شکل 1. در خمش CNC، که معمولاً به عنوان خمش پانل شناخته می شود، فلز در جای خود بسته می شود و تیغه های خمشی بالا و پایین فلنج های مثبت و منفی را تشکیل می دهند.
یک کارگاه معمولی ورق فلز ممکن است ترکیبی از سیستم های خمشی داشته باشد. البته ماشین های خم کن رایج ترین هستند، اما برخی فروشگاه ها روی سیستم های شکل دهی دیگر مانند خمش و تاشو پانل نیز سرمایه گذاری می کنند. تمامی این سیستم ها تشکیل قطعات مختلف را بدون استفاده از ابزارهای تخصصی تسهیل می کنند.
شکل دهی ورق فلز در تولید انبوه نیز در حال توسعه است. چنین کارخانه هایی دیگر نیازی به تکیه بر ابزارهای خاص محصول ندارند. آنها اکنون یک خط مدولار برای هر نیاز فرم دهی دارند که خم شدن پانل را با انواع اشکال خودکار ترکیب می کند، از شکل دهی گوشه تا پرس و خم شدن رول. تقریباً همه این ماژول ها از ابزارهای کوچک و مختص محصول برای انجام عملیات خود استفاده می کنند.
خطوط مدرن خمش ورق فلزی از مفهوم کلی "خم شدن" استفاده می کنند. این به این دلیل است که آنها انواع مختلفی از خمش را فراتر از آن چیزی که معمولاً به عنوان خم شدن پانل شناخته می شود ارائه می دهند که به عنوان خمش CNC نیز شناخته می شود.
خمش CNC (شکل های 1 و 2 را ببینید) یکی از رایج ترین فرآیندها در خطوط تولید خودکار است، عمدتاً به دلیل انعطاف پذیری آن. پانل ها با استفاده از یک بازوی روباتیک (با "پاهای" مشخصه که پانل ها را نگه می دارند و حرکت می دهند) یا یک تسمه نقاله خاص به جای خود منتقل می شوند. اگر ورقه‌ها قبلاً با سوراخ بریده شده باشند، نوار نقاله‌ها به خوبی کار می‌کنند و این امر حرکت آنها را برای ربات دشوار می‌کند.
قبل از خم شدن، دو انگشت از پایین بیرون می آیند تا قسمت را در مرکز قرار دهند. پس از آن، ورق زیر گیره قرار می گیرد، که قطعه کار را پایین می آورد و در جای خود ثابت می کند. تیغه ای که از پایین خم می شود به سمت بالا حرکت می کند و منحنی مثبت ایجاد می کند و تیغه ای که از بالا منحنی می کند منحنی منفی ایجاد می کند.
خم کن را به عنوان یک "C" بزرگ با تیغه های بالا و پایین در دو انتها در نظر بگیرید. حداکثر طول قفسه توسط گردن پشت تیغه خمیده یا پشت "C" تعیین می شود.
این فرآیند باعث افزایش سرعت خمش می شود. یک فلنج معمولی، مثبت یا منفی، می تواند در نیم ثانیه تشکیل شود. حرکت تیغه منحنی بی نهایت متغیر است و به شما امکان می دهد اشکال زیادی از ساده تا بسیار پیچیده ایجاد کنید. همچنین به برنامه CNC اجازه می دهد تا شعاع بیرونی خم را با تغییر موقعیت دقیق صفحه خمیده تغییر دهد. هرچه درج به ابزار گیره نزدیکتر باشد، شعاع بیرونی قطعه تقریباً دو برابر ضخامت ماده کوچکتر است.
این کنترل متغیر همچنین انعطاف پذیری را در هنگام خم شدن دنباله ها فراهم می کند. در برخی موارد، اگر خم نهایی در یک طرف منفی (به سمت پایین) باشد، می توان تیغه خمشی را جدا کرد و مکانیزم نوار نقاله قطعه کار را بلند کرده و به پایین دست منتقل می کند.
خم شدن پانل سنتی دارای معایبی است، به خصوص در مورد کارهای مهم زیبایی شناختی. تیغه های خمیده تمایل دارند به گونه ای حرکت کنند که نوک تیغه در طول چرخه خمش در یک مکان قرار نگیرد. در عوض، تمایل به کشیدن کمی دارد، تقریباً به همان شکلی که ورق در طول چرخه خمش پرس بریک در امتداد شعاع شانه کشیده می‌شود (اگرچه در خم شدن پانل، مقاومت تنها زمانی رخ می‌دهد که تیغه خمشی و قسمت نقطه به نقطه تماس داشته باشند. سطح بیرونی).
