Što je slaganje alata na CNC savijaču cijevi? Objašnjenje multi-stack matrica

Zamislite proizvodnu narudžbu za sto nosača okvira. Dio zahtijeva tri radijusa savijanja na istoj cijevi, a dva od tih radijusa su u različitim ravninama. Na konvencionalnoj CNC savijačici s jednom matricom operater bi se zaustavio nakon prvog radijusa, uklonio matricu za savijanje, montirao sljedeću, provjerio poravnanje i savio probni dio. Isti prekid bi se dogodio prije konačnog radijusa. Slaganje alata uklanja većinu tog uzorka postavljanjem nekoliko kompletnih setova alata za savijanje na jednu CNC glavu, jedan iznad drugog. Stroj odabire točan radijus pomicanjem glave, a cijev ostaje stegnuta u steznoj čahuri cijeli niz.

Slaganje alata stoga je i fizički raspored matrica i strategija programiranja. Postoji zato što mnogi dijelovi u stvarnom svijetu trebaju više od jednog radijusa savijanja i zato što je vrijeme izmjene jedan od najvećih pokretača troškova kod savijanja cijevi. Kada se stroj može automatski prebacivati ​​između razina alata, dio se može kretati kroz cijeli slijed radijusa bez otpuštanja. Ta jedina razlika ima izravan učinak na vrijeme ciklusa, točnost dijelova i opterećenje operatera.

Da bismo u potpunosti razumjeli ovaj koncept, pomaže pregled što uključuje CNC savijanje na razini osi. Ostatak ovog članka objašnjava komponente alata, zahtjeve stroja i proizvodne situacije u kojima se slaganje isplati.

Što je točno složeni alat na CNC savijaču cijevi?

Složeni alat znači da dva ili više kompleta matrica za savijanje dijele zajedničku montažnu površinu na glavi stroja. Svaki set je kompletna kombinacija za jedan radijus savijanja i uključuje matricu za savijanje, matricu za stezanje, matricu za pritisak i, po potrebi, matricu za brisanje. Ove komponente su montirane na različitim okomitim razinama. Tijekom niza savijanja, CNC sustav podiže ili spušta glavu kako bi doveo ispravnu razinu u ravninu savijanja.

Najjednostavnija verzija je jednosložna matrica, gdje nekoliko utora dijeli jedan blok savijene matrice. Ovo funkcionira kada su polumjeri blizu i cijev ne treba različite položaje stezanja. Sposobnija verzija je višeslojni raspored s potpuno neovisnim setovima alata za svaki radijus. To je ono što većina proizvođača misli kada raspravlja o slaganju alata na CNC savijaču cijevi.

Strojevi dizajnirani za ovu dužnost imaju ojačanu glavu, servo kontroliranu okomitu os i dovoljno prostora u grlu da se oslobodi naslaganih alata. Bez tih značajki, dodavanje razina hrpe smanjilo bi krutost i toleranciju na ozljede. Zbog toga se obitelji proizvoda s konfiguracijama alata s dva, tri i više nizova ne odnose samo na više matrice; dizajnirani su prema težini i hodu naslagane glave.

Stroj za savijanje cijevi s dva i više slojeva Ovaj stroj koristi naslagane matrice za rukovanje višestrukim savijanjima ili radijusima u jednoj postavci, smanjujući izmjene matrica i podržavajući velike kutove savijanja do 190°. Idealno za složene oblike cijevi koji zahtijevaju mali razmak savijanja. Pogledajte proizvod →

Ravni nizovi i pomaknuti nizovi

Naslagani alati ne postavljaju se uvijek preko istog središta savijanja. Ravni niz drži sve središnje crte alata u okomitoj liniji. Pomaknuti niz, koji se ponekad naziva i pas-leg stog, postavlja svaki radijus na različitu vodoravnu poziciju kao i na različitu visinu. Pomaknuti raspored omogućuje usko raspoređene zavoje duž cijevi i smanjuje smetnje s prethodno savijenim dijelovima. Oba izgleda koriste isti CNC princip pomicanja; razlika leži u geometriji držača alata i načinu programiranja ravnina savijanja.

Kako CNC glava odabire ispravnu razinu alata

Tijekom programiranja, svakom savijanju se dodjeljuje razina alata uz njegov kut savijanja, kut rotacije i udaljenost posmaka. Prije početka zavoja, stroj potvrđuje trenutnu razinu i po potrebi mijenja stupnjeve prijenosa. Budući da cijev ostaje u steznoj čahuri, ravnine savijanja ostaju matematički povezane s prethodnim savijanjima. Ovo je veliko odstupanje od ručne promjene, gdje svaka nova postavka uvodi novu referentnu pogrešku.

