zakrivenou čepeľou alebo zadnou časťou „C“.
Tento proces zvyšuje rýchlosť ohýbania. Typická príruba, pozitívna alebo negatívna, môže byť vytvorená za pol sekundy. Pohyb zakrivenej čepele je nekonečne variabilný, čo vám umožňuje vytvárať mnoho tvarov, od jednoduchých až po neuveriteľne zložité. Umožňuje tiež CNC programu zmeniť vonkajší polomer ohybu zmenou presnej polohy ohýbaného plechu. Čím bližšie je vložka k upínaciemu nástroju, tým menší je vonkajší polomer dielu približne dvojnásobok hrúbky materiálu.
Toto variabilné ovládanie tiež poskytuje flexibilitu, pokiaľ ide o sekvencie ohýbania. V niektorých prípadoch, ak je konečný ohyb na jednej strane negatívny (smerom nadol), ohýbací nôž možno odstrániť a mechanizmus dopravníka zdvihne obrobok a prepraví ho po prúde.
Tradičné ohýbanie panelov má nevýhody, najmä pokiaľ ide o esteticky dôležité práce. Zakrivené čepele majú tendenciu sa pohybovať takým spôsobom, že špička čepele nezostáva počas cyklu ohýbania na jednom mieste. Namiesto toho má tendenciu mierne sa ťahať, takmer rovnakým spôsobom, ako sa plech ťahá pozdĺž polomeru ramena počas cyklu ohýbania ohraňovacieho lisu (hoci pri ohýbaní panela sa odpor vyskytuje iba vtedy, keď sa ohýbacia čepeľ a časť z bodu do bodu dotýkajú vonkajší povrch).
Zadajte rotačný ohyb, podobne ako skladanie na samostatnom stroji (pozri obr. 3). Počas tohto procesu sa ohýbací lúč otáča, takže nástroj zostáva v neustálom kontakte s jedným bodom na vonkajšom povrchu obrobku. Väčšina moderných automatizovaných systémov otočného ohýbania môže byť navrhnutá tak, aby sa otočný nosník mohol ohýbať nahor a nadol podľa požiadaviek aplikácie. To znamená, že ich možno otočiť nahor, aby vytvorili kladnú prírubu, premiestniť, aby sa otáčali okolo novej osi, a potom ohnúť zápornú prírubu (a naopak).
Obrázok 2. Namiesto konvenčného ramena robota táto bunka na ohýbanie panelov využíva na manipuláciu s obrobkom špeciálny dopravný pás.
Niektoré operácie rotačného ohýbania, známe ako dvojité rotačné ohýbanie, používajú dva lúče na vytvorenie špeciálnych tvarov, ako sú tvary Z, ktoré zahŕňajú striedanie kladných a záporných ohybov. Jednonosné systémy môžu tieto tvary skladať pomocou otáčania, ale prístup ku všetkým líniám skladania vyžaduje otočenie listu. Systém dvojitého otočného ohýbania umožňuje prístup ku všetkým ohybovým líniám v ohybe do Z bez prevrátenia plechu.
Rotačné ohýbanie má svoje obmedzenia. Ak sú pre automatizovanú aplikáciu potrebné veľmi zložité geometrie, najlepšou voľbou je CNC ohýbanie s plynule nastaviteľným pohybom ohýbacích nožov.
Problém zalomenia otáčania sa vyskytuje aj vtedy, keď je posledný zlom záporný. Zatiaľ čo ohýbacie čepele pri CNC ohýbaní sa môžu pohybovať dozadu a do strán, sústružnícke ohýbacie nosníky sa týmto spôsobom pohybovať nemôžu. Posledný negatívny ohyb vyžaduje, aby ho niekto fyzicky zatlačil. Aj keď je to možné v systémoch vyžadujúcich ľudský zásah, na plne automatizovaných ohýbacích linkách je to často nepraktické.