یک خم چرخشی، شبیه به تا شدن در یک ماشین جداگانه وارد کنید (شکل 3 را ببینید). در طی این فرآیند، تیر خمشی چرخانده می شود تا ابزار در تماس دائمی با یک نقطه از سطح بیرونی قطعه کار باقی بماند. اکثر سیستم‌های خمشی چرخشی خودکار مدرن را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که تیر گردان بتواند بر حسب مورد نیاز به بالا و پایین خم شود. یعنی می توان آنها را به سمت بالا چرخاند تا فلنج مثبت را تشکیل دهد، برای چرخش حول محور جدید تغییر مکان داد و سپس فلنج منفی را خم کرد (و بالعکس).
شکل 2. به جای یک بازوی روبات معمولی، این سلول خمشی پانل از یک تسمه نقاله مخصوص برای دستکاری قطعه کار استفاده می کند.
برخی از عملیات خمشی چرخشی که به خمش دوار معروف هستند، از دو تیر برای ایجاد اشکال خاص مانند شکل های Z که شامل خم های متناوب مثبت و منفی است، استفاده می کنند. سیستم های تک پرتو می توانند این اشکال را با استفاده از چرخش تا کنند، اما دسترسی به تمام خطوط تاشو مستلزم چرخاندن ورق است. سیستم خمش محوری پرتو دوتایی امکان دسترسی به تمام خطوط خمشی در یک خم Z را بدون برگرداندن ورق فراهم می کند.
خمش چرخشی محدودیت هایی دارد. اگر برای یک کاربرد خودکار به هندسه های بسیار پیچیده نیاز است، خمش CNC با حرکت بی نهایت قابل تنظیم تیغه های خمشی بهترین انتخاب است.
مشکل پیچ خوردگی چرخش نیز زمانی رخ می دهد که آخرین پیچ خوردگی منفی باشد. در حالی که تیغه های خمشی در خمش CNC می توانند به سمت عقب و به طرفین حرکت کنند، تیرهای خمشی نمی توانند به این طریق حرکت کنند. خم منفی نهایی به کسی نیاز دارد که آن را به صورت فیزیکی فشار دهد. در حالی که این امر در سیستم هایی که نیاز به مداخله انسانی دارند امکان پذیر است، اغلب در خطوط خمشی کاملاً خودکار غیرعملی است.
خطوط خودکار محدود به خم شدن و تاشو پانل نیستند - گزینه های به اصطلاح "خمش افقی"، که در آن ورق صاف می ماند و قفسه ها به بالا یا پایین تا می شوند. سایر فرآیندهای قالب گیری امکانات را گسترش می دهند. اینها شامل عملیات تخصصی ترکیبی از ترمز فشاری و خم شدن غلتکی است. این فرآیند برای تولید محصولاتی مانند جعبه های کرکره ای ابداع شد (شکل های 4 و 5 را ببینید).
تصور کنید که یک قطعه کار به یک ایستگاه خمشی منتقل می شود. انگشتان قطعه کار را به صورت جانبی روی میز قلم مو و بین پانچ بالایی و قالب پایینی می لغزند. مانند سایر فرآیندهای خمشی خودکار، قطعه کار در مرکز قرار می گیرد و کنترل کننده می داند که خط تاشو کجاست، بنابراین نیازی به پشتیبان پشت قالب نیست.
برای انجام یک خم با ترمز فشاری، پانچ در قالب پایین می‌آید، خم ایجاد می‌شود و انگشتان ورق را به خط خم بعدی می‌رسانند، درست همانطور که یک اپراتور در جلوی پرس بریک انجام می‌دهد. این عملیات همچنین می تواند خمش ضربه ای (همچنین به عنوان خمش پله ای شناخته می شود) را در امتداد شعاع انجام دهد، درست مانند یک ماشین خم کن معمولی.
البته، درست مانند یک ترمز فشاری، خم کردن لبه روی یک خط تولید خودکار، ردی از خط خمش باقی می‌گذارد. برای خم های با شعاع بزرگ، استفاده از برخورد تنها می تواند زمان چرخه را افزایش دهد.
