Co je stohování nástrojů na CNC ohýbačce trubek? Vysvětlení vícevrstvých matric

Představte si výrobní zakázku na sto rámových držáků. Díl vyžaduje tři poloměry ohybu na stejné trubce a dva z těchto poloměrů jsou v různých rovinách. Na konvenční CNC ohýbačce s jednou zápustkou by se operátor zastavil po prvním poloměru, odstranil ohýbací nástroj, namontoval další, zkontroloval zarovnání a ohnul zkušební díl. Ke stejnému přerušení by došlo před konečným rádiusem. Stohování nástrojů odstraní většinu tohoto vzoru umístěním několika kompletních sad ohýbacích nástrojů na jednu CNC hlavu nad sebou. Stroj vybere správný rádius posunutím hlavy a trubka zůstane upnutá v kleštině po celou sekvenci.

Stohování nástrojů je tedy jak fyzickým uspořádáním matric, tak strategií programování. Existuje proto, že mnoho reálných dílů potřebuje více než jeden poloměr ohybu a protože doba přechodu je jedním z největších nákladů na ohýbání trubek. Když se stroj může automaticky posouvat mezi úrovněmi nástroje, součást se může pohybovat po celé sekvenci poloměru, aniž by byla uvolněna. Tento jediný rozdíl má přímý vliv na dobu cyklu, přesnost dílu a pracovní zatížení operátora.

Chcete-li tomuto konceptu plně porozumět, pomůže vám přezkoumat co CNC ohýbání zahrnuje na úrovni osy. Zbytek tohoto článku vysvětluje součásti nástrojů, požadavky na stroje a výrobní situace, kdy se stohování vyplatí.

Co přesně jsou stohované nástroje na CNC ohýbačce trubek?

Naskládané nástroje znamenají, že dvě nebo více sad ohybových zápustek sdílí společnou montážní plochu na hlavě stroje. Každá sada je kompletní kombinací pro jeden poloměr ohybu a obsahuje ohýbací matrici, upínací matrici, tlakovou matrici a v případě potřeby stírací matrici. Tyto komponenty jsou namontovány v různých vertikálních úrovních. Během sekvence ohýbání CNC systém zvedne nebo spustí hlavu, aby se dostala do správné úrovně ohybové roviny.

Nejjednodušší verzí je jednovrstvá matrice, kde několik drážek sdílí jeden blok ohybové matrice. To funguje, když jsou poloměry blízko a trubka nepotřebuje různé polohy upnutí. Výkonnější verze je vícevrstvé uspořádání s plně nezávislými sadami nástrojů pro každý rádius. To má většina výrobců na mysli, když mluví o stohování nástrojů na CNC ohýbačce trubek.

Stroje určené pro tento účel mají zesílenou hlavu, servo řízenou svislou osu a dostatek místa v hrdle pro úklid naskládaných nástrojů. Bez těchto prvků by přidání úrovní stohu snížilo tuhost a toleranci zranění. To je důvod, proč produktové řady s dvouvrstvými, třívrstvými a vícevrstvými konfiguracemi nástrojů nejsou jen o vyšších matricích; jsou navrženy podle hmotnosti a zdvihu složené hlavy.

Ohýbačka trubek s dvojitým a vícenásobným zásobníkem Tento stroj používá naskládané zápustky ke zpracování více ohybů nebo poloměrů v jednom nastavení, čímž se omezuje výměna zápustek a podporuje velké úhly ohybu až do 190°. Ideální pro složité tvary potrubí vyžadující malou rozteč ohybů. Zobrazit produkt →

Rovné hromádky a ofsetové hromádky

Naskládané nástroje nejsou vždy zarovnány přes stejný střed ohybu. Rovný zásobník udržuje všechny osy nástrojů ve svislé linii. Offsetová sada, někdy nazývaná psí noha, umísťuje každý poloměr do jiné horizontální polohy a také do jiné výšky. Odsazené uspořádání umožňuje těsně rozmístěné ohyby podél trubky a snižuje interferenci s dříve ohnutými sekcemi. Obě uspořádání využívají stejný princip CNC řazení; rozdíl spočívá v geometrii držáku nástroje a způsobu naprogramování rovin ohybu.

Jak CNC hlava vybírá správnou úroveň nástroje

Během programování je každému ohybu přiřazena úroveň nástroje kromě jeho úhlu ohybu, úhlu natočení a vzdálenosti posuvu. Před zahájením zatáčky stroj potvrdí aktuální úroveň a v případě potřeby přeřadí. Protože trubka zůstává v kleštině, roviny ohybu zůstávají matematicky propojeny s předchozími ohyby. Toto je hlavní odklon od ručního přepínání, kde každé nové nastavení přináší novou referenční chybu.