Grafikon prikazuje tipična vremena postavljanja za promjenu radijusa. Vrijednosti su ilustrativne za cijevi srednje veličine promjera između 12 i 60 mm. Ručni rad s jednom matricom uključuje vrijeme za podizanje matrice, čišćenje montažne površine i poravnavanje novog alata. Složeni alat skraćuje zadatak na servo pomak i jedno verifikacijsko savijanje. Alati za brzu izmjenu su brzi, ali ipak zahtijevaju fizičku zamjenu cijelog nosača. Višeslojni strojevi dodatno automatiziraju odabir pomicanjem jedne od nekoliko pripremljenih stanica u položaj za savijanje. Prava ušteda nisu same minute; to je smanjenje probnih dijelova i manji rizik da procjena operatera utječe na kvalitetu.

Zašto proizvođači koriste slaganje alata

Glavne prednosti složenog alata lakše je vidjeti u brojkama proizvodnje nego u samom alatu. Složena glava smanjuje broj puta kada operater mora otvoriti vrata stroja. Također drži cijev stegnutom za višestruke operacije savijanja, što uklanja klasični problem gubitka referentnog položaja nakon ponovne montaže. Sljedeće točke sažimaju praktične prednosti u okruženju trgovine.

• Manje promjena, posebno kada se ista dva ili tri radijusa ponavljaju na mnogim dijelovima.
• Bolja ponovljivost, jer poravnanje između matrice za savijanje i matrice za stezanje utvrđuje skup alata, a ne operater.
• Kraće ukupno vrijeme ciklusa za dijelove s više radijusa, jer pomak glave traje nekoliko sekundi.
• Smanjite otpad tijekom postavljanja, jer prvi probni dio rijetko treba preraditi.
• Manje kvalificirana radna snaga za izmjene alata, što je važno u smjenama s ograničenim nadzorom.

Linijski grafikon pokazuje kako propusnost raste s povećanjem veličine serije. Alati s jednim snopom troše veliki dio svake smjene na izmjene, tako da proizvodnja polako raste sve dok serije ne postanu duge. Složeni alati smanjuju tu kaznu jer je promjena radijusa samo vertikalni pomak glave. Višeslojni strojevi dodaju još jedan sloj automatizacije noseći potpunije setove alata u istom ciklusu. Za proizvodnju visoke mješavine, razmak na lijevoj strani grafikona važniji je od gornjih desnih vrijednosti. Zbog toga mnoge trgovine biraju slaganje čak i kada im je prosječna narudžba samo 50 ili 100 dijelova.

Složeni alat naspram alata za brzu izmjenu

Jedna uobičajena alternativa slaganju je alat za brzu izmjenu, gdje se svaka matrica za savijanje postavlja na nosač i cijeli nosač se mijenja u nekoliko minuta. Brza izmjena je atraktivna kada dijelovi koriste široku kombinaciju radijusa i konstantne promjene zaliha. Slaganje je bolje kada se ista dva ili tri radijusa pojavljuju u gotovo svakom poslu. Radarska karta uspoređuje oba pristupa prema šest praktičnih kriterija. Veća površina na bilo kojoj osi znači bolji rezultat za taj kriterij.

Radarska dijagram vrlo jasno pokazuje jednu točku: najbolja metoda izrade alata ovisi o tome koliko je vaša obitelj dijelova ponovljiva. Složeni alat ima visoke rezultate u brzini postavljanja, ponovljivosti i sposobnosti rukovanja složenim dijelovima. Alat za brzu izmjenu osvaja na fleksibilnosti za stalno mijenjanje mješavine radijusa. Trošak alata ponaša se drugačije u svakoj postavci, jer složeni alati trebaju cijeli set matrica po radijusu, dok brza izmjena može dijeliti nosače. Ako je vaš raspored proizvodnje stabilan mjesecima, složeni alati daju bolju ukupnu ravnotežu. Ako nikad ne znate koji će radijus stići sljedeći tjedan, brza promjena je sigurnija ruta.

Kada su složeni alati imaju najviše smisla

Složeni alat se isplati u specifičnoj kombinaciji uvjeta. Obitelj dijelova mora biti dovoljno stabilna da opravda kupnju nekoliko kompletnih setova matrica. Serije bi trebale biti dovoljno velike da imaju koristi od brže promjene, ali ne toliko velike da vrijeme postavljanja postane nevažno. Geometrija bi trebala uključivati ​​dva ili više radijusa koji se ponavljaju od jednog posla do drugog. Rasporedi proizvodnje također bi trebali tolerirati kratke početne inženjerske napore, jer slijed hrpe mora biti programiran i dokazan na prvom artiklu.

• Automobilski ispušni sustav i komponente okvira s višestrukim zakrivljenjima na jednoj cijevi.
• Rukohvati, ručke i arhitektonski dijelovi s ponovljenim spojevima radijusa.
• Hidraulički i pneumatski sklopovi cijevi koji zahtijevaju nekoliko radijusa savijanja u jednoj dužini.
• Zavojnice izmjenjivača topline i krugovi tekućine gdje isti profil cijevi prolazi u velikom volumenu.
• Okviri namještaja i strukturni dijelovi s vidljivim zahtjevima kvalitete savijanja.

