1. ábra CNC-hajlításnál, amelyet általában panelhajlításnak neveznek, a fém a helyére van szorítva, és a felső és alsó hajlítólapok pozitív és negatív karimákat alkotnak.
Egy tipikus fémlemezüzemben hajlítórendszerek kombinációja is lehet. Természetesen a hajlítógépek a legelterjedtebbek, de egyes üzletek más alakítórendszerekbe is beruháznak, mint például a hajlítás és a laphajlítás. Mindezek a rendszerek megkönnyítik a különféle alkatrészek kialakítását speciális szerszámok használata nélkül.
A tömeggyártásban a lemezalakítás is fejlődik. Az ilyen gyáraknak többé nem kell termékspecifikus szerszámokra hagyatkozniuk. Mostantól minden formázási igényhez moduláris vonallal rendelkeznek, amely a panelhajlítást különféle automatizált formákkal kombinálja, a sarokformázástól a préselésig és a hengerhajlításig. Szinte mindegyik modul kisméretű, termékspecifikus eszközöket használ a műveletek elvégzéséhez.
A modern automata fémlemez hajlító vonalak a „hajlítás” általános fogalmát használják. Ennek az az oka, hogy a panelhajlításnak, más néven CNC-hajlításnak több hajlítási típust kínálnak.
A CNC-hajlítás (lásd az 1. és 2. ábrát) továbbra is az egyik leggyakoribb folyamat az automatizált gyártósorokon, elsősorban rugalmassága miatt. A paneleket robotkarral (jellegzetes „lábakkal”, amelyek a paneleket tartják és mozgatják) vagy speciális szállítószalaggal mozgatják a helyükre. A szállítószalagok általában akkor működnek jól, ha a lapokat előzőleg lyukakkal vágták ki, ami megnehezíti a robot mozgását.
Két ujj kinyúlik alulról, hogy középre helyezze az alkatrészt hajlítás előtt. Ezt követően a lap a bilincs alá ül, amely leengedi és a helyére rögzíti a munkadarabot. Az alulról ívelő penge felfelé mozog, pozitív ívet hozva létre, a felülről ívelő penge pedig negatív ívet hoz létre.
Tekintsd úgy a hajlítót, mint egy nagy „C” betűt, mindkét végén felső és alsó pengével. A maximális polchosszt az ívelt penge mögötti nyak vagy a „C” hátulja határozza meg.
Ez a folyamat növeli a hajlítási sebességet. Egy tipikus karima, pozitív vagy negatív, fél másodperc alatt kialakítható. Az ívelt penge mozgása végtelenül változtatható, lehetővé téve számos forma létrehozását, az egyszerűtől a hihetetlenül összetettig. Lehetővé teszi továbbá a CNC program számára a hajlítás külső sugarának megváltoztatását a hajlított lemez pontos helyzetének megváltoztatásával. Minél közelebb van a betét a szorítószerszámhoz, annál kisebb az alkatrész külső sugara az anyag vastagságának körülbelül kétszerese.
Ez a változtatható vezérlés rugalmasságot biztosít a hajlítási sorozatok esetében is. Egyes esetekben, ha az egyik oldalon a végső hajlítás negatív (lefelé), a hajlító penge eltávolítható, és a szállítószalag megemeli a munkadarabot és szállítja lefelé.
A hagyományos panelhajlításnak vannak hátrányai, különösen, ha esztétikailag fontos munkáról van szó. Az ívelt pengék hajlamosak úgy mozogni, hogy a penge hegye nem marad egy helyen a hajlítási ciklus során. Ehelyett hajlamos enyhén húzódni, nagyjából ugyanúgy, ahogyan a lemezt a váll sugara mentén húzzák a présfék hajlítási ciklusa során (bár a panel hajlításánál az ellenállás csak akkor lép fel, amikor a hajlító penge és a pont-pont alkatrész érintkezik a külső felület).
Adjon meg egy forgó kanyart, hasonlóan a külön gépen történő összecsukáshoz (lásd 3. ábra). A folyamat során a hajlítógerenda elfordul úgy, hogy a szerszám állandó érintkezésben maradjon a munkadarab külső felületének egyik pontjával. A legtöbb modern automatizált forgóhajlító rendszer úgy tervezhető, hogy a forgógerenda az alkalmazás igényei szerint fel-le tud hajolni. Vagyis felfelé forgatva kialakítható a pozitív karima, át lehet helyezni az új tengely körüli elforgatáshoz, majd a negatív karimát meghajlítani (és fordítva).
2. ábra: A hagyományos robotkar helyett ez a panelhajlító cella speciális szállítószalagot használ a munkadarab manipulálására.