اینجاست که ویژگی خم شدن رول وارد عمل می شود. هنگامی که پانچ و قالب در موقعیت های خاصی قرار می گیرند، ابزار به طور موثر به خم کن لوله سه رول تبدیل می شود. نوک پانچ بالایی "غلتک" بالایی است و زبانه های V-die پایینی دو غلتک پایینی هستند. انگشتان دستگاه ورق را فشار می دهند و شعاع ایجاد می کنند. پس از خم شدن و غلتیدن، پانچ بالایی به سمت بالا حرکت می کند و از مسیر خارج می شود و جایی برای انگشتان باقی می گذارد تا قسمت قالب گیری شده را خارج از محدوده کاری به سمت جلو هل دهند.
خم شدن روی سیستم های خودکار می تواند به سرعت منحنی های بزرگ و گسترده ای ایجاد کند. اما برای برخی از برنامه ها راه سریع تری وجود دارد. این شعاع متغیر انعطاف پذیر نامیده می شود. این یک فرآیند اختصاصی است که در ابتدا برای اجزای آلومینیومی در صنعت روشنایی توسعه یافته است (شکل 6 را ببینید).
برای دریافت ایده ای از فرآیند، به این فکر کنید که وقتی نوار را بین تیغه قیچی و شست خود می کشید چه اتفاقی برای آن می افتد. او می پیچد. همین ایده اولیه در مورد خمش‌های شعاع متغیر صدق می‌کند، این فقط یک لمس ملایم و سبک ابزار است و شعاع به روشی بسیار کنترل‌شده شکل می‌گیرد.
شکل 3. هنگام خم شدن یا تا شدن با چرخش، تیر خمشی به گونه ای می چرخد که ابزار با یک مکان در سطح بیرونی ورق در تماس باقی بماند.
یک صفحه نازک را تصور کنید که در جای خود ثابت شده و موادی که قرار است قالب گیری شود کاملاً زیر آن قرار گرفته است. ابزار خمش پایین می آید، روی مواد فشرده می شود و به سمت گیره نگهدارنده قطعه کار پیش می رود. حرکت ابزار باعث ایجاد کشش می شود و باعث می شود که فلز با شعاع خاصی در پشت آن بپیچد. نیروی ابزار وارد بر فلز، میزان کشش القایی و شعاع حاصل را تعیین می کند. با این حرکت، سیستم خمشی با شعاع متغیر می تواند خم های شعاع بزرگ را خیلی سریع ایجاد کند. و از آنجایی که یک ابزار واحد می تواند هر شعاع ایجاد کند (باز هم، شکل با فشاری که ابزار اعمال می کند تعیین می شود، نه شکل)، این فرآیند به ابزار خاصی برای خم کردن محصول نیاز ندارد.
شکل دادن به گوشه ها در ورق فلزی چالشی منحصر به فرد است. اختراع یک فرآیند خودکار برای بازار پانل نما (روکش). این فرآیند نیاز به جوشکاری را از بین می‌برد و لبه‌های منحنی زیبایی تولید می‌کند که برای نیازهای آرایشی بالا مانند نماها مهم است (شکل 7 را ببینید).
با یک شکل خالی شروع می کنید که برش داده می شود تا در هر گوشه به مقدار دلخواه مواد قرار گیرد. یک ماژول خمشی تخصصی ترکیبی از گوشه‌های تیز و شعاع‌های صاف را در فلنج‌های مجاور ایجاد می‌کند و یک انبساط «پیش‌خم» برای شکل‌گیری گوشه‌های بعدی ایجاد می‌کند. در نهایت، یک ابزار گوشه ای (ادغام شده در همان ایستگاه کاری یا دیگری) گوشه ها را ایجاد می کند.
هنگامی که یک خط تولید خودکار نصب شود، به یک اثر تاریخی غیر منقول تبدیل نخواهد شد. مثل ساختن با آجر لگو است. سایت ها را می توان اضافه کرد، مرتب کرد و دوباره طراحی کرد. فرض کنید که بخشی از یک مجموعه قبلاً به جوشکاری ثانویه در یک گوشه نیاز داشت. برای بهبود قابلیت ساخت و کاهش هزینه‌ها، مهندسان جوش‌ها و طراحی مجدد قطعات با اتصالات پرچ شده را رها کردند. در این حالت می توان یک ایستگاه پرچ اتوماتیک به خط چین اضافه کرد. و از آنجایی که خط مدولار است، نیازی به برچیدن کامل آن نیست. مانند اضافه کردن یک قطعه لگو دیگر به یک کل بزرگتر است.
