Čo je stohovanie nástrojov na CNC ohýbačke rúrok? Viacvrstvové matrice vysvetlené

Predstavte si výrobnú zákazku na sto rámových konzol. Diel vyžaduje tri polomery ohybu na tej istej rúre a dva z týchto polomerov sú v rôznych rovinách. Na konvenčnej CNC ohýbačke s jednou zápustkou sa operátor zastaví po prvom polomere, odstráni ohýbaciu matricu, namontuje ďalšiu, skontroluje zarovnanie a ohne skúšobný diel. Rovnaké prerušenie by nastalo pred konečným polomerom. Stohovanie nástrojov odstráni väčšinu tohto vzoru umiestnením niekoľkých kompletných sád ohýbacích nástrojov na jednu CNC hlavu nad sebou. Stroj vyberie správny polomer posunutím hlavy a rúrka zostane upnutá v klieštine počas celej sekvencie.

Stohovanie nástrojov je teda fyzickým usporiadaním matríc a stratégiou programovania. Existuje preto, že mnoho dielov z reálneho sveta potrebuje viac ako jeden polomer ohybu a pretože čas prechodu je jedným z najväčších nákladových faktorov pri ohýbaní rúr. Keď sa stroj môže automaticky presúvať medzi úrovňami nástrojov, diel sa môže pohybovať cez celú sekvenciu polomeru bez toho, aby sa uvoľnil. Tento jediný rozdiel má priamy vplyv na čas cyklu, presnosť dielu a pracovné zaťaženie operátora.

Ak chcete plne pochopiť tento koncept, pomôže vám to preskúmať čo zahŕňa CNC ohýbanie na úrovni osi. Zvyšok tohto článku vysvetľuje komponenty nástrojov, požiadavky na stroj a výrobné situácie, v ktorých sa stohovanie oplatí.

Čo presne sú stohované nástroje na CNC ohýbačke rúrok?

Stohované nástroje znamenajú, že dve alebo viac súprav ohybových zápustiek zdieľajú spoločnú montážnu oblasť na hlave stroja. Každá sada je kompletnou kombináciou pre jeden polomer ohybu a obsahuje ohybovú matricu, upínaciu matricu, tlakovú matricu a v prípade potreby aj stieraciu matricu. Tieto komponenty sú namontované v rôznych vertikálnych úrovniach. Počas sekvencie ohybu CNC systém zdvihne alebo zníži hlavu, aby sa dostala do správnej úrovne do roviny ohybu.

Najjednoduchšia verzia je jednovrstvová matrica, kde niekoľko drážok zdieľa jeden blok ohybovej matrice. Toto funguje, keď sú polomery blízko a rúrka nepotrebuje rôzne polohy upnutia. Výkonnejšia verzia je viacvrstvové usporiadanie s úplne nezávislými sadami nástrojov pre každý polomer. To je to, čo väčšina výrobcov myslí, keď diskutuje o stohovaní nástrojov na CNC ohýbačke rúrok.

Stroje určené na túto prácu majú zosilnenú hlavu, servoriadenú vertikálnu os a dostatok miesta v hrdle na vyčistenie naskladaných nástrojov. Bez týchto funkcií by pridanie úrovní stohu znížilo tuhosť a toleranciu poškodenia. To je dôvod, prečo produktové rady s konfiguráciou nástrojov s dvomi, tromi a viacvrstvovými nástrojmi nie sú len o vyšších matriciach; sú navrhnuté podľa hmotnosti a zdvihu naskladanej hlavy.

Dvojvrstvový a viacvrstvový ohýbací stroj na matrice Tento stroj používa naskladané matrice na zvládnutie viacerých ohybov alebo polomerov v jednom nastavení, čím sa znižuje výmena matrice a podporuje sa veľké uhly ohybu až do 190°. Ideálne pre zložité tvary rúr vyžadujúce úzky rozstup ohybov. Zobraziť produkt →

Rovné a ofsetové stohy

Naskladané nástroje nie sú vždy zarovnané v rovnakom strede ohybu. Rovný zásobník udržuje všetky osy nástrojov vo zvislej línii. Stoh s odsadením, niekedy nazývaný stoh psích nôh, umiestňuje každý polomer do inej horizontálnej polohy, ako aj do inej výšky. Usporiadanie odsadenia umožňuje tesne rozmiestnené ohyby pozdĺž rúrky a znižuje interferenciu s predtým ohnutými časťami. Obe rozloženia využívajú rovnaký princíp CNC radenia; rozdiel spočíva v geometrii držiaka nástroja a spôsobe naprogramovania rovín ohybu.

