Rajah 1. Dalam lenturan CNC, biasanya dikenali sebagai lenturan panel, logam diapit di tempatnya dan bilah lentur atas dan bawah membentuk bebibir positif dan negatif.
Kedai logam kepingan biasa mungkin mempunyai gabungan sistem lenturan. Sudah tentu, mesin lentur adalah yang paling biasa, tetapi sesetengah kedai juga melabur dalam sistem pembentukan lain seperti lenturan dan lipatan panel. Semua sistem ini memudahkan pembentukan pelbagai bahagian tanpa menggunakan alat khusus.
Pembentukan kepingan logam dalam pengeluaran besar-besaran juga sedang berkembang. Kilang sedemikian tidak lagi perlu bergantung pada alat khusus produk. Mereka kini mempunyai garis modular untuk setiap keperluan membentuk, menggabungkan lenturan panel dengan pelbagai bentuk automatik, daripada membentuk sudut kepada lenturan menekan dan menggulung. Hampir semua modul ini menggunakan alat kecil khusus produk untuk menjalankan operasinya.
Garis lenturan logam lembaran automatik moden menggunakan konsep umum "lentur". Ini kerana mereka menawarkan pelbagai jenis lenturan melebihi apa yang biasa dirujuk sebagai lenturan panel, juga dikenali sebagai lenturan CNC.
Lenturan CNC (lihat rajah 1 dan 2) kekal sebagai salah satu proses yang paling biasa pada barisan pengeluaran automatik, terutamanya kerana fleksibilitinya. Panel dialihkan ke tempatnya menggunakan lengan robot (dengan ciri "kaki" yang memegang dan menggerakkan panel) atau tali pinggang penghantar khas. Penghantar cenderung berfungsi dengan baik jika kepingan sebelum ini telah dipotong dengan lubang, menjadikannya sukar untuk robot bergerak.
Dua jari terkeluar dari bahagian bawah ke tengah bahagian sebelum dibengkokkan. Selepas itu, helaian terletak di bawah pengapit, yang menurunkan dan membetulkan bahan kerja di tempatnya. Bilah yang melengkung dari bawah bergerak ke atas, mencipta lengkung positif, dan bilah yang melengkung dari atas menghasilkan lengkung negatif.
Fikirkan bengkok sebagai "C" yang besar dengan bilah atas dan bawah di kedua-dua hujungnya. Panjang rak maksimum ditentukan oleh leher di belakang bilah melengkung atau belakang "C".
Proses ini meningkatkan kelajuan lenturan. Bebibir biasa, positif atau negatif, boleh dibentuk dalam setengah saat. Pergerakan bilah melengkung tidak terhingga berubah-ubah, membolehkan anda mencipta banyak bentuk, daripada mudah kepada sangat kompleks. Ia juga membolehkan program CNC menukar jejari luar selekoh dengan menukar kedudukan tepat plat bengkok. Lebih dekat sisipan dengan alat pengapit, lebih kecil jejari luar bahagian adalah kira-kira dua kali ketebalan bahan.
Kawalan pembolehubah ini juga memberikan fleksibiliti apabila melibatkan urutan lenturan. Dalam sesetengah kes, jika lenturan akhir pada satu sisi adalah negatif (ke bawah), bilah lentur boleh dikeluarkan dan mekanisme penghantar mengangkat bahan kerja dan mengangkutnya ke hilir.
Lenturan panel tradisional mempunyai kelemahan, terutamanya apabila ia berkaitan dengan kerja yang penting dari segi estetika. Bilah melengkung cenderung untuk bergerak sedemikian rupa sehingga hujung bilah tidak kekal di satu tempat semasa kitaran lenturan. Sebaliknya, ia cenderung untuk menyeret sedikit, sama seperti helaian diseret sepanjang jejari bahu semasa kitaran lentur brek tekan (walaupun dalam lenturan panel, rintangan hanya berlaku apabila bilah lentur dan bahagian titik ke titik bersentuhan. permukaan luar).
Masukkan selekoh putaran, serupa dengan lipatan pada mesin berasingan (lihat rajah 3). Semasa proses ini, rasuk lentur diputarkan supaya alat kekal dalam sentuhan berterusan dengan satu tempat pada permukaan luar bahan kerja. Kebanyakan sistem lentur pusing automatik moden boleh direka bentuk supaya rasuk pusing boleh bengkok ke atas dan ke bawah seperti yang diperlukan oleh aplikasi. Iaitu, ia boleh diputar ke atas untuk membentuk bebibir positif, diposisikan semula untuk berputar di sekeliling paksi baharu, dan kemudian bengkokkan bebibir negatif (dan sebaliknya).
Rajah 2. Daripada lengan robot konvensional, sel lentur panel ini menggunakan tali pinggang penghantar khas untuk memanipulasi bahan kerja.
