Mynd 1. Í CNC beygju, almennt þekktur sem spjaldbeygja, er málmurinn klemmdur á sinn stað og efstu og neðstu beygjublöðin mynda jákvæða og neikvæða flansa.
Dæmigerð plötubúð getur verið með blöndu af beygjukerfum. Auðvitað eru beygjuvélar algengastar, en sumar verslanir fjárfesta líka í öðrum mótunarkerfum eins og beygju og brettabroti. Öll þessi kerfi auðvelda myndun ýmissa hluta án þess að nota sérhæfð verkfæri.
Málmplötumyndun í fjöldaframleiðslu er einnig að þróast. Slíkar verksmiðjur þurfa ekki lengur að reiða sig á vörusértæk verkfæri. Þeir eru nú með einingalínu fyrir allar mótunarþarfir, sem sameinar beygingu spjaldanna með ýmsum sjálfvirkum formum, allt frá hornmótun til pressunar og rúllabeygju. Næstum allar þessar einingar nota lítil, vörusértæk verkfæri til að framkvæma aðgerðir sínar.
Nútíma sjálfvirkar málmbeygjulínur nota almenna hugtakið „beygja“. Þetta er vegna þess að þeir bjóða upp á mismunandi gerðir af beygju umfram það sem almennt er nefnt pallborðsbeygja, einnig þekkt sem CNC beygja.
CNC beygja (sjá myndir 1 og 2) er enn einn af algengustu ferlunum á sjálfvirkum framleiðslulínum, aðallega vegna sveigjanleika þess. Spjöldin eru færð á sinn stað með því að nota vélfæraarm (með einkennandi „fótum“ sem halda og færa spjöldin) eða sérstöku færibandi. Færibönd hafa tilhneigingu til að virka vel ef blöðin hafa áður verið skorin með götum, sem gerir vélmenni erfitt fyrir að hreyfa þau.
Tveir fingur standa út frá botninum til að miðja hlutann áður en hann er beygður. Eftir það situr blaðið undir klemmunni sem lækkar og festir vinnustykkið á sinn stað. Blað sem sveigir neðan frá færist upp og skapar jákvæðan feril og blað sem sveigir að ofan myndar neikvæðan feril.
Hugsaðu um beygjuvélina sem stórt „C“ með efri og neðri blöðum í báðum endum. Hámarks hillulengd ræðst af hálsinum fyrir aftan bogadregið blað eða aftan á „C“.
Þetta ferli eykur beygjuhraðann. Dæmigerður flans, jákvæður eða neikvæður, getur myndast á hálfri sekúndu. Hreyfing bogadregna blaðsins er óendanlega breytileg, sem gerir þér kleift að búa til mörg form, frá einföldum til ótrúlega flóknum. Það gerir CNC forritinu einnig kleift að breyta ytri radíus beygjunnar með því að breyta nákvæmri staðsetningu beygðu plötunnar. Því nær sem innleggið er klemmuverkfærinu, því minni er ytri radíus hlutarins um það bil tvöfalt þykkt efnisins.
Þessi breytileg stjórn veitir einnig sveigjanleika þegar kemur að beygjuröðum. Í sumum tilfellum, ef lokabeygjan á annarri hliðinni er neikvæð (niður á við), er hægt að fjarlægja beygjublaðið og færibandsbúnaðurinn lyftir vinnustykkinu og flytur það niðurstreymis.
Hefðbundin spjaldbeygja hefur ókosti, sérstaklega þegar kemur að fagurfræðilega mikilvægri vinnu. Boginn blað hefur tilhneigingu til að hreyfast á þann hátt að oddurinn á blaðinu helst ekki á einum stað meðan á beygjuferlinu stendur. Þess í stað hefur það tilhneigingu til að dragast örlítið, á svipaðan hátt og blaðið er dregið meðfram axlarradíusnum meðan á beygjuferli þrýstibremsu stendur (þó að viðnám á pallborði á sér stað aðeins þegar beygjublaðið og punkt-til-punkt hlutinn snerta ytra yfirborðið).
Farið í snúningsbeygju, svipað og að brjóta saman á sérstakri vél (sjá mynd 3). Meðan á þessu ferli stendur er beygjugeislanum snúið þannig að verkfærið haldist í stöðugri snertingu við einn stað á ytra yfirborði vinnustykkisins. Flest nútíma sjálfvirk snúningsbeygjukerfi er hægt að hanna þannig að snúningsgeislinn geti beygt sig upp og niður eins og umsóknin krefst. Það er, hægt er að snúa þeim upp á við til að mynda jákvæða flansinn, færa þær aftur til að snúast um nýja ásinn og beygja síðan neikvæða flansinn (og öfugt).
Mynd 2. Í stað hefðbundins vélmennaarms notar þessi spjaldbeygjuklefi sérstakt færiband til að vinna með vinnustykkið.