Ako CNC hlava vyberie správnu úroveň nástroja

Počas programovania je každému ohybu priradená úroveň nástroja okrem jeho uhla ohybu, uhla natočenia a vzdialenosti posuvu. Pred spustením zákruty stroj potvrdí aktuálnu úroveň a v prípade potreby preradí. Pretože rúrka zostáva v objímke, roviny ohybov zostávajú matematicky spojené s predchádzajúcimi ohybmi. Toto je hlavná odchýlka od manuálneho prepínania, kde každé nové nastavenie prináša novú referenčnú chybu.

Graf zobrazuje typické časy nastavenia pre zmenu polomeru. Hodnoty sú ilustratívne pre stredne veľké rúry s priemerom 12 až 60 mm. Manuálna práca s jednou matricou zahŕňa čas na zdvihnutie matrice, čistenie montážnej plochy a zarovnanie nového nástroja. Skladané nástroje skrátia úlohu na pohyb serva a jeden overovací ohyb. Rýchlovýmenné nástroje sú rýchle, ale stále vyžadujú fyzickú výmenu celého nosiča. Viacvrstvové stroje automatizujú výber ďalej presunutím jednej z niekoľkých pripravených staníc do ohýbacej polohy. Skutočnou úsporou nie sú samotné minúty; je to zníženie počtu skúšobných dielov a nižšie riziko úsudku operátora ovplyvňujúceho kvalitu.

Prečo výrobcovia používajú stohovanie nástrojov

Hlavné výhody naskladaných nástrojov sú ľahšie viditeľné na výrobných číslach ako na nástrojoch samotných. Stohovaná hlava znižuje počet, koľkokrát musí operátor otvárať dvierka stroja. Tiež udržuje rúrku upnutú pre viacnásobné ohybové operácie, čo odstraňuje klasický problém straty základnej polohy po opätovnom namontovaní. Nasledujúce body sumarizujú praktické výhody v prostredí obchodu.

• Menej prepínaní, najmä ak sa rovnaké dva alebo tri polomery opakujú na mnohých častiach.
• Lepšia opakovateľnosť, pretože zarovnanie medzi ohybovou matricou a upínacou matricou je fixované zostavou nástrojov a nie operátorom.
• Kratší celkový čas cyklu pre časti s viacerými polomermi, pretože posun hlavy trvá niekoľko sekúnd.
• Znížte množstvo odpadu počas nastavovania, pretože prvý skúšobný diel zriedka potrebuje prepracovanie.
• Menej kvalifikovaná pracovná sila pri výmene nástrojov, na čom záleží pri zmenách s obmedzeným dohľadom.

Čiarový graf ukazuje, ako rastie priepustnosť so zvyšujúcou sa veľkosťou dávky. Jednovrstvové nástroje strávia veľkú časť každej zmeny výmenami, takže výstup pomaly rastie, až kým sa dávky nestanú dlhými. Skladané nástroje znižujú tento trest, pretože zmena polomeru je iba vertikálny posun hlavy. Viacvrstvové stroje pridávajú ďalšiu vrstvu automatizácie tým, že v rovnakom cykle nesú viac kompletných sád nástrojov. Pre produkciu s vysokým mixom je rozdiel na ľavej strane grafu dôležitejší ako hodnoty v pravom hornom rohu. To je dôvod, prečo mnoho obchodov s prácami volí stohovanie, aj keď ich priemerná objednávka je len 50 alebo 100 dielov.