Beberapa operasi lenturan putaran, yang dikenali sebagai lenturan putaran berganda, menggunakan dua rasuk untuk mencipta bentuk khas seperti bentuk Z yang termasuk selekoh positif dan negatif. Sistem rasuk tunggal boleh melipat bentuk ini menggunakan putaran, tetapi akses kepada semua garisan lipatan memerlukan memusingkan helaian. Sistem lenturan pangsi rasuk dua membolehkan akses kepada semua garisan selekoh dalam selekoh Z tanpa membalikkan helaian.
Lenturan putaran mempunyai batasannya. Jika geometri yang sangat kompleks diperlukan untuk aplikasi automatik, lenturan CNC dengan pergerakan bilah lentur yang tidak terhingga boleh laras adalah pilihan terbaik.
Masalah kink putaran juga berlaku apabila kink terakhir adalah negatif. Walaupun bilah lentur dalam lenturan CNC boleh bergerak ke belakang dan ke sisi, rasuk lentur yang berpusing tidak boleh bergerak dengan cara ini. Selekoh negatif terakhir memerlukan seseorang untuk menolaknya secara fizikal. Walaupun ini boleh dilakukan dalam sistem yang memerlukan campur tangan manusia, ia selalunya tidak praktikal pada garis lentur automatik sepenuhnya.
Garisan automatik tidak terhad kepada lenturan dan lipatan panel - pilihan yang dipanggil "lentur mendatar", di mana helaian kekal rata dan rak dilipat ke atas atau ke bawah. Proses pengacuan lain memperluaskan kemungkinan. Ini termasuk operasi khusus yang menggabungkan brek tekan dan lenturan gulungan. Proses ini dicipta untuk pembuatan produk seperti kotak pengatup roller (lihat rajah 4 dan 5).
Bayangkan bahawa bahan kerja sedang diangkut ke stesen lentur. Jari-jari menggelongsorkan bahan kerja ke sisi atas meja berus dan di antara pukulan atas dan acuan bawah. Seperti proses lenturan automatik yang lain, bahan kerja dipusatkan dan pengawal mengetahui di mana garis lipatan berada, jadi tidak ada keperluan untuk tolok belakang di belakang dadu.
Untuk melakukan selekoh dengan brek tekan, penebuk diturunkan ke dalam dadu, selekoh dibuat, dan jari memajukan lembaran ke garisan selekoh seterusnya, seperti yang dilakukan oleh operator di hadapan brek tekan. Operasi ini juga boleh melakukan lenturan hentaman (juga dikenali sebagai lenturan langkah) di sepanjang jejari, sama seperti pada mesin lentur konvensional.
Sudah tentu, sama seperti brek tekan, melenturkan bibir pada barisan pengeluaran automatik meninggalkan jejak garisan selekoh. Untuk selekoh dengan jejari yang besar, menggunakan perlanggaran sahaja boleh meningkatkan masa kitaran.
Di sinilah ciri lenturan gulungan dimainkan. Apabila penebuk dan die berada dalam kedudukan tertentu, alat ini dengan berkesan bertukar menjadi bengkok paip tiga gulung. Hujung pukulan atas ialah "penggelek" atas dan tab mati-V bawah ialah dua penggelek bawah. Jari-jari mesin menolak helaian, mencipta jejari. Selepas membongkok dan bergolek, pukulan atas bergerak ke atas dan keluar dari jalan, meninggalkan ruang untuk jari untuk menolak bahagian acuan ke hadapan keluar dari julat kerja.
Selekoh pada sistem automatik boleh menghasilkan lengkung yang besar dan lebar dengan cepat. Tetapi untuk sesetengah aplikasi terdapat cara yang lebih pantas. Ini dipanggil jejari boleh ubah fleksibel. Ini adalah proses proprietari yang pada asalnya dibangunkan untuk komponen aluminium dalam industri pencahayaan (lihat Rajah 6).
Untuk mendapatkan idea tentang proses itu, fikirkan tentang apa yang berlaku pada pita apabila anda meluncurkannya di antara bilah gunting dan ibu jari anda. Dia berpusing. Idea asas yang sama digunakan untuk selekoh jejari berubah-ubah, ia hanya sentuhan ringan dan lembut alat dan jejari terbentuk dengan cara yang sangat terkawal.
Rajah 3. Apabila membongkok atau melipat dengan putaran, rasuk lentur diputarkan supaya alat kekal bersentuhan dengan satu tempat di permukaan luar kepingan.