Sumar snúningsbeygjuaðgerðir, þekktar sem tvöfaldar snúningsbeygjur, nota tvo geisla til að búa til sérstök form eins og Z-form sem innihalda jákvæðar og neikvæðar beygjur til skiptis. Eingeislakerfi geta brotið saman þessi form með snúningi, en aðgangur að öllum fellulínum krefst þess að blaðinu sé snúið. Snúningsbeygjukerfið með tvöföldum geislum veitir aðgang að öllum beygjulínum í Z-beygju án þess að snúa blaðinu við.
Snúningsbeygja hefur sínar takmarkanir. Ef þörf er á mjög flóknum rúmfræði fyrir sjálfvirka notkun er CNC beygja með óendanlega stillanlegri hreyfingu beygjublaðanna besti kosturinn.
Snúningsbeygjuvandamálið kemur einnig fram þegar síðasta kinkið er neikvætt. Þó að beygjublöðin í CNC beygju geta færst aftur á bak og til hliðar, geta beygjubeygjubitarnir ekki hreyft sig á þennan hátt. Síðasta neikvæða beygjan krefst þess að einhver ýti því líkamlega. Þó að þetta sé mögulegt í kerfum sem krefjast mannlegrar íhlutunar er það oft óframkvæmanlegt á fullkomlega sjálfvirkum beygjulínum.
Sjálfvirkar línur takmarkast ekki við spjaldbeygjur og -brot – svokallaða „lárétta beygju“, þar sem lakið helst flatt og hillurnar eru brotnar upp eða niður. Önnur mótunarferli auka möguleikana. Þar á meðal eru sérhæfðar aðgerðir sem sameina þrýstihemlun og veltubeygju. Þetta ferli var fundið upp til framleiðslu á vörum eins og rúllukössum (sjá myndir 4 og 5).
Ímyndaðu þér að verið sé að flytja vinnustykki á beygjustöð. Fingrarnir renna vinnustykkinu til hliðar yfir burstaborðið og á milli efri kýlunnar og neðri stanssins. Eins og með önnur sjálfvirk beygjuferli er vinnustykkið í miðju og stjórnandinn veit hvar fellingarlínan er, þannig að það er engin þörf á bakmæli fyrir aftan teninginn.
Til að framkvæma beygju með þrýstibremsu er kýlið lækkað niður í teninginn, beygjan er gerð og fingrarnir færa blaðið að næstu beygjulínu, alveg eins og stjórnandi myndi gera fyrir framan þrýstibremsu. Aðgerðin getur einnig framkvæmt höggbeygju (einnig þekkt sem þrepabeygja) meðfram radíusnum, alveg eins og á hefðbundinni beygjuvél.
Að sjálfsögðu, rétt eins og þrýstibremsa, skilur það eftir slóð beygjulínunnar að beygja vör á sjálfvirkri framleiðslulínu. Fyrir beygjur með stóra radíus getur notkun áreksturs aðeins aukið hringrásartímann.
Þetta er þar sem rúllubeygjueiginleikinn kemur við sögu. Þegar kýla og deyja eru í ákveðnum stöðum, breytist tólið í raun í þriggja rúlla pípubeygjuvél. Ábendingin á efsta kýlinu er efsta „keflið“ og fliparnir á neðsta V-deyfinu eru tvær neðstu keflurnar. Fingur vélarinnar ýta á blaðið og mynda radíus. Eftir að hafa beygt og velt, færist efsta kýlið upp og út úr vegi, þannig að fingurnir fá pláss til að ýta mótaða hlutanum fram úr vinnusviðinu.
Beygjur á sjálfvirkum kerfum geta fljótt búið til stórar, breiðar línur. En fyrir sum forrit er hraðari leið. Þetta er kallað sveigjanlegur breytilegur radíus. Þetta er sérstakt ferli sem upphaflega var þróað fyrir álhluta í ljósaiðnaði (sjá mynd 6).
Til að fá hugmynd um ferlið skaltu hugsa um hvað verður um borðið þegar þú rennir því á milli skæriblaðsins og þumalfingurs. Hann snýr sér. Sama grunnhugmynd á við um beygjur með breytilegum radíus, það er bara létt, mild snerting á verkfærinu og radíusinn myndast á mjög stýrðan hátt.
Mynd 3. Þegar beygja eða brjóta saman með snúningi er beygjubitanum snúið þannig að verkfærið haldist í snertingu við einn stað á ytra yfirborði blaðsins.