Automatizované linky sa neobmedzujú len na ohýbanie a skladanie panelov – takzvané možnosti „horizontálneho ohýbania“, kde plech zostáva plochý a police sa skladajú nahor alebo nadol. Ďalšie formovacie procesy rozširujú možnosti. Patria sem špecializované operácie kombinujúce brzdenie lisom a ohýbanie valcovaním. Tento proces bol vynájdený na výrobu produktov, ako sú roletové boxy (pozri obrázky 4 a 5).
Predstavte si, že obrobok sa prepravuje do ohýbacej stanice. Prsty posúvajú obrobok bočne cez stôl kefy a medzi horný razník a spodnú matricu. Rovnako ako pri iných automatizovaných procesoch ohýbania je obrobok vycentrovaný a kontrolór vie, kde je línia ohybu, takže nie je potrebné zadné dorazy za matricou.
Na vykonanie ohybu pomocou ohraňovacieho lisu sa razník spustí do lisovnice, vykoná sa ohyb a prsty posúvajú plech k ďalšej ohybovej línii, rovnako ako by to urobil operátor pred ohraňovacím lisom. Operácia môže tiež vykonávať nárazové ohýbanie (tiež známe ako krokové ohýbanie) pozdĺž polomeru, rovnako ako na konvenčnom ohýbacom stroji.
Samozrejme, rovnako ako ohraňovací lis, ohýbanie okraja na automatizovanej výrobnej linke zanecháva stopu po ohybovej linke. Pri zákrutách s veľkými polomermi môže použitie kolízie predĺžiť čas cyklu.
Tu prichádza do hry funkcia ohýbania kotúča. Keď sú razidlo a matrica v určitých polohách, nástroj sa efektívne zmení na ohýbačku rúrok s tromi valcami. Špička horného razidla je horný „valec“ a výstupky spodnej V-matrice sú dva spodné valčeky. Prsty stroja tlačia plech a vytvárajú polomer. Po ohnutí a zrolovaní sa horný razník posunie nahor a prekáža, pričom ponecháva priestor pre prsty, aby tlačili tvarovaný diel dopredu mimo pracovný rozsah.
Ohyby na automatizovaných systémoch môžu rýchlo vytvárať veľké, široké krivky. Pre niektoré aplikácie však existuje rýchlejší spôsob. Toto sa nazýva flexibilný premenlivý polomer. Ide o patentovaný proces pôvodne vyvinutý pre hliníkové komponenty v osvetľovacom priemysle (pozri obrázok 6).
Aby ste získali predstavu o procese, zamyslite sa nad tým, čo sa stane s páskou, keď ju posuniete medzi čepeľ nožníc a palec. Skrúca sa. Rovnaká základná myšlienka platí pre ohyby s premenlivým polomerom, je to len ľahký, jemný dotyk nástroja a polomer sa vytvára veľmi kontrolovaným spôsobom.
Obrázok 3. Pri ohýbaní alebo skladaní s rotáciou sa ohýbací nosník otáča tak, aby nástroj zostal v kontakte s jedným miestom na vonkajšom povrchu plechu.
Predstavte si tenký polotovar upevnený na mieste s materiálom, ktorý sa má tvarovať, úplne podopretým pod ním. Ohýbací nástroj sa spustí, pritlačí k materiálu a posunie sa smerom k uchopovaču, ktorý drží obrobok. Pohyb nástroja vytvára napätie a spôsobuje, že kov sa za ním „krúti“ o určitý polomer. Sila nástroja pôsobiaca na kov určuje veľkosť indukovaného napätia a výsledný polomer. Pomocou tohto pohybu môže systém ohýbania s premenlivým polomerom veľmi rýchlo vytvárať ohyby s veľkým polomerom. A keďže jediný nástroj dokáže vytvoriť ľubovoľný polomer (opäť platí, že tvar je určený tlakom, ktorým nástroj pôsobí, nie tvarom), proces nevyžaduje špeciálne nástroje na ohýbanie produktu.
Tvarovanie rohov v plechu predstavuje jedinečnú výzvu. Vynález automatizovaného procesu pre trh s fasádnymi (obkladovými) panelmi. Tento proces eliminuje potrebu zvárania a vytvára krásne zakrivené hrany, čo je dôležité pre vysoké kozmetické požiadavky, ako sú fasády (pozri obr. 7).
