Comprensione delle moderne presse piegatrici

Le macchine per la curvatura di oggi possono ridurre il processo di piegatura come i vecchi pezzi di ferro non possono

  Questa panoramica offre una breve descrizione delle unità di stampa, dei sistemi di coronamento e della configurazione degli utensili presenti sulle presse piegatrici di oggi.

Figura 1

Le moderne presse piegatrici offrono agli operatori l'assistenza necessaria per massimizzare il tempo

 trascorsopiegare, non impostare la pressa piegatrice o creare metodicamente il programma

Suona familiare? Un operatore sta lavorando con una pressa piegatrice meccanica, che ha un pistone che deve completare il suo ciclo completo e una velocità del ciclo di corsa che non può essere regolata, ma prima di poter iniziare deve calcolare il limite di piegatura appropriato e k fattore per il lavoro.

  Se questo suona familiare, sei stato intorno alle presse piegatrici per un po 'di tempo, o hai una buona conoscenza di come la curvatura si verificava nei negozi di fabbricazione. Probabilmente sai anche che la piegatura non è fatta in quel modo per la maggior parte oggi.

  Le moderne presse piegatrici sono molto più sicure e non richiedono tanto intervento manuale quanto i loro predecessori. Sono macchine sofisticate progettate per stare al passo con il rapido ambiente di fabbricazione di oggi (vedi Figura 1). Diamo un'occhiata ai diversi elementi che separano le moderne attrezzature di oggi dai vecchi pezzi di ferro di ieri.

The Press Drive

  Le presse piegatrici idrauliche non sono necessariamente nuove, e questo spiega il motivo per cui svolgono la maggior parte del lavoro di formatura nei fab shop.

  La loro operazione è molto semplice da capire. Queste presse azionano cilindri idraulici sincronizzati sui telai a C che spostano il pistone. Un controllo del flusso alimenta l'olio nei cilindri per spostare i pistoni, che controllano il movimento della ram. È un modo economico per generare molta forza.

  Ai vecchi tempi, un interruttore di limite è stato usato per controllare il freno. Ora vengono usati i CNC. Insieme alle valvole di controllo del flusso ad alta precisione, le attuali presse piegatrici idrauliche offrono un notevole controllo e potenza in modo economico.

  La maggior parte di queste valvole idrauliche sono montate direttamente sui cilindri idraulici. Un certo numero di anni fa, i fabbricanti dovevano fare i conti con la rottura dei tubi e la caduta dei pistoni. I produttori di presse piegatrici hanno risolto il problema eliminando o minimizzando le tubazioni. Le attuali presse piegatrici idrauliche non vanno confuse con quelle di diversi anni fa.

  I freni ibridi sono ora più ampiamente disponibili che mai. Con una trasmissione idraulica, quando si ruota la pompa in una direzione, si sta pompando la slitta verso il basso. Quando si gira la pompa nell'altra direzione, si sta pompando il pistone verso l'alto. Il concetto ibrido di simula una vite e un dado. È una pompa bidirezionale e un servomotore controlla il movimento avanti e indietro della pompa. Non si ha un motore AC trifase che ronza tutto il giorno, pompando il ram occasionalmente. Ora il motore sta pompando la rampa solo quando il CNC richiede la forza.

  Quali sono i vantaggi? Ottieni tempi di risposta rapidi, tubazioni minime, buone velocità (da 2 a 500 pollici al minuto [IPM]) e alta efficienza quando si tratta di prestazioni. Tuttavia, un freno ibrido non è un sistema economico.

figura 2

Se usato correttamente, il software di piegatura aiuterà il progettista di parti ad evitare

aree problematiche, come posizionare buchi troppo vicini alle linee di piega.

  Negli ultimi anni le presse piegatrici elettriche hanno fatto un grande salto nel mercato. Molti costruttori associano "elettrico" a presse piegatrici a trasmissione diretta. In questi dispositivi elettrici, un sistema a vite a ricircolazione di sfere, che si basa su sfere di ricircolo per alleviare l'attrito invece dei lubrificanti, spinge i pistoni verso il basso.

  La tecnologia delle viti a rulli è emersa come una nuova tecnologia che aiuta ad aumentare la capacità di carico per questi freni elettrici. Questi tipi di viti hanno più rulli elicoidali filettati che si trovano attorno ad un albero filettato. Questa configurazione converte il movimento rotatorio di un motore in movimento lineare per muovere un pistone della pressa. Queste viti a rulli tendono ad aggiungere più superficie portante nella trasmissione a pressare.