Skladané nástroje verzus rýchlovýmenné nástroje

Jednou bežnou alternatívou stohovania je rýchlovýmenné náradie, kde je každá ohybová matrica namontovaná na nosič a celý nosič je vymenený za niekoľko minút. Rýchla výmena je atraktívna, keď súčiastky využívajú širokú škálu polomerov a neustále sa menia. Stohovanie je lepšie, keď sa takmer v každej úlohe objavia rovnaké dva alebo tri polomery. Radarová tabuľka porovnáva oba prístupy v rámci šiestich praktických kritérií. Väčšia plocha na ľubovoľnej osi znamená lepšie skóre pre dané kritérium.

Radarová tabuľka veľmi jasne ukazuje jeden bod: najlepšia metóda nástrojov závisí od toho, ako opakovateľná je vaša rodina dielov. Skladané nástroje dosahujú vysoké skóre v rýchlosti nastavenia, opakovateľnosti a schopnosti manipulovať so zložitými dielmi. Rýchlovýmenné nástroje vyhrávajú flexibilitou pre neustále sa meniacu kombináciu polomerov. Náklady na nástroje sa pri každom nastavení správajú odlišne, pretože stohované nástroje potrebujú celú súpravu matrice na polomer, zatiaľ čo rýchla výmena môže zdieľať nosiče. Ak je váš výrobný plán stabilný niekoľko mesiacov, naskladané nástroje poskytujú lepšiu celkovú rovnováhu. Ak nikdy neviete, aký polomer príde budúci týždeň, rýchla zmena je bezpečnejšia cesta.

Keď je náradie naskladané, dáva najväčší zmysel

Skladané nástroje sa vyplácajú v špecifickej kombinácii podmienok. Rodina dielov musí byť dostatočne stabilná, aby oprávňovala nákup niekoľkých kompletných sád matríc. Dávky by mali byť dostatočne veľké, aby mohli využívať rýchlejšiu zmenu, ale nie také veľké, aby sa čas nastavenia stal irelevantným. Geometria by mala obsahovať dva alebo viac polomerov, ktoré sa opakujú od jednej úlohy k ďalšej. Výrobné plány by tiež mali tolerovať krátke počiatočné inžinierske úsilie, pretože postupnosť zásobníkov musí byť naprogramovaná a overená na prvom výrobku.

• Automobilový výfuk a komponenty rámu s viacerými krivkami na jednej trubke.
• Zábradlia, držadlá a architektonické časti s opakovaným prelínaním polomerov.
• Hydraulické a pneumatické zostavy rúr, ktoré potrebujú niekoľko polomerov ohybu v jednej dĺžke.
• Cievky výmenníka tepla a kvapalinové okruhy, kde rovnaký profil rúr prebieha vo veľkom objeme.
• Nábytkové rámy a konštrukčné diely s viditeľnými požiadavkami na kvalitu ohybu.

Niektoré CNC ohýbačky používajú rozloženie pravo-ľavých spoločných strán, kde jedna hlava môže pracovať z oboch strán stredovej polohy nástroja. Toto rozloženie tiež používa naskladané nástroje a je užitočné pre diely s ohybmi na opačných stranách stredovej roviny.

CNC ohýbačka s jednou hlavou vpravo-vľavo na spoločných stranách Táto séria piatich modelov sa ohýba z oboch strán stredovej polohy nástroja a ponúka servopohonnú presnosť a uložené programy pre opakovateľnú dávkovú výrobu. Užitočné pre diely s ohybmi na opačných stranách stredovej roviny. Zobraziť produkt →

Obmedzenia a riziká, ktoré treba plánovať

Stohovanie nie je bezplatná možnosť. Hrdlo stroja a nosná konštrukcia obmedzujú počet úrovní, ktoré je možné naskladať, kým neklesne tuhosť. Každý ďalší polomer znamená dodatočnú ohybovú matricu, upínaciu matricu, tlakovú matricu a často aj stieraciu matricu, takže náklady rýchlo rastú s počtom úrovní. Stoh nástrojov tiež vytvára nové riziká rušenia medzi matricami a predtým ohnutými časťami. Prístup k údržbe je užší, pretože hlava nesie viac hmoty a vyrovnávacie plochy sa ťažšie kontrolujú. Praktickou odpoveďou je zapojiť výrobcu stroja do kontroly dielu pred dokončením návrhu nástroja.