Graf ukazuje typické časy nastavení pro změnu poloměru. Hodnoty jsou ilustrativní pro středně velké trubky o průměru 12 až 60 mm. Ruční práce s jednou matricí zahrnuje čas na zvedání matrice, čištění montážní plochy a vyrovnání nového nástroje. Naskládané nástroje zkracují úlohu na pohyb serva a jeden ověřovací ohyb. Rychloupínací nástroje jsou rychlé, ale stále vyžadují fyzickou výměnu celého nosiče. Vícevrstvé stroje dále automatizují výběr přesunem jedné z několika připravených stanic do ohýbací polohy. Skutečnou úsporou nejsou minuty samotné; je to snížení počtu zkušebních dílů a nižší riziko úsudku operátora ovlivňujícího kvalitu.

Proč výrobci používají stohování nástrojů

Hlavní výhody skládaných nástrojů jsou snáze vidět na výrobních číslech než na nástrojích samotných. Stohovaná hlava snižuje počet, kolikrát musí operátor otevřít dveře stroje. Také udržuje trubku upnutou pro vícenásobné ohybové operace, což odstraňuje klasický problém ztráty polohy základny po opětovné montáži. Následující body shrnují praktické výhody v prostředí obchodu.

• Méně změn, zvláště když se stejné dva nebo tři poloměry opakují na mnoha částech.
• Lepší opakovatelnost, protože vyrovnání mezi ohybovou matricí a upínací matricí je fixováno sestavou nástrojů a ne operátorem.
• Kratší celková doba cyklu u dílů s více poloměry, protože posun hlavy trvá sekund.
• Snižte zmetkovitost během nastavování, protože první zkušební díl zřídka potřebuje přepracování.
• Méně kvalifikovaná pracovní síla pro výměnu nástrojů, což je důležité ve směnách s omezeným dohledem.

Spojnicový graf ukazuje, jak roste propustnost s rostoucí velikostí dávky. Jednovrstvé nástroje stráví velkou část každé směny výměnami, takže výstup pomalu roste, dokud se dávky nestanou dlouhými. Naskládané nástroje tuto penalizaci snižují, protože změna poloměru je pouze vertikálním posunem hlavy. Vícevrstvé stroje přidávají další vrstvu automatizace tím, že ve stejném cyklu přenášejí více kompletních sad nástrojů. Pro produkci s vysokým mixem je mezera na levé straně grafu důležitější než hodnoty vpravo nahoře. To je důvod, proč mnoho obchodů volí stohování, i když jejich průměrná objednávka je pouze 50 nebo 100 dílů.

Složené nástroje versus nástroje pro rychlou výměnu

Jednou z běžných alternativ ke stohování je rychlovýměnný nástroj, kde je každý ohybový lis namontován na nosič a celý nosič je vyměněn během několika minut. Rychlá výměna je atraktivní, když díly používají širokou směs poloměrů a neustále se mění. Stohování je lepší, když se téměř v každé práci objevují stejné dva nebo tři poloměry. Radarový graf porovnává oba přístupy podle šesti praktických kritérií. Větší plocha na libovolné ose znamená lepší skóre pro dané kritérium.

Radarový diagram velmi jasně ukazuje jeden bod: nejlepší metoda nástroje závisí na tom, jak opakovatelná je vaše rodina součástí. Skládané nástroje dosahují vysokého skóre v rychlosti nastavení, opakovatelnosti a schopnosti manipulovat se složitými součástmi. Rychloupínací nástroje vyhrávají flexibilitou pro neustále se měnící kombinaci poloměrů. Cena nástroje se v každém nastavení chová odlišně, protože naskládané nástroje potřebují celou sadu matric na poloměr, zatímco rychlá výměna může sdílet nosiče. Pokud je váš výrobní plán stabilní po celé měsíce, naskládané nástroje poskytují lepší celkovou rovnováhu. Pokud nikdy nevíte, jaký rádius dorazí příští týden, je rychlá změna bezpečnější cestou.

Při stohování nástrojů dává největší smysl

Naskládané nástroje se vyplatí ve specifické kombinaci podmínek. Rodina součástí musí být dostatečně stabilní, aby ospravedlnila nákup několika kompletních sad matric. Dávky by měly být dostatečně velké, aby těžily z rychlejšího přepínání, ale ne tak velké, aby se čas nastavení stal irelevantním. Geometrie by měla obsahovat dva nebo více poloměrů, které se opakují od jedné zakázky k další. Výrobní plány by také měly tolerovat krátké počáteční technické úsilí, protože pořadí stohování musí být naprogramováno a ověřeno na prvním artiklu.

• Komponenty automobilového výfuku a rámu s více křivkami na jedné trubce.
• Zábradlí, madla a architektonické díly s opakovanými poloměry.
• Hydraulické a pneumatické sestavy trubek, které vyžadují několik poloměrů ohybu v jedné délce.
• Cívky výměníku tepla a kapalinové okruhy, kde stejný profil trubky běží ve velkém objemu.
• Nábytkové rámy a konstrukční díly s viditelnými požadavky na kvalitu ohybu.

Některé CNC ohýbačky používají pravo-levé rozložení společných stran, kde jedna hlava může pracovat z obou stran středové pozice nástroje. Toto rozvržení také používá naskládané nástroje a je užitečné pro díly s ohyby na opačných stranách středové roviny.

