Figuur 1. In CNC-buiging, algemeen bekend as paneelbuiging, word die metaal in plek vasgeklem en die boonste en onderste buiglemme vorm positiewe en negatiewe flense.
'n Tipiese plaatmetaalwinkel kan 'n kombinasie van buigstelsels hê. Buigmasjiene is natuurlik die algemeenste, maar sommige winkels belê ook in ander vormstelsels soos buig en paneelvou. Al hierdie stelsels fasiliteer die vorming van verskillende dele sonder die gebruik van gespesialiseerde gereedskap.
Plaatmetaal wat in massaproduksie gevorm word, ontwikkel ook. Sulke fabrieke hoef nie meer op produkspesifieke gereedskap staat te maak nie. Hulle het nou 'n modulêre lyn vir elke vormbehoefte, wat paneelbuiging kombineer met 'n verskeidenheid outomatiese vorms, van hoekvorming tot pers en rolbuiging. Byna al hierdie modules gebruik klein, produkspesifieke gereedskap om hul bedrywighede uit te voer.
Moderne outomatiese plaatmetaalbuiglyne gebruik die algemene konsep van "buig". Dit is omdat hulle verskillende tipes buig bied as wat algemeen na verwys word as paneelbuiging, ook bekend as CNC-buiging.
CNC-buiging (sien figuur 1 en 2) bly een van die mees algemene prosesse op outomatiese produksielyne, hoofsaaklik vanweë die buigsaamheid daarvan. Die panele word in plek geskuif met behulp van 'n robotarm (met kenmerkende "pote" wat die panele vashou en beweeg) of 'n spesiale vervoerband. Transportbande is geneig om goed te werk as die velle voorheen met gate gesny is, wat dit moeilik maak vir die robot om te beweeg.
Twee vingers steek van onder af uit om die deel te sentreer voordat jy buig. Daarna sit die plaat onder die klem, wat die werkstuk laat sak en vasmaak. 'n Lem wat van onder af buig, beweeg opwaarts, wat 'n positiewe kurwe skep, en 'n lem wat van bo af buig, skep 'n negatiewe kurwe.
Dink aan die buiger as 'n groot "C" met boonste en onderste lemme aan albei kante. Die maksimum raklengte word bepaal deur die nek agter die geboë lem of die agterkant van die "C".
Hierdie proses verhoog die buigspoed. 'n Tipiese flens, positief of negatief, kan binne 'n halwe sekonde gevorm word. Die beweging van die geboë lem is oneindig veranderlik, wat jou toelaat om baie vorms te skep, van eenvoudig tot ongelooflik kompleks. Dit laat ook die CNC-program toe om die buiteradius van die buiging te verander deur die presiese posisie van die gebuigde plaat te verander. Hoe nader die insetsel aan die klemgereedskap is, hoe kleiner is die buitenste radius van die onderdeel ongeveer twee keer die dikte van die materiaal.
Hierdie veranderlike beheer bied ook buigsaamheid wanneer dit by buigreekse kom. In sommige gevalle, as die finale buiging aan die een kant negatief (afwaarts) is, kan die buiglem verwyder word en die vervoerbandmeganisme lig die werkstuk op en vervoer dit stroomaf.
Tradisionele paneelbuiging het nadele, veral wanneer dit kom by esteties belangrike werk. Geboë lemme is geneig om so te beweeg dat die punt van die lem nie op een plek bly tydens die buigsiklus nie. In plaas daarvan is dit geneig om effens te sleep, baie op dieselfde manier as wat die laken langs die skouerradius gesleep word tydens 'n kantpers se buigsiklus (alhoewel in paneelbuiging, weerstand slegs plaasvind wanneer die buiglem en die punt-tot-punt-deel kontak maak die buitenste oppervlak).
Gaan in 'n rotasiebuiging, soortgelyk aan vou op 'n aparte masjien (sien fig. 3). Tydens hierdie proses word die buigbalk geroteer sodat die werktuig konstant in kontak bly met een plek op die buitenste oppervlak van die werkstuk. Die meeste moderne outomatiese draaibuigstelsels kan so ontwerp word dat die draaibalk op en af kan buig soos vereis deur die toepassing. Dit wil sê, hulle kan opwaarts gedraai word om die positiewe flens te vorm, herposisioneer om om die nuwe as te draai, en dan die negatiewe flens gebuig (en omgekeerd).
Figuur 2. In plaas van 'n konvensionele robotarm, gebruik hierdie paneelbuigsel 'n spesiale vervoerband om die werkstuk te manipuleer.