همه اینها باعث می شود که اتوماسیون ریسک کمتری داشته باشد. خط تولیدی را تصور کنید که برای تولید ده ها قطعه مختلف به صورت متوالی طراحی شده است. اگر این خط از ابزارهای خاص محصول استفاده کند و خط تولید تغییر کند، با توجه به پیچیدگی خط، هزینه های ابزارآلات می تواند بسیار بالا باشد.
اما با ابزارهای انعطاف‌پذیر، محصولات جدید ممکن است به سادگی از شرکت‌ها بخواهند که آجرهای لگو را مرتب کنند. چند بلوک را اینجا اضافه کنید، بقیه را در آنجا مرتب کنید و می توانید دوباره اجرا کنید. البته به این راحتی هم نیست، اما تنظیم مجدد خط تولید هم کار سختی نیست.
لگو استعاره مناسبی برای خطوط اتوفلکس به طور کلی است، چه با لات ها و چه با مجموعه ها سروکار داشته باشند. آنها به سطوح عملکرد ریخته گری خط تولید با ابزارهای خاص محصول، اما بدون هیچ ابزار خاص محصول، دست می یابند.
تمام کارخانه ها به سمت تولید انبوه طراحی شده اند و تبدیل آنها به تولید کامل کار آسانی نیست. برنامه ریزی مجدد کل کارخانه می تواند به تعطیلی طولانی مدت نیاز داشته باشد، که برای کارخانه ای که صدها هزار یا حتی میلیون ها واحد در سال تولید می کند، هزینه بر است.
با این حال، برای برخی از عملیات خمشی ورق فلزی در مقیاس بزرگ، به ویژه برای کارخانه های جدید که از تخته سنگ جدید استفاده می کنند، امکان تشکیل حجم های بزرگ بر اساس کیت ها فراهم شده است. برای برنامه مناسب، پاداش می تواند بسیار زیاد باشد. در واقع، یک تولیدکننده اروپایی زمان تحویل را از 12 هفته به یک روز کاهش داده است.
این بدان معنا نیست که تبدیل دسته به کیت در کارخانه های موجود معنا ندارد. به هر حال، کاهش زمان تحویل از هفته‌ها به ساعت‌ها، بازگشت سرمایه زیادی را به همراه خواهد داشت. اما برای بسیاری از مشاغل، هزینه اولیه ممکن است برای برداشتن این مرحله بسیار زیاد باشد. با این حال، برای خطوط جدید یا کاملا جدید، تولید مبتنی بر کیت منطقی اقتصادی است.
برنج. 4 در این دستگاه خمش ترکیبی و ماژول رول فرمینگ، ورق را می توان بین پانچ و قالب قرار داد و خم کرد. در حالت نورد، پانچ و قالب به گونه‌ای قرار می‌گیرند که بتوان مواد را به داخل هل داد تا شعاع شکل بگیرد.
هنگام طراحی یک خط تولید با حجم بالا بر اساس کیت، روش تغذیه را به دقت در نظر بگیرید. خطوط خمشی را می توان طوری طراحی کرد که مواد را مستقیماً از سیم پیچ ها بپذیرد. این مواد باز می شود، صاف می شود، به طول بریده می شود و از طریق یک ماژول مهر زنی عبور می کند و سپس از طریق ماژول های شکل دهی مختلف که به طور خاص برای یک محصول یا خانواده محصول طراحی شده اند، عبور می کند.
همه اینها بسیار کارآمد به نظر می رسد - و برای پردازش دسته ای است. با این حال، تبدیل خط خم شدن رول به تولید کیت اغلب غیر عملی است. تشکیل متوالی مجموعه‌ای از قطعات به احتمال زیاد به موادی با درجه‌ها و ضخامت‌های مختلف نیاز دارد که نیاز به تغییر قرقره دارد. این می تواند منجر به توقف تا 10 دقیقه شود - زمان کوتاهی برای تولید دسته ای زیاد/کم، اما زمان زیادی برای یک خط خمشی با سرعت بالا.