Ímyndaðu þér þunnt eyðublað fest á sínum stað með efnið sem á að móta að fullu studd undir. Beygjuverkfærið er lækkað, þrýst á efnið og fært í átt að gripnum sem heldur vinnustykkinu. Hreyfing verkfærsins skapar spennu og veldur því að málmurinn „snýr“ á bak við það um ákveðinn radíus. Kraftur verkfærsins sem verkar á málminn ákvarðar magn af völdum spennu og radíus sem myndast. Með þessari hreyfingu getur beygjukerfið með breytilegum radíus búið til stórar radíusbeygjur mjög fljótt. Og vegna þess að eitt verkfæri getur búið til hvaða radíus sem er (aftur, lögunin ræðst af þrýstingnum sem verkfærið beitir, ekki löguninni), þarf ferlið ekki sérstakt verkfæri til að beygja vöruna.
Að móta horn í málmplötu er einstök áskorun. Uppfinning á sjálfvirku ferli fyrir framhlið (klæðningar) spjaldið. Þetta ferli útilokar þörfina fyrir suðu og framleiðir fallega bognar brúnir, sem er mikilvægt fyrir miklar snyrtivörukröfur eins og framhliðar (sjá mynd 7).
Byrjað er á tómu formi sem er skorið út þannig að hægt sé að setja æskilegt magn af efni í hvert horn. Sérhæfð beygjueining skapar blöndu af skörpum hornum og sléttum radíum í aðliggjandi flönsum, sem skapar „forbeygju“ stækkun fyrir síðari hornmyndun. Að lokum býr beygjuverkfæri (samþætt inn í sömu eða aðra vinnustöð) hornin.
Þegar sjálfvirk framleiðslulína hefur verið sett upp mun hún ekki verða óhreyfanleg minnismerki. Þetta er eins og að byggja með legókubbum. Hægt er að bæta við síðum, endurraða og endurhanna. Gerum ráð fyrir að hluti í samsetningu hafi áður þurft aukasuðu á horni. Til að bæta framleiðslugetu og draga úr kostnaði, yfirgáfu verkfræðingar suðu og endurhannuðu hluta með hnoðsamskeytum. Í þessu tilviki er hægt að bæta sjálfvirkri hnoðstöð við fellingarlínuna. Og þar sem línan er mát þarf ekki að taka hana alveg í sundur. Það er eins og að bæta öðru LEGO verki við stærri heild.
Allt þetta gerir sjálfvirkni áhættuminni. Ímyndaðu þér framleiðslulínu sem er hönnuð til að framleiða heilmikið af mismunandi hlutum í röð. Ef þessi lína notar vörusértæk verkfæri og vörulínan breytist getur verkfærakostnaður verið mjög hár miðað við hversu flókin línan er.
En með sveigjanlegum verkfærum gætu nýjar vörur einfaldlega krafist þess að fyrirtæki endurraða Lego-kubbum. Bættu við nokkrum kubbum hér, endurraðaðu öðrum þar og þú getur keyrt aftur. Auðvitað er það ekki svo auðvelt, en endurstilla framleiðslulínuna er heldur ekki erfitt verkefni.
Lego er viðeigandi myndlíking fyrir autoflex línur almennt, hvort sem þær eru að fást við fullt eða sett. Þeir ná frammistöðustigi framleiðslulínusteypu með vörusértækum verkfærum en án vörusértækra verkfæra.
Heilu verksmiðjurnar miða að fjöldaframleiðslu og það er ekki auðvelt að breyta þeim í heildarframleiðslu. Að endurskipuleggja heila verksmiðju getur þurft langa stöðvun, sem er kostnaðarsamt fyrir verksmiðju sem framleiðir hundruð þúsunda eða jafnvel milljónir eininga á ári.
Hins vegar, fyrir suma stórfellda beygjuaðgerðir, sérstaklega fyrir nýjar verksmiðjur sem nota nýja skipið, hefur orðið mögulegt að mynda mikið magn byggt á settum. Fyrir rétta umsókn geta verðlaunin verið gríðarleg. Reyndar hefur einn evrópskur framleiðandi stytt afgreiðslutíma úr 12 vikum í einn dag.
Þetta er ekki þar með sagt að umbreyting frá lotu í sett sé ekki skynsamleg í núverandi plöntum. Þegar öllu er á botninn hvolft mun það skila miklum arði af fjárfestingu að draga úr afgreiðslutíma úr vikum í klukkustundir. En fyrir mörg fyrirtæki gæti upphafskostnaðurinn verið of hár til að taka þetta skref. Hins vegar, fyrir nýjar eða alveg nýjar línur, er framleiðsla sem byggir á settum efnahagslega skynsamleg.
Hrísgrjón. 4 Í þessari sameinuðu beygjuvél og rúllumyndunareiningu er hægt að setja blaðið og beygja það á milli kýlunnar og teningsins. Í veltingsham eru kýla og deyja staðsett þannig að hægt sé að þrýsta efninu í gegnum til að mynda radíus.