Egyes forgási hajlítási műveletek, amelyeket kettős forgási hajlításnak neveznek, két gerendát használnak különleges alakzatok, például Z-alakzatok létrehozására, amelyek váltakozó pozitív és negatív hajlításokat tartalmaznak. Az egygerendás rendszerek elforgatással hajtogathatják ezeket a formákat, de az összes hajtási vonal eléréséhez el kell forgatni a lapot. A dupla gerenda forgóhajlító rendszer lehetővé teszi a hozzáférést minden hajlítási vonalhoz Z-hajlításban anélkül, hogy a lemezt megfordítanák.
A forgó hajlításnak megvannak a maga korlátai. Ha egy automatizált alkalmazáshoz nagyon összetett geometriákra van szükség, a CNC hajlítás a hajlítólapátok fokozatmentesen állítható mozgásával a legjobb választás.
A forgási törés probléma akkor is előfordul, ha az utolsó törés negatív. Míg a CNC hajlításnál a hajlítólapátok hátrafelé és oldalra mozoghatnak, addig az esztergahajlító gerendák ilyen módon nem mozoghatnak. Az utolsó negatív kanyarhoz valakinek fizikailag meg kell löknie. Bár ez lehetséges emberi beavatkozást igénylő rendszerekben, gyakran nem praktikus teljesen automatizált hajlítóvonalakon.
Az automatizált vonalak nem korlátozódnak a panel hajlítására és hajtogatására – az úgynevezett „vízszintes hajlítási” opciókra, ahol a lap lapos marad, a polcokat pedig felfelé vagy lefelé hajtják. Más formázási eljárások bővítik a lehetőségeket. Ezek közé tartoznak a présfékezést és a hengerhajlítást kombináló speciális műveletek. Ezt az eljárást olyan termékek gyártására találták ki, mint például a redőnydobozok (lásd a 4. és 5. ábrát).
Képzelje el, hogy egy munkadarabot egy hajlítóállomásra szállítanak. Az ujjak oldalirányban csúsztatják a munkadarabot a kefeasztalon és a felső lyukasztó és az alsó szerszám között. Más automatizált hajlítási eljárásokhoz hasonlóan itt is a munkadarab középre van állítva, és a vezérlő tudja, hogy hol van a hajtási vonal, így nincs szükség hátramérőre a szerszám mögött.
A nyomófékkel történő hajlításhoz a lyukasztót leeresztik a szerszámba, megtörik a hajlítást, és az ujjak a lapot a következő hajlítási vonalra hajtják, ahogyan a kezelő tenné a présfék előtt. A művelettel ütvehajlítás (más néven lépcsős hajlítás) a sugár mentén is végrehajtható, akárcsak a hagyományos hajlítógépeknél.
Természetesen, akárcsak a féknyomó, az automata gyártósoron egy ajak meghajlítása nyomot hagy a hajlítósoron. Nagy sugarú kanyaroknál csak az ütközés használata növelheti a ciklusidőt.
Itt lép működésbe a görgős hajlítás funkció. Ha a lyukasztó és a szerszám bizonyos pozíciókban van, a szerszám hatékonyan háromhengeres csőhajlítóvá válik. A felső lyukasztó hegye a felső „görgő”, az alsó V-matrica fülei pedig a két alsó görgő. A gép ujjai megnyomják a lapot, így rádiusz keletkezik. Hajlítás és gördülés után a felső lyukasztó felfelé és félremozdul, helyet hagyva az ujjaknak, hogy az öntött alkatrészt a munkatartományon kívülre tolják.
Az automatizált rendszerek hajlításai gyorsan nagy, széles íveket hozhatnak létre. Néhány alkalmazás esetében azonban létezik gyorsabb módszer. Ezt rugalmas változó sugárnak nevezik. Ez egy szabadalmaztatott eljárás, amelyet eredetileg a világítási iparban használt alumínium alkatrészekhez fejlesztettek ki (lásd a 6. ábrát).
Ahhoz, hogy képet kapjon a folyamatról, gondolja át, mi történik a szalaggal, amikor az olló pengéje és a hüvelykujja közé csúsztatja. Csavarodik. Ugyanez az alapgondolat vonatkozik a változtatható sugarú hajlításokra is, csak egy könnyű, gyengéd megérintése a szerszámnak, és a sugár nagyon szabályozottan alakul ki.
3. ábra Forgatással történő hajlításkor vagy hajtogatáskor a hajlítógerenda úgy van elforgatva, hogy a szerszám a lap külső felületén egy hellyel érintkezzen.