Začnete s prázdnym tvarom, ktorý je vyrezaný tak, aby sa do každého rohu dalo umiestniť požadované množstvo materiálu. Špecializovaný ohýbací modul vytvára kombináciu ostrých rohov a hladkých polomerov v susedných prírubách, čím vytvára „predohybovú“ expanziu pre následné tvarovanie rohov. Nakoniec rohy vytvorí rohový nástroj (integrovaný do tej istej alebo inej pracovnej stanice).
Po nainštalovaní automatizovanej výrobnej linky sa z nej nestane nehnuteľná pamiatka. Je to ako stavanie z lego kociek. Stránky je možné pridávať, meniť ich usporiadanie a prerábať. Predpokladajme, že časť v zostave predtým vyžadovala sekundárne zváranie v rohu. Aby sa zlepšila vyrobiteľnosť a znížili náklady, inžinieri upustili od zvarov a prepracovali diely s nitovanými spojmi. V tomto prípade môže byť k línii ohybu pridaná automatická nitovacia stanica. A keďže je linka modulárna, nie je potrebné ju úplne demontovať. Je to ako pridať ďalší LEGO diel do väčšieho celku.
To všetko robí automatizáciu menej riskantnou. Predstavte si výrobnú linku navrhnutú na výrobu desiatok rôznych dielov za sebou. Ak táto linka používa nástroje špecifické pre produkt a produktová rada sa mení, náklady na nástroje môžu byť vzhľadom na zložitosť linky veľmi vysoké.
Ale s flexibilnými nástrojmi môžu nové produkty jednoducho vyžadovať, aby spoločnosti zmenili usporiadanie kociek Lego. Pridajte sem nejaké bloky, tam preusporiadajte ďalšie a môžete znova bežať. Samozrejme, nie je to také jednoduché, ale ani rekonfigurácia výrobnej linky nie je náročná úloha.
Lego je výstižná metafora pre autoflex linky vo všeobecnosti, či už ide o partie alebo súpravy. Dosahujú úrovne výkonnosti odlievania na výrobnej linke pomocou nástrojov špecifických pre produkt, ale bez akýchkoľvek nástrojov špecifických pre daný produkt.
Celé továrne sú orientované na masovú výrobu a previesť ich na kompletnú výrobu nie je jednoduché. Preplánovanie celého závodu môže vyžadovať dlhé odstávky, čo je nákladné pre závod, ktorý vyrába státisíce alebo dokonca milióny jednotiek ročne.
Avšak pre niektoré operácie ohýbania plechu vo veľkom meradle, najmä pre nové závody využívajúce novú bridlicu, je možné vytvárať veľké objemy na základe súprav. Za správnu aplikáciu môžu byť odmeny obrovské. V skutočnosti jeden európsky výrobca skrátil dodacie lehoty z 12 týždňov na jeden deň.
To neznamená, že konverzia šarže na súpravu nemá zmysel v existujúcich závodoch. Koniec koncov, skrátenie dodacích lehôt z týždňov na hodiny prinesie obrovskú návratnosť investícií. Pre mnohé podniky však môžu byť počiatočné náklady na tento krok príliš vysoké. Pri nových alebo úplne nových líniách má však výroba na báze stavebnice ekonomický zmysel.
Ryža. 4 V tomto kombinovanom ohýbacom stroji a module na tvarovanie valcov môže byť plech umiestnený a ohýbaný medzi razidlom a matricou. V režime valcovania sú razník a matrica umiestnené tak, že materiál môže byť pretlačený a vytvorí sa polomer.
Pri navrhovaní veľkoobjemovej výrobnej linky založenej na súpravách starostlivo zvážte spôsob podávania. Ohýbacie linky môžu byť navrhnuté tak, aby prijímali materiál priamo zo zvitkov. Materiál bude odvinutý, sploštený, narezaný na dĺžku a prejdený cez lisovací modul a potom cez rôzne tvarovacie moduly navrhnuté špeciálne pre jeden výrobok alebo produktovú skupinu.
