Поэтапная гибка повышает производительность гибочного пресса

Для улучшения эффективности при выполнения сложных задач, производители часто обращаются к поэтапной гибке. На рабочей поверхности гибочного пресса устанавливается несколько комплектов инструмента один за другим, позволяя оператору обработать сложную деталь, или серию разных деталей, за одну настройку.

Раньше оператор устанавливал на гибочном станке один набор - матрицу и пуансон, и использовал его несколько дней или недель. Так выглядел традиционный подход к эффективности производства в то время. Но с тех пор, как объемы заказов уменьшились, а сроки сократились, и все изменилось. Теперь за одну смену на гибочном станке иногда производят 20 разных изделий, многие из которых требуют разных инструментов и времени на их смену. Производители не могут тратить столько времени и ресурсов на это.

Гибка сложных деталей также вызывает много проблем у производителей. Сгибы, требующие разного инструмента, приводят к тому, что на изготовление сложных изделий, смену и демонтаж инструмента требуется гораздо больше времени, что приводит к потере эффективности.

Как можно улучшить показатели эффективности при изготовлении сложных деталей или небольших серий изделий, которые требуют разных настроек инструмента? В таких случаях используется техника поэтапной гибки, при которой несколько комплектов инструмента (наборов из матрицы и пуансона) установлены рядом друг с другом на рабочей поверхности гибочного станка.

Оператор выполняет гибку сложной детали на одном станке, с одной настройкой. Также это используется для гибки нескольких деталей, например пять деталей на одном комплекте, три на втором, еще десять после этого - с использованием разных сочетаний инструмента, установленного на станке.

Такая практика уже стала привычной на многих производствах, где опытные операторы гибочных станков регулярно сталкиваются с необходимостью применения поэтапной гибки в разных сочетаниях. Но задача не так проста, как кажется. Недостаточно просто установить секционированный инструмент на рабочей поверхности гибочного станка. Такая настройка должна позволять оператору снимать деталь после каждого сгиба так, чтобы не повредить ее. Дальше мы сталкиваемся с самым критическим фактором: высотой закрытия, или расстоянием между рабочим столом и балкой в нижней части хода гибки для конкретной операции. Чтобы поэтапная гибка работала, все комплекты инструмента должны выполнять свои задачи на одной высоте закрытия.

Как же техники гибочного оборудования и операторы делают настройку для эффективной поэтапной гибки? Существует несколько вариантов.

Допустим, у оператора есть один комплект инструмента на 90 градусов и другой комплект инструмента, тоже на 90 градусом, но с другим V-образным профилем. Они расположены рядом. Предполагается, что линия сгиба достаточно коротка, чтобы загрузить оба комплекта в пресс одновременно. Для формовки второго угла в 90 градусов с большим и более глубоким V-образным профилем, кончик пуансона опускается немного дальше. Получается более глубокий ход, который, если не будет компенсирован, вызовет столкновение с первым комплектом, повредит весь инструмент, станок и возникнет опасность для находящихся рядом персон.

Чтобы избежать этого, операторы используют старый метод: поддержку клиньями. Они вставляют самодельный клин или подпорку под комплект инструмента с большим и глубоким V-профилем так, чтобы высота закрытия у них с первым комплектом стала одинаковая. Так оператор сможет загрузить оба комплекта одновременно так, чтобы избежать столкновений.

На первый взгляд кажется, что это просто, но использование клиньев может быть и сложным, оно требует времени и большого опыта оператора. Более того, для каждой новой настройки могут понадобиться клинья другого размера, так как комплекты имеют разную высоту. Возможно, что для каждого изделия понадобятся свои клинья. С некоторыми типами инструмента это встречается чаще, чем с другими. Такой подход может вызвать хаос при применении концепции бережливого производства и требует столько времени, что бывает быстрее использовать обычный подход с несколькими настройками.

Обычно считающееся заурядным решением, этот вид поэтапной гибки использует инструмент из того же семейства, с таким же углом и V-образным профилем. Угол матрицы и пуансона в каждом комплекте должны совпадать. Например, в одной настройке для поэтапной гибки будет одна матрица на 90 градусов и два пуансона на 90 градусов. Если они из семейства с одинаковой высотой, но их углы разные, или если V-образный профиль изменился, то установить их для поэтапной гибки невозможно.

Это более эффективный метод, чем использование клиньев. Тем не менее, довольно редко случается гибка разных деталей с одним и тем же углом и V-образным профилем. Вне одного семейства инструмента не остается гибкости.

Инструмент с одинаковой высотой закрытия позволяет избежать необходимости в клиньях и дает больше гибкости, чем комплекты с одинаковыми углами матриц и пуансонов. Дизайн инструмента для поэтапной гибки (иначе он называется инструментом с общей высотой закрытия) позволяет устанавливать несколько комплектов матриц и пуансонов на одном станке. С таким инструментом в одной настройке могут быть разные углы, отступы, оснастка для плющения, даже пуансоны gooseneck и матрицы с разными V-образными профилями. После установки комплектов, оператор один раз загружает на станок заготовку, в последовательности передавая ее с одного комплекта инструмента на другой.