CNC ohýbačka s jednou hlavou, pravá a levá, společné strany Tato pětimodelová řada se ohýbá z obou stran středové pozice nástroje a nabízí servomotorem řízenou přesnost a uložené programy pro opakovatelnou sériovou výrobu. Užitečné pro díly s ohyby na opačných stranách středové roviny. Zobrazit produkt →

Omezení a rizika plánovat

Stohování není bezplatná možnost. Hrdlo stroje a nosná konstrukce omezují počet úrovní, které lze naskládat, než tuhost klesne. Každý další poloměr znamená další ohybovou matrici, upínací matrici, tlakovou matrici a často i stírací matrici, takže náklady rychle rostou s počtem úrovní. Stoh nástrojů také vytváří nová rizika interference mezi matricemi a dříve ohnutými sekcemi. Přístup k údržbě je užší, protože hlava nese větší množství hmoty a seřizovací plochy se hůře kontrolují. Praktickou odpovědí je zapojit výrobce stroje do kontroly součásti před dokončením návrhu nástroje.

Jeden kvantitativní argument pro vrstvené nástroje pochází ze schopnosti procesu. Sloupcový graf níže porovnává index schopnosti pro úhel ohybu na středně složité součásti. Vyšší hodnota znamená méně ohybů mimo toleranční pásmo.

Sloupcový graf porovnává typickou způsobilost procesu pro konečný úhel ohybu. Cp 1,0 umožňuje, aby asi 0,27 procenta ohybů spadlo mimo toleranční pásmo. Mnoho zákazníků z automobilového a hydraulického průmyslu vyžaduje minimální Cp 1,33. Naskládané nástroje často dosahují úrovně 1,67, protože vyrovnání nástroje je pevně dané konstrukcí stroje. Rychloupínací nástroje jsou konzistentnější než ruční jednoduchá matrice, ale jejich ukládací plochy se mohou opotřebovat a vyžadují kontrolu. Samozřejmostí je, že stohování zlepšuje nejen rychlost, ale také dlouhodobou stabilitu.

Co zkontrolovat před výběrem stroje

Každá CNC ohýbačka, která inzeruje stohované nástroje, není stejná. Některé hlavy mohou nést dvě úrovně pouze s malými trubicemi; jiné jsou navrženy pro tři nebo více úrovní a těžké kostky. Software stroje musí také podporovat sekvenci stohu, včetně výběru úrovně nástroje uprostřed programu ohýbání. Požádejte o simulaci ukázkové části a písemné prohlášení o maximální výšce zásobníku. Servisní přístup k držáku tlakové matrice a oblasti matrice stěrače stojí za kontrolu, když je stroj pod proudem.

• Počet úrovní stohu podporovaných systémem odlévání hlavy a pohonu.
• Vertikální rozsah pojezdu a opakovatelnost polohování osy stohu.
• Upínací síla dostupná na každé úrovni, zejména pro tlustostěnné trubky.
• Typ rozhraní nástroje a kompatibilita se stávajícími matricemi ve vaší postýlce.
• Softwarová podpora pro výběr úrovně, kontrolu kolizí a ověření prvního článku.

U dílů s ohyby v několika rovinách rozšiřuje dvouhlavá 3D full-servo ohýbačka stejnou logiku ještě dále. Dvě hlavy mohou pracovat na opačných koncích trubky a servořízené rotace umožňují překrývající se sekvence v jednom cyklu.

3D dvouhlavý ohýbač trubek s plným servopohonem Tato plně elektrická ohýbačka pracuje na obou koncích trubek současně v jednom cyklu a podporuje trubky až do 180 mm a až 300 ohybových bodů. Vhodné pro dlouhé, jemné trubky v automobilovém průmyslu, strojírenství a klimatizaci. Zobrazit produkt →

Jakmile je specifikace stroje jasná, porovnejte celkové náklady na balík nástrojů, nikoli pouze základní cenu. Dvouúrovňový zásobník na každé stanici může stát stejně jako malý rychlovýměnný systém. Rozhodnutí by mělo být založeno na vašem skutečném mixu dílů a velikostech šarží zaznamenaných za posledních šest měsíců.

Krátká odpověď na otázku je, že stohování nástrojů na CNC ohýbačce trubek je způsob, jak nosit dvě nebo více kompletních sad ohýbacích nástrojů na stejné hlavě a vybírat je podle programu. Výhodou je možnost vyrobit více poloměrů při jednom upnutí bez zásahu obsluhy. Hodnota pochází z menšího počtu změn, lepší opakovatelnosti a vyššího výkonu za směnu. Nejlepší volba závisí na vaší rodině součástí, velikosti šarže a požadavcích na toleranci. Když srovnáte CNC ohýbačky , zeptejte se, kolik úrovní stohu unese hlava a jak je stoh udržován. Tato odpověď vám řekne, zda je stroj vytvořen pro druh práce, kterou skutečně provozujete.