Þegar þú hannar stóra framleiðslulínu byggða á pökkum skaltu íhuga vandlega fóðuraðferðina. Hægt er að hanna beygjulínur til að taka við efni beint úr vafningum. Efnið verður vindað upp, flatt út, skorið í lengd og farið í gegnum stimplunareiningu og síðan í gegnum ýmsar mótunareiningar sem eru sérstaklega hannaðar fyrir eina vöru eða vörufjölskyldu.
Þetta hljómar allt mjög skilvirkt – og þetta er til lotuvinnslu. Hins vegar er oft óraunhæft að breyta rúllubeygjulínu í settaframleiðslu. Að mynda annað sett af hlutum í röð mun líklega krefjast efni af mismunandi stigum og þykktum, sem krefst þess að skipta um spólur. Þetta getur leitt til stöðvunar í allt að 10 mínútur – stuttur tími fyrir mikla/lítil framleiðslulotu, en mikinn tíma fyrir háhraða beygjulínu.
Svipuð hugmynd á við um hefðbundna staflara, þar sem sogbúnaður tekur upp einstaka vinnustykki og færir þá í stimplunar- og mótunarlínuna. Þeir hafa venjulega aðeins pláss fyrir eina stærð vinnustykkisins eða kannski nokkur vinnustykki af mismunandi rúmfræði.
Fyrir flesta sveigjanlega víra sem byggir á settum hentar hillukerfi best. Rekkiturninn getur geymt heilmikið af mismunandi stærðum af vinnuhlutum, sem hægt er að gefa inn í framleiðslulínuna eitt í einu eftir þörfum.
Sjálfvirk framleiðsla sem byggir á settum krefst einnig áreiðanlegra ferla, sérstaklega þegar kemur að mótun. Allir sem hafa unnið á sviði plötubeygju vita að eiginleikar járnplötu eru mismunandi. Þykkt, sem og togstyrkur og hörku, getur verið breytilegt eftir lóðum, sem allt breytir mótunareiginleikum.
Þetta er ekki stórt vandamál við sjálfvirka flokkun fellingarlína. Vörur og tengdar framleiðslulínur þeirra eru venjulega hannaðar til að gera ráð fyrir afbrigðum í efni, þannig að öll lotan verður að vera innan forskriftar. En aftur á móti, stundum breytist efnið svo mikið að línan getur ekki bætt upp fyrir það. Í þessum tilfellum, ef þú ert að klippa og móta 100 hluta og nokkrir hlutar eru ekki í forskrift, geturðu einfaldlega keyrt fimm hluta aftur og eftir nokkrar mínútur muntu hafa 100 hluta fyrir næstu aðgerð.
Í sjálfvirkri beygjulínu sem byggir á settum verður hver hluti að vera fullkominn. Til að hámarka framleiðni starfa þessar framleiðslulínur sem eru byggðar á settum á mjög skipulagðan hátt. Ef framleiðslulína er hönnuð til að keyra í röð, segjum sjö mismunandi hluta, þá mun sjálfvirknin keyra í þeirri röð, frá upphafi línunnar til enda. Ef hluti #7 er slæmur geturðu ekki bara keyrt hluta #7 aftur vegna þess að sjálfvirknin er ekki forrituð til að höndla þann eina hluta. Þess í stað þarftu að stöðva línuna og byrja upp á nýtt með hluta númer 1.
Til að koma í veg fyrir þetta notar sjálfvirka fellingarlínan rauntíma leysihornsmælingu sem athugar fljótt hvert fellingarhorn, sem gerir vélinni kleift að leiðrétta ósamræmi.
Þessi gæðaathugun er mikilvæg til að tryggja að framleiðslulínan styðji ferlið sem byggir á settinu. Eftir því sem ferlið batnar getur framleiðslulína sem byggir á settum sparað mikinn tíma með því að stytta afgreiðslutíma úr mánuðum og vikum í klukkustundir eða daga.
FABRICATOR er leiðandi tímarit fyrir stálframleiðslu og mótun í Norður-Ameríku. Tímaritið birtir fréttir, tæknigreinar og árangurssögur sem gera framleiðendum kleift að sinna starfi sínu á skilvirkari hátt. FABRICATOR hefur verið í greininni síðan 1970.
Fullur stafrænn aðgangur að FABRICATOR er nú fáanlegur, sem veitir greiðan aðgang að verðmætum iðnaðarauðlindum.
Fullur stafrænn aðgangur að The Tube & Pipe Journal er nú fáanlegur, sem veitir greiðan aðgang að verðmætum iðnaðarauðlindum.
Fullur stafrænn aðgangur að The Fabricator en Español er nú fáanlegur, sem veitir greiðan aðgang að verðmætum iðnaðarauðlindum.
Andy Billman gengur til liðs við The Fabricator podcast til að tala um feril sinn í framleiðslu, hugmyndirnar á bak við Arise Industrial,...
Birtingartími: 18. maí 2023