Sommige rotasiebuigbewerkings, bekend as dubbelrotasiebuiging, gebruik twee balke om spesiale vorms soos Z-vorms te skep wat afwisselende positiewe en negatiewe buigings insluit. Enkelbalkstelsels kan hierdie vorms vou deur rotasie, maar toegang tot alle voulyne vereis dat die laken gedraai word. Die dubbelbalk-spil-buigstelsel laat toegang tot alle buiglyne in 'n Z-buiging toe sonder om die plaat om te draai.
Rotasiebuiging het sy beperkings. As baie komplekse geometrieë benodig word vir 'n outomatiese toepassing, is CNC-buiging met oneindig verstelbare beweging van die buiglemme die beste keuse.
Die rotasie kinkel probleem kom ook voor wanneer die laaste kinkel negatief is. Terwyl die buiglemme in CNC-buiging agtertoe en sywaarts kan beweeg, kan die draaiende buigbalke nie op hierdie manier beweeg nie. Die laaste negatiewe buiging vereis dat iemand dit fisies druk. Alhoewel dit moontlik is in stelsels wat menslike ingryping vereis, is dit dikwels onprakties op ten volle outomatiese buiglyne.
Outomatiese lyne is nie beperk tot paneelbuiging en -vou nie – die sogenaamde “horisontale buiging”-opsies, waar die laken plat bly en die rakke op of af gevou word. Ander gietprosesse brei die moontlikhede uit. Dit sluit in gespesialiseerde operasies wat persrem en rolbuiging kombineer. Hierdie proses is uitgevind vir die vervaardiging van produkte soos rolluikbokse (sien figuur 4 en 5).
Stel jou voor dat 'n werkstuk na 'n buigstasie vervoer word. Die vingers skuif die werkstuk sywaarts oor die borseltafel en tussen die boonste pons en die onderste matrijs. Soos met ander outomatiese buigprosesse, is die werkstuk gesentreer en die kontroleerder weet waar die voulyn is, so daar is geen behoefte aan 'n agtermaat agter die dobbelsteen nie.
Om 'n buiging met 'n persrem uit te voer, word die pons in die matrys laat sak, die buiging word gemaak en die vingers beweeg die plaat na die volgende buiglyn, net soos 'n operateur voor die persrem sou doen. Die operasie kan ook impakbuiging (ook bekend as stapbuiging) langs die radius uitvoer, net soos op 'n konvensionele buigmasjien.
Natuurlik, net soos 'n persrem, laat die buiging van 'n lip op 'n outomatiese produksielyn 'n spoor van die buiglyn. Vir draaie met groot radiusse kan slegs die gebruik van botsing die siklustyd verhoog.
Dit is waar die rolbuigingsfunksie ter sprake kom. Wanneer die pons en die matrijs in sekere posisies is, verander die werktuig effektief in 'n drierol pypbuiger. Die punt van die boonste pons is die boonste "roller" en die oortjies van die onderste V-matrys is die twee onderste rollers. Die vingers van die masjien druk die blad en skep 'n radius. Nadat hy gebuig en gerol het, beweeg die boonste pons op en uit die pad, wat ruimte laat vir die vingers om die gevormde deel vorentoe uit die werkbereik te druk.
Buigings op outomatiese stelsels kan vinnig groot, wye kurwes skep. Maar vir sommige toepassings is daar 'n vinniger manier. Dit word buigsame veranderlike radius genoem. Dit is 'n eie proses wat oorspronklik ontwikkel is vir aluminiumkomponente in die beligtingsbedryf (sien Figuur 6).
Om 'n idee van die proses te kry, dink aan wat met die band gebeur wanneer jy dit tussen die skêrlem en jou duim skuif. Hy draai. Dieselfde basiese idee is van toepassing op buigings met veranderlike radius, dit is net 'n ligte, sagte aanraking van die werktuig en die radius word op 'n baie beheerde manier gevorm.
Figuur 3. Wanneer gebuig of gevou word met rotasie, word die buigbalk geroteer sodat die werktuig in kontak bly met een plek op die buitenste oppervlak van die plaat.