Neki CNC savijači koriste desni-lijevi zajednički raspored strana, gdje jedna glava može raditi s obje strane središnjeg položaja alata. Ovaj raspored također koristi naslagane alate i koristan je za dijelove sa zavojima na suprotnim stranama središnje ravnine.

CNC savijačica s jednom glavom, desno-lijevo, zajedničke strane Ova serija od pet modela savija se s obje strane središnjeg položaja alata, nudeći servo upravljanu preciznost i pohranjene programe za ponovljivu serijsku proizvodnju. Korisno za dijelove sa zavojima na suprotnim stranama središnje ravnine. Pogledajte proizvod →

Ograničenja i rizici koje treba planirati

Slaganje nije besplatna opcija. Grlo stroja i nosiva struktura ograničavaju koliko se razina može naslagati prije nego krutost padne. Svaki dodatni radijus znači dodatnu matricu za savijanje, matricu za stezanje, matricu za pritisak, a često i matricu za brisanje, tako da trošak brzo raste s brojem razina. Skup alata također stvara nove rizike interferencije između matrica i prethodno savijenih dijelova. Pristup za održavanje je tješnji jer glava nosi veću masu i teže je pregledati površine za poravnanje. Praktičan odgovor je uključiti proizvođača stroja u pregled dijela prije dovršetka dizajna alata.

Jedan kvantitativni argument za složeni alat dolazi od sposobnosti procesa. Donji grafikon u stupcu uspoređuje indeks sposobnosti za kut savijanja na umjereno složenom dijelu. Viša vrijednost znači manje savijanja izvan granice tolerancije.

Dijagram u stupcu uspoređuje tipičnu sposobnost procesa za konačni kut savijanja. Cp od 1,0 dopušta da oko 0,27 posto zavoja padne izvan raspona tolerancije. Mnogi kupci automobila i hidraulike zahtijevaju minimalni Cp od 1,33. Složeni alat često doseže razinu 1,67 jer je poravnanje alata fiksirano strukturom stroja. Alat za brzu izmjenu dosljedniji je od ručne pojedinačne matrice, ali njegove površine za lociranje mogu se istrošiti i potrebna im je kontrola. Zaključak je da slaganje poboljšava ne samo brzinu, već i dugoročnu stabilnost.

Što provjeriti prije odabira stroja

Svaka CNC savijačica koja reklamira složene alate nije ista. Neke glave mogu nositi dvije razine samo s malim cijevima; drugi su dizajnirani za tri ili više razina i teške hrpe kockica. Softver stroja također mora podržavati slijed slaganja, uključujući odabir razine alata u sredini programa savijanja. Zatražite simulaciju uzorka dijela i pismenu izjavu o maksimalnoj visini hrpe. Servisni pristup držaču tlačne matrice i području matrice brisača vrijedi provjeriti kada je stroj pod naponom.

• Broj razina hrpe podržanih odljevkom glave i pogonskim sustavom.
• Raspon vertikalnog hoda i ponovljivost pozicioniranja osi dimnjaka.
• Sila stezanja dostupna na svakoj razini, posebno za cijevi s teškim stijenkama.
• Vrsta sučelja alata i kompatibilnost s postojećim matricama u vašem alatu.
• Softverska podrška za odabir razine, provjeru kolizije i provjeru prvog članka.

Za dijelove sa zavojima u nekoliko ravnina, dvoglavi 3D full-servo savijač proširuje istu logiku još dalje. Dvije glave mogu raditi na suprotnim krajevima cijevi, a servo kontrolirane rotacije omogućuju preklapanje sekvenci u jednom ciklusu.

3D dvoglavi full-servo stroj za savijanje cijevi Ova potpuno električna savijačica obrađuje oba kraja cijevi istovremeno u jednom ciklusu, podržavajući cijevi do 180 mm i do 300 točaka savijanja. Prikladno za duge, fine cijevi u automobilima, strojevima i klima uređajima. Pogledajte proizvod →

Nakon što je specifikacija stroja jasna, usporedite ukupnu cijenu paketa alata, a ne samo osnovnu cijenu. Dvorazinski dimnjak na svakoj stanici može koštati koliko i mali sustav brze izmjene. Odluka bi se trebala temeljiti na vašoj stvarnoj mješavini dijelova i veličinama serija zabilježenim u posljednjih šest mjeseci.

Kratak odgovor na pitanje je da je slaganje alata na CNC savijaču cijevi način nošenja dvaju ili više cjelovitih kompleta alata za savijanje na istoj glavi i njihovog odabira programom. Prednost je mogućnost izrade više radijusa u jednom stezanju bez intervencije operatera. Vrijednost dolazi iz manjeg broja promjena, bolje ponovljivosti i većeg učinka po smjeni. Najbolji izbor ovisi o vašoj obitelji dijelova, veličini serije i zahtjevima tolerancije. Kad uspoređuješ CNC strojevi za savijanje , pitajte koliko razina hrpe može nositi glava i kako se hrpa servisira. Taj vam odgovor govori je li stroj napravljen za vrstu posla koji zapravo obavljate.