Bayangkan kosong nipis yang dipasang pada tempatnya dengan bahan yang akan dibentuk disokong sepenuhnya di bawahnya. Alat lentur diturunkan, ditekan pada bahan dan maju ke arah penggenggam yang memegang bahan kerja. Pergerakan alat itu menimbulkan ketegangan dan menyebabkan logam "berpusing" di belakangnya dengan jejari tertentu. Daya alat yang bertindak ke atas logam menentukan jumlah tegangan teraruh dan jejari yang terhasil. Dengan pergerakan ini, sistem lentur jejari berubah boleh membuat selekoh jejari besar dengan cepat. Dan kerana satu alat boleh mencipta sebarang jejari (sekali lagi, bentuk ditentukan oleh tekanan yang digunakan alat, bukan bentuk), proses itu tidak memerlukan alat khas untuk membengkokkan produk.
Membentuk sudut dalam kepingan logam memberikan cabaran yang unik. Ciptaan proses automatik untuk pasaran panel fasad (pelapis). Proses ini menghilangkan keperluan untuk mengimpal dan menghasilkan tepi melengkung yang indah, yang penting untuk keperluan kosmetik yang tinggi seperti fasad (lihat rajah 7).
Anda bermula dengan bentuk kosong yang dipotong supaya jumlah bahan yang diingini boleh diletakkan di setiap sudut. Modul lentur khusus mencipta gabungan sudut tajam dan jejari licin dalam bebibir bersebelahan, mewujudkan pengembangan "pra-lentur" untuk pembentukan sudut berikutnya. Akhir sekali, alat selekoh (diintegrasikan ke dalam stesen kerja yang sama atau lain) mencipta sudut.
Sebaik sahaja barisan pengeluaran automatik dipasang, ia tidak akan menjadi monumen tak alih. Ia seperti membina dengan batu bata Lego. Tapak boleh ditambah, disusun semula dan direka bentuk semula. Anggapkan bahawa bahagian dalam pemasangan sebelum ini memerlukan kimpalan sekunder di sudut. Untuk meningkatkan kebolehkilangan dan mengurangkan kos, jurutera meninggalkan kimpalan dan mereka bentuk semula bahagian dengan sambungan terpaku. Dalam kes ini, stesen rivet automatik boleh ditambah pada garisan lipatan. Dan kerana garisan itu modular, ia tidak perlu dibongkar sepenuhnya. Ia seperti menambah satu lagi kepingan LEGO kepada keseluruhan yang lebih besar.
Semua ini menjadikan automasi kurang berisiko. Bayangkan barisan pengeluaran yang direka untuk menghasilkan berpuluh-puluh bahagian yang berbeza mengikut turutan. Jika barisan ini menggunakan alatan khusus produk dan barisan produk berubah, kos perkakas boleh menjadi sangat tinggi memandangkan kerumitan barisan itu.
Tetapi dengan alatan yang fleksibel, produk baharu mungkin memerlukan syarikat menyusun semula batu bata Lego. Tambahkan beberapa blok di sini, susun semula yang lain di sana dan anda boleh jalankan semula. Sudah tentu, ia tidak semudah itu, tetapi mengkonfigurasi semula barisan pengeluaran bukanlah satu tugas yang sukar.
Lego ialah metafora yang sesuai untuk garisan autoflex secara umum, sama ada ia berurusan dengan lot atau set. Mereka mencapai tahap prestasi pemutus barisan pengeluaran dengan alat khusus produk tetapi tanpa sebarang alat khusus produk.
Keseluruhan kilang ditujukan kepada pengeluaran besar-besaran, dan mengubahnya menjadi pengeluaran lengkap bukanlah mudah. Penjadualan semula keseluruhan loji boleh memerlukan penutupan yang lama, yang mahal untuk loji yang menghasilkan ratusan ribu atau bahkan berjuta-juta unit setahun.
Walau bagaimanapun, untuk beberapa operasi lenturan kepingan logam berskala besar, terutamanya untuk loji baharu yang menggunakan batu tulis baharu, ia telah menjadi mungkin untuk membentuk volum besar berdasarkan kit. Untuk aplikasi yang betul, ganjaran boleh menjadi besar. Malah, satu pengeluar Eropah telah mengurangkan masa pendahuluan daripada 12 minggu kepada satu hari.
Ini bukan untuk mengatakan bahawa penukaran kelompok kepada kit tidak masuk akal dalam loji sedia ada. Lagipun, mengurangkan masa memimpin dari minggu ke jam akan memberikan pulangan pelaburan yang besar. Tetapi untuk kebanyakan perniagaan, kos pendahuluan mungkin terlalu tinggi untuk mengambil langkah ini. Walau bagaimanapun, untuk barisan baharu atau baharu sepenuhnya, pengeluaran berasaskan kit masuk akal secara ekonomi.
nasi. 4 Dalam gabungan mesin lentur dan modul membentuk gulungan ini, kepingan boleh diletakkan dan dibengkokkan di antara penebuk dan acuan. Dalam mod guling, pukulan dan dadu diletakkan supaya bahan boleh ditolak untuk membentuk jejari.