Toto všetko znie veľmi efektívne – a je to na dávkové spracovanie. Často je však nepraktické previesť linku na ohýbanie valcov na výrobu súprav. Postupné vytváranie inej sady dielov si s najväčšou pravdepodobnosťou bude vyžadovať materiály rôznych tried a hrúbok, čo si vyžaduje výmenu cievok. To môže mať za následok prestoje až 10 minút – krátky čas pre vysoko/nízkosériovú výrobu, ale veľa času pre vysokorýchlostnú ohýbaciu linku.
Podobná myšlienka platí pre tradičné zakladače, kde sací mechanizmus naberá jednotlivé obrobky a podáva ich do lisovacej a tvarovacej linky. Zvyčajne majú priestor iba pre jednu veľkosť obrobku alebo možno niekoľko obrobkov rôznych geometrií.
Pre väčšinu flexibilných drôtov na báze súpravy je najvhodnejší policový systém. Stojanová veža dokáže uložiť desiatky rôznych veľkostí obrobkov, ktoré je možné podľa potreby po jednom privádzať do výrobnej linky.
Automatizovaná výroba na báze súprav si tiež vyžaduje spoľahlivé procesy, najmä pokiaľ ide o lisovanie. Každý, kto pracoval v oblasti ohýbania plechu vie, že vlastnosti plechu sú rôzne. Hrúbka, ako aj pevnosť v ťahu a tvrdosť, sa môžu meniť od dávky k dávke, pričom všetky menia charakteristiky tvarovania.
Pri automatickom zoskupovaní línií skladania to nie je zásadný problém. Produkty a ich pridružené výrobné linky sú zvyčajne navrhnuté tak, aby umožňovali variácie materiálov, takže celá šarža musí byť v rámci špecifikácií. Ale zase niekedy sa materiál zmení do takej miery, že to vlasec nedokáže vykompenzovať. V týchto prípadoch, ak režete a tvarujete 100 dielov a niekoľko dielov je mimo špecifikácie, môžete jednoducho znova spustiť päť dielov a za pár minút budete mať 100 dielov na ďalšiu operáciu.
V automatizovanej ohýbacej linke na báze súpravy musí byť každý diel dokonalý. Aby sa maximalizovala produktivita, tieto výrobné linky založené na súpravách fungujú vysoko organizovaným spôsobom. Ak je výrobná linka navrhnutá tak, aby bežala postupne, povedzme sedem rôznych sekcií, potom automatizácia pobeží v tomto poradí, od začiatku linky až po koniec. Ak je časť #7 zlá, nemôžete znova spustiť časť #7, pretože automatizácia nie je naprogramovaná tak, aby zvládla túto jednu časť. Namiesto toho musíte zastaviť linku a začať odznova s dielom číslo 1.
Aby sa tomu zabránilo, automatizovaná línia ohybu využíva laserové meranie uhla v reálnom čase, ktoré rýchlo kontroluje každý uhol ohybu, čo umožňuje stroju opraviť nezrovnalosti.
Táto kontrola kvality je rozhodujúca, aby sa zabezpečilo, že výrobná linka podporuje proces založený na súprave. Ako sa proces zlepšuje, výrobná linka založená na súpravách môže ušetriť veľa času skrátením doby prípravy z mesiacov a týždňov na hodiny alebo dni.
FABRICATOR je popredný časopis na výrobu a tvárnenie ocele v Severnej Amerike. Časopis publikuje novinky, technické články a príbehy o úspechoch, ktoré umožňujú výrobcom robiť svoju prácu efektívnejšie. FABRICATOR pôsobí v tomto odvetví od roku 1970.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k FABRICATOR, ktorý poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k The Tube & Pipe Journal, ktorý poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Teraz je k dispozícii úplný digitálny prístup k The Fabricator en Español, ktorý poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Andy Billman sa pripojil k podcastu The Fabricator, aby porozprával o svojej kariére vo výrobe, nápadoch, ktoré stoja za Arise Industrial,…
Čas odoslania: 18. mája 2023