Гибка поэтапно ведет к более бережливым процессам, но, как и в других случаях, производитель должен оценить варианты использования такого подхода. Среди таких факторов - геометрия детали. Если ее длина равна длине гибочного станка, оператор будет использовать только один комплект инструмента. В таком случае поэтапная гибка невозможна, геометрия детали не позволяет установить на станок несколько комплектов инструмента.

Еще один фактор - количество разных профилей инструмента, которые требуются для выполнения задания. Допустим, на задание требуется несколько профилей, которые обычно повлекли бы за собой несколько смен инструмента. Если производитель использует поэтапную гибку, то ему понадобится и соответствующий инструмент. При подобной настройке все сгибы одной детали выполняются без смены инструмента.

А что, если в цеху такого инструмента нет? Если в изделии есть несколько профилей, то имеет смысл выполнять традиционную гибку с клиньями. Такой выбор зависит от нескольких факторов, например, количества изделий, частоты подобных заказов, сколько времени занимает изготовление клиньев, как часто используется именно поэтапная настройка и сколько времени сэкономится на одной детали с внедрением такого подхода.

Гибочный пресс обычно выполняет гибку одним комплектом инструмента, расположенным в центре рабочей поверхности, где приложение силы одинаково. Выполнение гибки в центре гибочного пресса дает операторам возможность пользоваться балансом сил. Поэтапная гибка часто использует гибку не только в центре, но и на левой и правой сторонах рабочей поверхности. Оператор перемещается между комплектами инструмента. Тут следует учесть следующее: для поэтапной гибки убедитесь, что ваш гибочный станок поддерживает возможность гибки со смещением центра.

В целом, гибочные станки down acting лучше используют несбалансированную силу, чем up acting, так как первые оснащены устройствами для компенсации тоннажа с левой или правой стороне станка. Конкретно у такого станка есть гидравлические цилиндры с левой и правой стороны балки. Через систему управления станком они компенсируют тоннаж с левой или правой стороне станка и позволяют выполнять гибку со смещением от центра, не вызывая остановки станка.

С другой стороны, гибочные станки up-acting оснащены механизмами, останавливающими станок в случае, если вне центра обнаружен слишком большой тоннаж. Нельзя сказать, что гибку со смещением от центра нельзя выполнять на up-acting танке, но в этом случае возникнут ограничения по длине и тоннажу.

Если вы часто изготавливаете большие партии деталей, то поэтапная гибка будет особенно эффективна. Она также может быть выгодной и при других количествах и частоте заказов: например, определенных деталей высокой сложности, которые заказывают часто.

Необходимо оценить время, использование которого не приносит экономической выгоды, например, простои от долговременных смен инструмента и переноса материала с места на место. Чем меньше, тем лучше.

Современные гибочные прессы с ЧПУ оснащены программируемыми задними упорами. Они перемещаются между комплектами инструмента, точно подпирая один сгиб за другим. Современные многоосевые задние упоры делают поэтапную гибку еще удобнее.

Использование задних упоров на старых станках или станках без ЧПУ - совсем другое дело. Сложнее всего с осью R, то есть с движением пальцев заднего упора вверх и вниз. Задний упор располагается на оси R, чтобы выполнять свою задачу при разных высотах плеча матрицы, где заготовка лежит на ней до начала гибочного цикла.

Для изменения заднего упора на гибочных станках без ЧПУ, оператор поворачивает рукоятку. Это не занимает много времени. Настройка и доводка задних упоров обычно минимальна или вовсе не нужна, если высоты плеча матрицы одинаковы. С некоторыми исключениями, большинство гибочных прессов без ЧПУ поддерживают поэтапную гибку, если плечо матрицы слегка изменяется - если задний упор установлен на середину.

Пока технология гибки прогрессирует, чтобы соответствовать требованиям клиентов и гибкости производства, поэтапная гибка встречается все чаще. Программирование вне цеха и трехмерная симуляция показывают программисту, как формуется деталь на каждом из комплектов. Более того, если уже сформованный загиб столкнется с соседней матрицей, программист увидит это и устранит до того, как заготовка попадет на станок.

Современная система управления станка показывает трехмерную симуляцию, показывающую оператору всю последовательность. Некоторые гибочные прессы оснащены педалями, переходящими в область, где выполняется следующий сгиб. На других LED-лампочки над инструментом показывают, куда оператор должен перейти для выполнения следующего сгиба.

Даже на старых станках поэтапная гибка значительно экономит время и деньги. "Старомодная" практика использования клиньев все равно часто встречается и эффективна, у производителей есть и другие варианты для поэтапной гибки. Одно из решений - использовать инструмент с одинаковыми углами и высотой, другой - специальный инструмент для поэтапной гибки.

Экономия времени достигается за счет устранения лишнего времени на перенос материала и смену инструмента - классические понятия потерь системы бережливого производства. Инструмент с одинаковой высотой закрытия позволяет использовать гибочные станки как европейского, так и американского стиля с различным инструментом.