Stel jou voor dat 'n dun spasie vasgemaak is met die materiaal wat gevorm moet word, volledig ondersteun onder. Die buiggereedskap word laat sak, teen die materiaal gedruk en na die gryper beweeg wat die werkstuk vashou. Die beweging van die werktuig skep spanning en veroorsaak dat die metaal met 'n sekere radius daaragter "draai". Die krag van die werktuig wat op die metaal inwerk, bepaal die hoeveelheid geïnduseerde spanning en die gevolglike radius. Met hierdie beweging kan die buigstelsel met veranderlike radius baie vinnig groot radiusbuigings skep. En omdat 'n enkele werktuig enige radius kan skep (weereens, die vorm word bepaal deur die druk wat die werktuig uitoefen, nie die vorm nie), vereis die proses nie spesiale gereedskap om die produk te buig nie.
Om hoeke in plaatmetaal te vorm bied 'n unieke uitdaging. Uitvinding van 'n outomatiese proses vir die fasade (bekleding) paneelmark. Hierdie proses skakel die behoefte aan sweiswerk uit en produseer pragtig geboë rande, wat belangrik is vir hoë kosmetiese vereistes soos fasades (sien fig. 7).
Jy begin met ’n leë vorm wat uitgesny word sodat die verlangde hoeveelheid materiaal in elke hoek geplaas kan word. 'n Gespesialiseerde buigmodule skep 'n kombinasie van skerp hoeke en gladde radiusse in aangrensende flense, wat 'n "voorbuig" uitbreiding skep vir daaropvolgende hoekvorming. Laastens skep 'n hoekwerktuig (geïntegreer in dieselfde of 'n ander werkstasie) die hoeke.
Sodra 'n outomatiese produksielyn geïnstalleer is, sal dit nie 'n onroerende monument word nie. Dis soos om met Lego-stene te bou. Werwe kan bygevoeg, herrangskik en herontwerp word. Aanvaar dat 'n onderdeel in 'n samestelling voorheen sekondêre sweiswerk by 'n hoek vereis het. Om vervaardigbaarheid te verbeter en koste te verminder, het ingenieurs sweislasse laat vaar en onderdele met klinknaels herontwerp. In hierdie geval kan 'n outomatiese klinkstasie by die voulyn gevoeg word. En aangesien die lyn modulêr is, hoef dit nie heeltemal uitmekaar gehaal te word nie. Dit is soos om nog 'n LEGO-stuk by 'n groter geheel te voeg.
Dit alles maak outomatisering minder riskant. Stel jou 'n produksielyn voor wat ontwerp is om dosyne verskillende dele in volgorde te vervaardig. As hierdie lyn produkspesifieke gereedskap gebruik en die produklyn verander, kan gereedskapskoste baie hoog wees gegewe die kompleksiteit van die lyn.
Maar met buigsame gereedskap kan nuwe produkte eenvoudig vereis dat maatskappye Lego-stene herrangskik. Voeg 'n paar blokke hier by, herrangskik ander daar, en jy kan weer hardloop. Dit is natuurlik nie so maklik nie, maar om die produksielyn te herkonfigureer is ook nie 'n moeilike taak nie.
Lego is 'n gepaste metafoor vir autoflex-lyne in die algemeen, of dit nou met baie of stelle te doen het. Hulle bereik produksielyn gietwerkprestasievlakke met produkspesifieke gereedskap, maar sonder enige produkspesifieke gereedskap.
Hele fabrieke is gerig op massaproduksie, en dit is nie maklik om dit in volledige produksie te omskep nie. Die herskedulering van 'n hele aanleg kan lang stilstand vereis, wat duur is vir 'n aanleg wat honderde duisende of selfs miljoene eenhede per jaar produseer.
Vir sommige grootskaalse plaatmetaalbuigbewerkings, veral vir nuwe aanlegte wat die nuwe leiklip gebruik, het dit egter moontlik geword om groot volumes op grond van kits te vorm. Vir die regte toepassing kan die belonings groot wees. Trouens, een Europese vervaardiger het leitye van 12 weke tot een dag verminder.
Dit is nie te sê dat bondel-tot-stel-omskakeling nie sin maak in bestaande aanlegte nie. Die vermindering van leitye van weke na ure sal immers 'n groot opbrengs op belegging lewer. Maar vir baie besighede kan die voorafkoste te hoog wees om hierdie stap te neem. Vir nuwe of heeltemal nuwe lyne maak kit-gebaseerde produksie egter ekonomies sin.
Rys. 4 In hierdie gekombineerde buigmasjien en rolvormmodule kan die plaat tussen die pons en die matrys geplaas en gebuig word. In die rolmodus word die pons en matrijs so geposisioneer dat die materiaal deurgedruk kan word om 'n radius te vorm.