  Quali sono alcuni dei vantaggi? Non è necessariamente la velocità, ma il fattore di accelerazione. In genere, i freni a pressare possono accelerare solo ad una determinata velocità. Con un freno elettrico, puoi prendere quel fattore di accelerazione molto più in alto senza attirare bolle d'aria nell'olio e così via.

  Alcuni produttori utilizzano due azionamenti sul freno elettrico; una unità è per un approccio rapido e l'altra unità è per la piegatura. Ciò consente di regolare le viti a ricircolo di sfere e le viti a rulli per diverse applicazioni.

  Va detto che c'è un altro modo per convertire una piccola forza in una grande forza. Chiamiamolo il drive block-and-tackle. I freni con cinture sono un esempio. Può anche essere chiamato un azionamento elettrico a semplice effetto.

  Con questo tipo di azionamento, il pistone si muove in una direzione, il che presenta alcuni vantaggi. Perché è un sistema direzionale unico, potrebbe essere meno complicato e meno costoso. E minimizzi alcuni tempi di spostamento nella parte inferiore della corsa perché hai appena rilasciato i servomotori e il pistone si inverte.

  Molte di queste trasmissioni a cinghia o bloccate distribuiscono anche il carico di flessione sull'intera ram. Ogni volta che una cinghia viene alimentata su una puleggia, è come una riduzione di 10 volte nel rapporto di trasmissione. Questo può creare grandi vantaggi prestazionali per i freni elettrici rispetto ai freni idraulici.

  Il punto debole per questi freni elettrici è il tonnellaggio più leggero. Se guardate le macchine convenzionali sul mercato, vedrete un segmento di equipaggiamento nella gamma di 100 tonnellate o meno; questo va bene per le presse elettriche e ibride. A 100 tonnellate e oltre, una pressa elettrica richiede un sacco di kilowatt per generare la forza necessaria per fare il lavoro. A quel punto, qualsiasi risparmio energetico generato dal freno della pressa elettrica rispetto a un freno idraulico è trascurabile. In poche parole, non puoi ottenere energia per niente.

  Quindi, come trasferisci la forza dall'azionamento alla pressa piegatrice? I tre concetti sono l'unità centrale, la doppia unità e l'unità distribuita.

  L'unità centrale è più conveniente. È semplice. È limitato al centro o al centro vicino alla flessione. Non hai funzionalità di offset con il sistema di guida centrale.

Figura 3

Se una pressa piegatrice può cambiare e posizionare gli utensili in modo rapido e preciso, il

 operatore puòconcentrarsi sulla piegatura delle parti e sull'espansione dei lavori lungo i processi a valle.

  Il sistema a guida singola offre alcuni vantaggi con la deflessione della macchina. Se il pistone spinge verso il basso al centro del raggio superiore e il raggio inferiore è supportato sui telai laterali, si ottiene un modello di deflessione al centro della curva.

  Per un sistema dual-drive, che è la tecnologia convenzionale nel mondo della lavorazione dei metalli di oggi, quando si inizia a forzare la slitta verso il basso, la deflessione al centro della macchina deve essere compensata. I produttori di presse piegatrici affrontano questa deviazione in molti modi che potrebbero essere degni di un articolo a parte.

  L'unità distribuita è un ibrido tra il centro e il doppio disco in cui i cilindri di trasmissione vengono spostati solo un po 'dal lato della macchina. Questo crea una compensazione della deflessione parallela. Puoi compensare un po 'il flex della macchina da dove hai messo quelle unità.

  Con l'unità distribuita, il carico è distribuito su tutto il ram. Praticamente nessuna deflessione sulla ram è il risultato.

  Incoronazione del letto

  L'incoronazione è il modo in cui una pressa piegatrice compensa la deflessione della macchina.

  La maggior parte delle macchine ha una sorta di dispositivo di deflessione meccanico sulle macchine. Cunei e cilindri idraulici vengono utilizzati per compensare l'aumento del carico.

  Nei sistemi a circuito chiuso, anche il centro del freno è sotto CNC.

 Tool Setup

  Il tempo di setup sulla maggior parte delle presse piegatrici è uguale al tempo di cambio utensile. Partendo dal presupposto che un programma viene eseguito offline o che un lavoro viene rieseguito, una pressa piegatrice dovrebbe avere tempi di inattività solo quando un operatore sta modificando gli strumenti per il lavoro successivo.

  Il mezzo più economico per affrontare il cambio utensile rapido è quello di utilizzare utensili progettati per essere collocati e rimossi facilmente dalla ram. I tipi più comuni di strumenti che si adattano a questa descrizione sono gli strumenti per pulsanti o clic.