Képzeljen el egy vékony blankot, amely a helyére van rögzítve, alatta teljesen alátámasztva a formázandó anyaggal. A hajlítószerszámot leengedik, az anyaghoz nyomják, és a munkadarabot tartó megfogó felé haladják. A szerszám mozgása feszültséget hoz létre, és a fém egy bizonyos sugárral „csavarodik” mögötte. A szerszám fémre ható ereje határozza meg az indukált feszültség mértékét és a keletkező sugarat. Ezzel a mozgással a változtatható sugarú hajlítórendszer nagyon gyorsan tud nagy sugarú hajlításokat létrehozni. És mivel egyetlen szerszám bármilyen sugarat létrehozhat (ismét, az alakot a szerszám által kifejtett nyomás határozza meg, nem az alak), a folyamathoz nincs szükség speciális szerszámokra a termék hajlításához.
A fémlemez sarkok formázása egyedülálló kihívást jelent. Automatizált folyamat feltalálása a homlokzati (burkoló) panelek piacára. Ez az eljárás szükségtelenné teszi a hegesztést, és gyönyörűen ívelt éleket eredményez, ami fontos a magas kozmetikai követelmények, például a homlokzatok esetében (lásd a 7. ábrát).
Kezdjük egy üres formával, amit kivágunk, hogy minden sarokba a kívánt mennyiségű anyag kerüljön. Egy speciális hajlítási modul éles sarkok és sima sugarak kombinációját hozza létre a szomszédos karimákban, „hajlítás előtti” tágulást hozva létre a későbbi sarokformázáshoz. Végül egy sarokszerszám (amely ugyanabba vagy egy másik munkaállomásba van integrálva) létrehozza a sarkokat.
Az automatizált gyártósor telepítése után nem válik mozdíthatatlan műemlékké. Olyan ez, mint Lego kockákból építkezni. A webhelyek hozzáadhatók, átrendezhetők és újratervezhetők. Tételezzük fel, hogy egy szerelvény egy alkatrésze korábban másodlagos hegesztést igényelt egy saroknál. A gyárthatóság javítása és a költségek csökkentése érdekében a mérnökök felhagytak a hegesztésekkel és újratervezték a szegecselt kötésekkel ellátott alkatrészeket. Ebben az esetben egy automatikus szegecselő állomás is hozzáadható a hajtási vonalhoz. És mivel a vonal moduláris, nem kell teljesen szétszedni. Ez olyan, mintha egy újabb LEGO darabbal egészítenénk ki egy nagyobb egészet.
Mindez kevésbé kockázatossá teszi az automatizálást. Képzeljen el egy gyártósort, amelyet úgy terveztek, hogy több tucat különböző alkatrészt állítson elő egymás után. Ha ez a vonal termékspecifikus eszközöket használ, és a terméksor megváltozik, a szerszámozási költségek nagyon magasak lehetnek a sor összetettsége miatt.
A rugalmas eszközökkel azonban az új termékek egyszerűen megkövetelik a cégektől a Lego kockák átrendezését. Adjon hozzá néhány blokkot ide, rendezzen át másokat ott, és futhat újra. Ez persze nem olyan egyszerű, de a gyártósor újrakonfigurálása sem nehéz feladat.
A Lego egy találó metafora az autoflex vonalakra általában, függetlenül attól, hogy tételekről vagy készletekről van szó. A gyártósoros öntési teljesítményszinteket termékspecifikus eszközökkel érik el, de termékspecifikus eszközök nélkül.
Az egész gyárak tömegtermelésre vannak beállítva, és nem könnyű ezeket komplett gyártássá alakítani. Egy egész üzem átütemezése hosszú leállásokat igényelhet, ami költséges egy olyan üzem számára, amely évente több százezer vagy akár millió darabot gyárt.
Egyes nagy léptékű fémlemez hajlítási műveleteknél azonban, különösen az új palát használó új üzemeknél, lehetővé vált nagy mennyiségek kialakítása készletek alapján. A megfelelő alkalmazás esetén a jutalom óriási lehet. Valójában egy európai gyártó 12 hétről egy napra csökkentette az átfutási időt.
Ez nem jelenti azt, hogy a sarzsból a készletbe átalakítás nincs értelme a meglévő üzemekben. Végül is az átfutási idők hetekről órákra csökkentése hatalmas megtérülést eredményez a befektetésen. De sok vállalkozás számára az előzetes költség túl magas lehet ahhoz, hogy megtegye ezt a lépést. Az új vagy teljesen új vonalak esetében azonban a kit-alapú gyártás gazdaságos.
Rizs. 4 Ebben a kombinált hajlítógépben és hengeralakító modulban a lemez a lyukasztó és a szerszám közé helyezhető és hajlítható. Hengerlési üzemmódban a lyukasztó és a matrica úgy van elhelyezve, hogy az anyagot át lehessen nyomni egy sugár kialakításához.