Wanneer 'n hoëvolume-produksielyn gebaseer op kits ontwerp word, oorweeg die voermetode noukeurig. Buiglyne kan ontwerp word om materiaal direk vanaf spoele te aanvaar. Die materiaal sal afgewikkel, platgedruk, in lengte gesny en deur 'n stampmodule gevoer word en dan deur verskeie vormmodules wat spesifiek vir 'n enkele produk of produkfamilie ontwerp is.
Dit klink alles baie doeltreffend – en dit is vir bondelverwerking. Dit is egter dikwels onprakties om 'n rolbuiglyn na kitproduksie om te skakel. Om 'n ander stel dele opeenvolgend te vorm, sal waarskynlik materiale van verskillende grade en diktes vereis, wat die verandering van spoele vereis. Dit kan lei tot stilstand van tot 10 minute – 'n kort tyd vir hoë/lae bondelproduksie, maar baie tyd vir 'n hoëspoedbuiglyn.
'n Soortgelyke idee geld vir tradisionele stapelaars, waar 'n suigmeganisme individuele werkstukke optel en na die stamp- en vormlyn toevoer. Hulle het gewoonlik net plek vir een werkstukgrootte of miskien verskeie werkstukke van verskillende geometrieë.
Vir die meeste kit-gebaseerde buigsame drade is 'n rakstelsel die beste geskik. Die raktoring kan dosyne verskillende groottes werkstukke stoor, wat een vir een in die produksielyn ingevoer kan word soos nodig.
Outomatiese kit-gebaseerde produksie vereis ook betroubare prosesse, veral wanneer dit kom by giet. Enigiemand wat al op die gebied van plaatmetaalbuiging gewerk het, weet dat die eienskappe van plaatmetaal anders is. Dikte, sowel as treksterkte en hardheid, kan van lot tot lot verskil, wat almal vormeienskappe verander.
Dit is nie 'n groot probleem met outomatiese groepering van voulyne nie. Produkte en hul gepaardgaande produksielyne is gewoonlik ontwerp om voorsiening te maak vir variasies in materiaal, dus die hele bondel moet binne spesifikasie wees. Maar dan weer, soms verander die materiaal in so 'n mate dat die lyn nie daarvoor kan vergoed nie. In hierdie gevalle, as jy 100 dele sny en vorm en 'n paar dele is buite spesifikasie, kan jy eenvoudig vyf dele weer laat loop en binne 'n paar minute sal jy 100 dele hê vir die volgende operasie.
In 'n kit-gebaseerde outomatiese buiglyn moet elke onderdeel perfek wees. Om produktiwiteit te maksimeer, werk hierdie kit-gebaseerde produksielyne op 'n hoogs georganiseerde manier. As 'n produksielyn ontwerp is om in volgorde te loop, sê sewe verskillende afdelings, dan sal die outomatisering in daardie volgorde loop, van die begin van die lyn tot die einde. As Deel #7 sleg is, kan jy nie net Deel #7 weer laat loop nie, want die outomatisering is nie geprogrammeer om daardie enkele deel te hanteer nie. In plaas daarvan moet jy die lyn stop en oor begin met deel nommer 1.
Om dit te voorkom, gebruik die outomatiese voulyn intydse laserhoekmeting wat elke vouhoek vinnig kontroleer, wat die masjien in staat stel om teenstrydighede reg te stel.
Hierdie kwaliteitskontrole is van kritieke belang om te verseker dat die produksielyn die kitgebaseerde proses ondersteun. Soos die proses verbeter, kan 'n kit-gebaseerde produksielyn baie tyd bespaar deur leitye van maande en weke na ure of dae te verminder.
FABRICATOR is Noord-Amerika se voorste staalvervaardigings- en -vormtydskrif. Die tydskrif publiseer nuus, tegniese artikels en suksesverhale wat vervaardigers in staat stel om hul werk doeltreffender te doen. FABRICATOR is sedert 1970 in die bedryf.
Volledige digitale toegang tot The FABRICATOR is nou beskikbaar, wat maklike toegang tot waardevolle industriehulpbronne bied.
Volledige digitale toegang tot The Tube & Pipe Journal is nou beskikbaar, wat maklike toegang tot waardevolle industriebronne bied.
Volledige digitale toegang tot The Fabricator en Español is nou beskikbaar, wat maklike toegang tot waardevolle industriebronne bied.
Andy Billman sluit aan by The Fabricator-podcast om te praat oor sy loopbaan in vervaardiging, die idees agter Arise Industrial, ...
Postyd: 18 Mei 2023