  Un pulsante nella parte anteriore dell'attrezzatura impedisce allo strumento di cadere dal pistone. Un cilindro idraulico non solo attacca l'utensile, ma lo colloca; il bloccaggio e il posizionamento dello strumento avvengono simultaneamente. Una configurazione di strumenti di alta precisione può essere eseguita molto rapidamente.

Figura 1

Anche un operatore di presse piegatrici alle prime armi può produrre una parte accettabile sulla prima curva grazie a monitor che visualizzano sequenze di posizione e di piegatura della parte.

  C'è un limite di peso su quel clic. Quando un segmento supera i 30 libbre, lo strumento deve essere caricato a fondo. Molti produttori acquistano segmenti più piccoli dello strumento per rimanere sotto i 30 libbre. limite, quindi tutti gli strumenti possono avere i clic.

 Velocità di piegatura

  La velocità di piegatura è l'argomento del tasto hot oggi nella fabbricazione di cerchi. Una tipica pressa piegatrice, forse la tecnologia da 5 a 10 anni, può fare circa 600 curve all'ora se funziona alle massime velocità. Una pressa piegatrice ad alta dinamica, come un freno elettrico, può arrivare a 900 piegature all'ora. Questo è un miglioramento significativo.

È importante notare che la macchina si sta piegando solo per un certo periodo di tempo, tuttavia, diciamo il 20 percento delle volte durante uno spostamento.

  Utilizzando una dimensione del batch di 25 come esempio, si stanno osservando cinque minuti per l'installazione; cinque secondi per scegliere e posizionare la parte; cinque secondi da piegare; cinque secondi per riposizionare; cinque secondi da piegare, finché la parte non viene messa in pila. Il tempo di produzione totale potrebbe essere di 20 minuti, ma il tempo di flessione è di soli sei minuti, ovvero circa il 30 percento del tempo totale.

  Quindi qual è il vantaggio dell'alta velocità? È con le piccole parti. Se hai una macchina standard e una macchina ad alta velocità che lavora su parti piccole, l'alta velocità ha davvero un enorme vantaggio.

  Ma quando le parti diventano più grandi, potrebbero essere necessari alcuni minuti per girarle e piegarle. Un negozio fab può avere una macchina che è infinitamente veloce, ma il rendimento è ridotto al minimo a causa del tempo di gestione del materiale in più.

 Ottimizzazione del tratto

  L'ottimizzazione dell'ictus è il prossimo punto di discussione importante nella tecnologia di piegatura. Una pressa piegatrice può andare solo così velocemente prima che inizi a perdere precisione e qualità delle prestazioni.

  In alcuni paesi europei, la pressa piegatrice non può superare una determinata soglia per motivi di sicurezza. La soluzione è quella di vivere con una velocità fissa e trovare modi per ottimizzare tale velocità e migliorare il numero di curve all'ora.

  Con l'accento sull'ottimizzazione della corsa, vedrete le presse piegatrici capaci di fino a 1.000 piegature all'ora senza aumentare le velocità della macchina.

 Part Design

  I sistemi CAD, come SolidWorks® e Pro E®, offrono a qualsiasi persona la possibilità di disegnare un foro ovunque su una parte, anche quando non dovrebbero posizionare il foro lì. Si può dire al progettista del pezzo che un foro non dovrebbe essere così vicino alla linea di piegatura, ma il progettista pensa che se il software CAD lo consente, dovrebbe essere possibile.

  Usando questo esempio di mettere un buco troppo vicino a una linea di piegatura, puoi provare a risolvere il potenziale scoppio con un set V-die rotante. Supporti rotanti nello stampo consentono al processo di piegatura di simulare un'operazione di piegatura. Il risultato è una piega pulita perché la lamiera è supportata durante il processo di piegatura. Anche questi tipi di strumenti migliorano notevolmente l'accuratezza perché la parte non può muoversi nel dado.

  L'altra soluzione è quella di risolvere questo problema con il software (vedi Figura 2). Il software può identificare dove si troveranno le esplosioni, e si spera che il progettista delle parti possa spostare il buco per evitare lo scoppio.

  Ovviamente, niente trionfi esperienza. Se il progettista di pezzi ha esperienza di piegatura, sa che è possibile introdurre un taglio di sollievo sulla linea di piegatura. Questa fessura elimina la deformazione prima che la parte colpisca l'officina.