Jeden kvantitatívny argument pre skladané nástroje pochádza zo schopnosti procesu. Stĺpcový graf nižšie porovnáva index spôsobilosti pre uhol ohybu na stredne zložitej časti. Vyššia hodnota znamená menej ohybov mimo tolerančného pásma.

Stĺpcový graf porovnáva typickú schopnosť procesu pre konečný uhol ohybu. Cp 1,0 umožňuje, aby asi 0,27 percenta ohybov spadlo mimo tolerančného pásma. Mnoho zákazníkov z oblasti automobilového a hydraulického priemyslu vyžaduje minimálne Cp 1,33. Stohované nástroje často dosahujú úroveň 1,67, pretože zarovnanie nástroja je pevne dané konštrukciou stroja. Rýchlovýmenné nástroje sú konzistentnejšie ako manuálna jednoduchá matrica, ale ich umiestňovacie plochy sa môžu opotrebovať a vyžadujú si kontrolu. Z toho vyplýva, že stohovanie zlepšuje nielen rýchlosť, ale aj dlhodobú stabilitu.

Čo skontrolovať pred výberom stroja

Každá CNC ohýbačka, ktorá inzeruje stohované nástroje, nie je rovnaká. Niektoré hlavy môžu niesť dve úrovne iba s malými rúrkami; iné sú navrhnuté pre tri alebo viac úrovní a ťažkých kociek. Softvér stroja musí tiež podporovať postupnosť stohu vrátane výberu úrovne nástroja uprostred programu ohýbania. Požiadajte o simuláciu vzorovej časti a písomné vyhlásenie o maximálnej výške zásobníka. Servisný prístup k držiaku tlakovej matrice a oblasti stieracej matrice sa oplatí skontrolovať, keď je stroj pod prúdom.

• Počet úrovní stohu podporovaných systémom odlievania hlavy a pohonu.
• Vertikálny rozsah pohybu a opakovateľnosť polohovania osi stohu.
• Upínacia sila dostupná na každej úrovni, najmä pre rúrky s ťažkými stenami.
• Typ rozhrania nástroja a kompatibilita s existujúcimi nástrojmi vo vašej podstavci.
• Softvérová podpora pre výber úrovní, kontrolu kolízií a overenie prvého článku.

Pre diely s ohybmi v niekoľkých rovinách rozširuje dvojhlavová 3D full-servo ohýbačka rovnakú logiku ešte ďalej. Dve hlavy môžu pracovať na opačných koncoch trubice a servoriadené rotácie umožňujú prekrývajúce sa sekvencie v jednom cykle.

3D dvojhlavý plný servo stroj na ohýbanie rúrok Táto plne elektrická ohýbačka pracuje na oboch koncoch rúr súčasne v jednom cykle, pričom podporuje rúry až do 180 mm a až 300 bodov ohybu. Vhodné pre dlhé, jemné potrubia v automobilovom priemysle, strojárstve a klimatizácii. Zobraziť produkt →

Keď je špecifikácia stroja jasná, porovnajte celkové náklady na balík nástrojov, nielen základnú cenu. Dvojúrovňový zásobník na každej stanici môže stáť toľko ako malý rýchlovýmenný systém. Rozhodnutie by malo byť založené na vašej skutočnej zmesi dielov a veľkostiach šarží zaznamenaných za posledných šesť mesiacov.

Krátka odpoveď na otázku je, že stohovanie nástrojov na CNC ohýbačke rúrok je spôsob, ako nosiť dve alebo viac kompletných súprav ohýbacích nástrojov na tej istej hlave a vyberať ich podľa programu. Výhodou je možnosť vyrobiť viacero polomerov pri jednom upnutí bez zásahu operátora. Hodnota pochádza z menšieho počtu prepnutí, lepšej opakovateľnosti a vyššieho výkonu za zmenu. Najlepšia voľba závisí od vašej rodiny dielov, veľkostí šarží a požiadaviek na toleranciu. Keď porovnáš CNC ohýbacie stroje , opýtajte sa, koľko úrovní stohu unesie hlava a ako je stoh obsluhovaný. Táto odpoveď vám povie, či je stroj vytvorený na prácu, ktorú skutočne vykonávate.