ایده مشابهی در مورد استاکرهای سنتی نیز صدق می کند، جایی که یک مکانیسم مکش تک تک تکه های کار را برمی دارد و آنها را به خط مهر زنی و شکل دهی می رساند. آنها معمولاً فقط برای یک اندازه قطعه کار یا شاید چندین قطعه کار با هندسه های مختلف جا دارند.
برای اکثر سیم های انعطاف پذیر مبتنی بر کیت، سیستم قفسه بندی بهترین گزینه است. برج قفسه ای می تواند ده ها قطعه کار در اندازه های مختلف را در خود ذخیره کند که در صورت نیاز می توان آنها را یکی یکی وارد خط تولید کرد.
تولید خودکار مبتنی بر کیت نیز به فرآیندهای قابل اعتماد نیاز دارد، به خصوص در مورد قالب گیری. هرکسی که در زمینه خمکاری ورق کار کرده باشد می داند که خواص ورق فلزی متفاوت است. ضخامت، و همچنین استحکام کششی و سختی، می تواند از یک قطعه به لات دیگر متفاوت باشد، که همگی ویژگی های قالب گیری را تغییر می دهند.
این مشکل عمده ای در گروه بندی خودکار خطوط چین نیست. محصولات و خطوط تولید مرتبط با آنها معمولاً به گونه‌ای طراحی می‌شوند که امکان تغییرات در مواد را فراهم کنند، بنابراین کل دسته باید مطابق با مشخصات باشد. اما باز هم گاهی اوقات مواد به حدی تغییر می کند که خط نمی تواند آن را جبران کند. در این موارد، اگر ۱۰۰ قطعه را برش داده و شکل می دهید و چند قطعه از مشخصات خارج است، می توانید به سادگی پنج قسمت را دوباره اجرا کنید و در عرض چند دقیقه ۱۰۰ قطعه برای عملیات بعدی خواهید داشت.
در یک خط خمشی خودکار مبتنی بر کیت، هر قسمت باید کامل باشد. برای به حداکثر رساندن بهره وری، این خطوط تولید مبتنی بر کیت به شیوه ای بسیار سازمان یافته عمل می کنند. اگر خط تولید به گونه ای طراحی شده باشد که به صورت متوالی اجرا شود، مثلاً هفت بخش مختلف، اتوماسیون به ترتیب از ابتدای خط تا انتها اجرا می شود. اگر قسمت شماره 7 بد است، نمی توانید فقط قسمت 7 را دوباره اجرا کنید زیرا اتوماسیون برای مدیریت آن قسمت برنامه ریزی نشده است. در عوض، باید خط را متوقف کنید و با قسمت شماره 1 از نو شروع کنید.
برای جلوگیری از این امر، خط تاشو خودکار از اندازه‌گیری زاویه لیزری بلادرنگ استفاده می‌کند که به سرعت هر زاویه تا شدن را بررسی می‌کند و به دستگاه امکان می‌دهد ناهماهنگی‌ها را تصحیح کند.
این بررسی کیفیت برای اطمینان از اینکه خط تولید از فرآیند مبتنی بر کیت پشتیبانی می کند بسیار مهم است. همانطور که روند بهبود می یابد، یک خط تولید مبتنی بر کیت می تواند با کاهش زمان تحویل از ماه ها و هفته ها به ساعت ها یا روزها، در زمان زیادی صرفه جویی کند.
FABRICATOR پیشروترین مجله تولید و شکل دهی فولاد در آمریکای شمالی است. این مجله اخبار، مقالات فنی و داستان های موفقیت آمیز را منتشر می کند که تولید کنندگان را قادر می سازد تا کار خود را به نحو احسن انجام دهند. FABRICATOR از سال 1970 وارد صنعت شده است.
دسترسی دیجیتالی کامل به FABRICATOR اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
اکنون دسترسی دیجیتالی کامل به The Tube & Pipe Journal در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
دسترسی دیجیتال کامل به The Fabricator en Español اکنون در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می کند.
اندی بیلمن به پادکست The Fabricator می‌پیوندد تا در مورد حرفه خود در تولید، ایده‌های نهفته در صنعت Arise و…
زمان ارسال: مه-18-2023