A készleteken alapuló nagy volumenű gyártósor tervezésekor alaposan fontolja meg az etetési módot. A hajlítási vonalak úgy tervezhetők, hogy közvetlenül a tekercsekből fogadják az anyagot. Az anyagot letekercseljük, lelapítjuk, hosszra vágjuk, majd egy sajtolómodulon, majd különféle, kifejezetten egyetlen termékhez vagy termékcsaládhoz tervezett alakítómodulokon vezetjük át.
Mindez nagyon hatékonyan hangzik – és a kötegelt feldolgozáshoz való. Gyakran azonban nem praktikus a hengerhajlító gépsort készletgyártássá alakítani. Különböző alkatrészkészletek egymás utáni kialakításához nagy valószínűséggel különböző minőségű és vastagságú anyagokra lesz szükség, amelyekhez orsót kell cserélni. Ez akár 10 perces állásidőt is eredményezhet – rövid idő nagy/alacsony tételes gyártás esetén, de sok idő nagy sebességű hajlítósor esetén.
Hasonló ötlet vonatkozik a hagyományos targoncákra is, ahol egy szívószerkezet felveszi az egyes munkadarabokat, és továbbítja a sajtoló- és alakítósorra. Általában csak egy munkadarab méretű vagy esetleg több különböző geometriájú munkadarab számára van hely.
A legtöbb készlet alapú hajlékony huzalhoz a polcrendszer a legalkalmasabb. A rack torony több tucat különböző méretű munkadarabot tud tárolni, amelyek szükség szerint egyenként adagolhatók a gyártósorra.
Az automatizált készlet alapú gyártás is megbízható folyamatokat igényel, különösen, ha öntésről van szó. Aki dolgozott a lemezhajlítás területén, az tudja, hogy a fémlemez tulajdonságai eltérőek. A vastagság, valamint a szakítószilárdság és a keménység tételenként változhat, amelyek mindegyike megváltoztatja a formázási jellemzőket.
Ez nem jelent komoly problémát a hajtási vonalak automatikus csoportosításánál. A termékeket és a hozzájuk tartozó gyártósorokat általában úgy tervezték meg, hogy az anyagok változatosságát is figyelembe vegyék, ezért a teljes tételnek a specifikáción belül kell lennie. De néha az anyag olyan mértékben változik, hogy a vonal nem tudja kompenzálni. Ezekben az esetekben, ha 100 alkatrészt vág és alakít, és néhány alkatrész nem felel meg a specifikációnak, egyszerűen újrafuttathat öt alkatrészt, és néhány perc múlva már 100 alkatrésze lesz a következő művelethez.
A kit-alapú automatizált hajlítósorban minden alkatrésznek tökéletesnek kell lennie. A termelékenység maximalizálása érdekében ezek a kit-alapú gyártósorok rendkívül szervezett módon működnek. Ha egy gyártósort úgy terveztek, hogy sorrendben működjön, mondjuk hét különböző szakaszból, akkor az automatizálás ebben a sorrendben fog futni, a sor elejétől a végéig. Ha a 7. rész rossz, nem futtathatja újra a 7. részt, mert az automatizálás nincs programozva arra, hogy kezelje ezt az egyetlen részt. Ehelyett le kell állítania a sort, és újra kell kezdenie az 1. cikkszámmal.
Ennek megelőzése érdekében az automatizált hajtási vonal valós idejű lézeres szögmérést használ, amely gyorsan ellenőrzi az egyes hajtási szögeket, lehetővé téve a gép számára az inkonzisztenciák kijavítását.
Ez a minőségellenőrzés kritikus fontosságú annak biztosításához, hogy a gyártósor támogassa a készletalapú folyamatot. Ahogy a folyamat javul, a kit-alapú gyártósor sok időt takaríthat meg azáltal, hogy hónapokról és hetekről órákra vagy napokra csökkenti az átfutási időt.
A FABRICATOR Észak-Amerika vezető acélgyártó és -formázó magazinja. A magazin olyan híreket, műszaki cikkeket és sikertörténeteket közöl, amelyek segítségével a gyártók hatékonyabban végezhetik munkájukat. A FABRICATOR 1970 óta van jelen az iparágban.
A FABRICATOR teljes digitális hozzáférése már elérhető, egyszerű hozzáférést biztosítva az értékes iparági erőforrásokhoz.
A The Tube & Pipe Journal teljes digitális hozzáférése már elérhető, egyszerű hozzáférést biztosítva az értékes iparági forrásokhoz.
A The Fabricator en Español teljes digitális hozzáférése már elérhető, egyszerű hozzáférést biztosítva az értékes iparági erőforrásokhoz.
Andy Billman csatlakozik a The Fabricator podcasthoz, hogy beszéljen gyártási karrierjéről, az Arise Industrial mögött meghúzódó ötletekről,…
Feladás időpontja: 2023. május 18