Apabila mereka bentuk barisan pengeluaran volum tinggi berdasarkan kit, pertimbangkan dengan teliti kaedah penyusuan. Garis lentur boleh direka bentuk untuk menerima bahan terus daripada gegelung. Bahan tersebut akan dibuka, diratakan, dipotong mengikut panjang dan melalui modul pengecapan dan kemudian melalui pelbagai modul pembentukan yang direka khusus untuk satu produk atau keluarga produk.
Ini semua kedengaran sangat cekap – dan ia adalah untuk pemprosesan kelompok. Walau bagaimanapun, selalunya tidak praktikal untuk menukar garis lentur gulungan kepada pengeluaran kit. Pembentukan set bahagian yang berbeza secara berurutan berkemungkinan besar memerlukan bahan dengan gred dan ketebalan yang berbeza, memerlukan penukaran kili. Ini boleh mengakibatkan masa henti sehingga 10 minit – masa yang singkat untuk pengeluaran kelompok tinggi/rendah, tetapi banyak masa untuk garis lentur berkelajuan tinggi.
Idea yang sama digunakan untuk penyusun tradisional, di mana mekanisme sedutan mengambil bahan kerja individu dan menyalurkannya ke garisan pengecapan dan pembentuk. Mereka biasanya hanya mempunyai ruang untuk satu saiz bahan kerja atau mungkin beberapa bahan kerja geometri yang berbeza.
Untuk kebanyakan wayar fleksibel berasaskan kit, sistem rak paling sesuai. Menara rak boleh menyimpan berpuluh-puluh saiz bahan kerja yang berbeza, yang boleh dimasukkan ke dalam barisan pengeluaran satu demi satu mengikut keperluan.
Pengeluaran berasaskan kit automatik juga memerlukan proses yang boleh dipercayai, terutamanya apabila ia berkaitan dengan pengacuan. Sesiapa yang pernah bekerja dalam bidang lenturan kepingan logam tahu bahawa sifat-sifat kepingan logam adalah berbeza. Ketebalan, serta kekuatan tegangan dan kekerasan, boleh berbeza-beza dari lot ke lot, semuanya mengubah ciri pengacuan.
Ini bukan masalah utama dengan pengumpulan automatik garis lipatan. Produk dan barisan pengeluaran yang berkaitan biasanya direka bentuk untuk membolehkan variasi dalam bahan, jadi keseluruhan kumpulan mestilah dalam spesifikasi. Tetapi sekali lagi, kadang-kadang bahan berubah sehingga tahap yang tidak dapat mengimbanginya. Dalam kes ini, jika anda memotong dan membentuk 100 bahagian dan beberapa bahagian di luar spesifikasi, anda boleh menjalankan semula lima bahagian dan dalam beberapa minit anda akan mempunyai 100 bahagian untuk operasi seterusnya.
Dalam garis lentur automatik berasaskan kit, setiap bahagian mestilah sempurna. Untuk memaksimumkan produktiviti, barisan pengeluaran berasaskan kit ini beroperasi dengan cara yang sangat teratur. Jika barisan pengeluaran direka bentuk untuk dijalankan mengikut turutan, katakan tujuh bahagian berbeza, maka automasi akan dijalankan dalam jujukan itu, dari permulaan baris hingga ke penghujung. Jika Bahagian #7 buruk, anda tidak boleh menjalankan Bahagian #7 sekali lagi kerana automasi tidak diprogramkan untuk mengendalikan bahagian tunggal itu. Sebaliknya, anda perlu menghentikan talian dan mulakan semula dengan bahagian nombor 1.
Untuk mengelakkan ini, garisan lipatan automatik menggunakan ukuran sudut laser masa nyata yang memeriksa setiap sudut lipatan dengan cepat, membolehkan mesin membetulkan ketidakkonsistenan.
Pemeriksaan kualiti ini adalah penting untuk memastikan bahawa barisan pengeluaran menyokong proses berasaskan kit. Apabila proses bertambah baik, barisan pengeluaran berasaskan kit boleh menjimatkan banyak masa dengan mengurangkan masa petunjuk daripada bulan dan minggu kepada jam atau hari.
FABRICATOR ialah majalah fabrikasi dan pembentukan keluli terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menerbitkan berita, artikel teknikal dan kisah kejayaan yang membolehkan pengeluar melakukan tugas mereka dengan lebih cekap. FABRICATOR telah berada dalam industri sejak tahun 1970.
Akses digital penuh kepada The FABRICATOR kini tersedia, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Akses digital penuh kepada The Tube & Pipe Journal kini tersedia, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Akses digital penuh kepada The Fabricator en Español kini tersedia, menyediakan akses mudah kepada sumber industri yang berharga.
Andy Billman menyertai podcast The Fabricator untuk bercakap tentang kerjayanya dalam pembuatan, idea di sebalik Arise Industrial,…
Masa siaran: 18 Mei 2023