  Cambio utensile automatico

  Oggi il cambio automatico degli utensili si trova su più presse piegatrici (vedi Figura 3), e questa tecnologia sta producendo il maggiore impatto sulle operazioni di produzione.

Il vantaggio è che il cambio utensile sta accadendo mentre l'operatore sta facendo altre attività. Normalmente l'operatore deve ottenere alcuni spazi vuoti, accedere e uscire da un ordine di lavoro, occuparsi dei documenti, predisporre i contenitori attorno al freno e predisporre i bracci di supporto. Mentre l'operatore lo sta facendo, le modifiche agli strumenti vengono fatte per lui.

  La cosa più difficile di far funzionare una pressa piegatrice è l'installazione. Una volta che la macchina è stata configurata, chiunque può eseguire la macchina. I nuovi controller mostrano agli operatori inesperti come gestire la parte. Alcune macchine oggi proiettano addirittura un'immagine video sul ram proprio di fronte al viso dell'operatore, quindi non c'è bisogno di guardare al monitor laterale.

  Le presse piegatrici che hanno l'opzione di cambio utensile automatica sono disponibili con diversi tipi di caricatore per il cambio utensile. Alcuni si trovano nella parte posteriore dietro il backgauge. Alcuni si trovano sul lato della pressa piegatrice. Alcuni si trovano dietro la finestra di piegatura, ma lungo il lato della cornice. Queste disposizioni creano impronte di dimensioni diverse per le macchine.

  Correzione automatica dell'angolo

  La correzione angolare automatica indirizza il ritorno elastico che si verifica in alcuni materiali difficili da piegare. Il valore di questo tipo di sistema è che non si perde tempo cercando di raggiungere l'angolo desiderato. Non c'è bisogno di ripetuti cicli di flessione e rilascio durante la ricerca dell'angolo.

  Nelle presse piegatrici con questo tipo di correzione dell'angolo, la ram guida la lamiera nella matrice per ottenere l'angolo nella posizione caricata. Se il punzone è lungo o corto, la matrice V è grande o piccola, il materiale è spesso o sottile, l'angolo caricato viene mantenuto. Quando l'ariete si rilascia e si ritira, la lamiera ritorna a uno stato riposato, con un ritorno elastico che probabilmente influisce su una variazione dell'angolo rispetto a quella ottenuta sotto carico. I laser oi sensori misurano l'angolo corrente e il software di controllo determina esattamente quale tipo di riaccensione è necessaria per ottenere l'angolo desiderato. In genere dopo il risveglio, la parte soddisfa le specifiche del cliente.

  Interfaccia uomo macchina

  I controlli moderni hanno permesso ai fabbricanti nordamericani di competere con la manodopera a basso costo in altri paesi. Un fab shop non ha bisogno di un operatore del freno della stampa di $ 50 all'ora per produrre parti complesse, il che è positivo perché quel costruttore non può vendere quelle parti per $ 20 più. Oggi quelle parti vanno a $ 2 a testa. I controlli moderni lo rendono così un operatore con esperienza limitata può seguire la sequenza di piegatura sul monitor e produrre una parte con diverse piegature in un tempo rispettabile.

  Questi controlli semplificano anche la programmazione di un lavoro. Anche se ha più senso mettere insieme questi programmi offline, lontano dalla macchina, molti negozi continuano a programmare alla pressa piegatrice. Quindi, quanto è semplice? L'operatore inserisce i parametri del lavoro e quindi trascina il dito sullo schermo per creare una forma del profilo. Il software di controllo acquisisce quella forma del profilo e produce una sequenza di piegatura per crearla. L'unica cosa che rimane da fare è assegnare un numero di parte al lavoro. Nessuno sta calcolando la velocità di piegatura, il margine di curvatura o l'altezza corretta del registro posteriore. Quando il programma viene generato, l'operatore segue semplicemente le istruzioni (vedere la Figura 4).

C'è stato un tempo in cui le persone dovevano sapere molto di più sul processo di piegatura e sulle proprietà del metallo se volevano essere degli operatori di successo della pressa piegatrice. Ora molte di queste conoscenze sono contenute nel software di controllo.

  Gli operatori devono solo essere coinvolti nel completare i lavori in modo efficiente e tempestivo. Tale approccio ottiene parti al cliente in base a scadenze e si traduce in relazioni positive con i clienti.

  Le moderne presse piegatrici si sono evolute per tenere il passo con la necessità di un rapido turnaround delle parti. Stanno creando vantaggi competitivi per i fabbricanti di metalli che le vecchie presse piegatrici semplicemente non possono eguagliare.