Şekil 1. Yaygın olarak panel bükme olarak bilinen CNC bükmede, metal yerine sıkıştırılır ve üst ve alt bükme bıçakları pozitif ve negatif flanşlar oluşturur.
Tipik bir sac metal atölyesi, bükme sistemlerinin bir kombinasyonuna sahip olabilir. Elbette ki bükme makineleri en yaygın olanıdır ancak bazı mağazalar aynı zamanda bükme ve panel katlama gibi diğer şekillendirme sistemlerine de yatırım yapmaktadır. Tüm bu sistemler, özel aletler kullanılmadan çeşitli parçaların oluşturulmasını kolaylaştırır.
Seri üretimde sac şekillendirme de gelişiyor. Bu tür fabrikaların artık ürüne özel araçlara güvenmesine gerek yok. Artık her şekillendirme ihtiyacına yönelik, panel bükmeyi köşe şekillendirmeden presleme ve rulo bükmeye kadar çeşitli otomatik şekillerle birleştiren modüler bir hat var. Bu modüllerin neredeyse tamamı, işlemlerini gerçekleştirmek için küçük, ürüne özel araçlar kullanır.
Modern otomatik sac bükme hatları genel "bükme" konseptini kullanır. Bunun nedeni, CNC bükme olarak da bilinen panel bükme olarak adlandırılanın ötesinde farklı bükme türleri sunmalarıdır.
CNC bükme (bkz. şekil 1 ve 2), esas olarak esnekliği nedeniyle otomatik üretim hatlarında en yaygın süreçlerden biri olmayı sürdürüyor. Paneller, robotik bir kol (panelleri tutan ve hareket ettiren karakteristik "bacaklar"a sahip) veya özel bir taşıma bandı kullanılarak yerine taşınır. Levhalar önceden deliklerle kesilmişse konveyörler iyi çalışma eğilimindedir ve bu da robotun hareket etmesini zorlaştırır.
Bükülmeden önce parçayı ortalamak için iki parmak alttan dışarı çıkar. Bundan sonra levha, iş parçasını indirip yerine sabitleyen kelepçenin altına oturur. Aşağıdan kıvrılan bir bıçak yukarı doğru hareket ederek pozitif bir eğri oluşturur, yukarıdan kıvrılan bir bıçak ise negatif bir eğri oluşturur.
Bükücüyü her iki ucunda üst ve alt bıçakları olan büyük bir "C" olarak düşünün. Maksimum raf uzunluğu, kavisli bıçağın arkasındaki boyuna veya "C" harfinin arkasına göre belirlenir.
Bu işlem bükme hızını arttırır. Pozitif veya negatif tipik bir flanş yarım saniyede oluşturulabilir. Kavisli bıçağın hareketi sonsuz değişkendir ve basitten inanılmaz derecede karmaşık olana kadar birçok şekil oluşturmanıza olanak tanır. Ayrıca CNC programının bükülmüş plakanın tam konumunu değiştirerek bükümün dış yarıçapını değiştirmesine de olanak tanır. Kesici uç bağlama takımına ne kadar yakın olursa, parçanın dış yarıçapı o kadar küçük olur ve malzemenin kalınlığının yaklaşık iki katı olur.
Bu değişken kontrol aynı zamanda bükme sıraları söz konusu olduğunda esneklik sağlar. Bazı durumlarda, eğer bir taraftaki son büküm negatifse (aşağıya doğru), bükme bıçağı çıkarılabilir ve konveyör mekanizması iş parçasını kaldırıp aşağı yönde taşır.
Geleneksel panel bükmenin, özellikle estetik açıdan önemli işler söz konusu olduğunda dezavantajları vardır. Kavisli bıçaklar, bükme döngüsü sırasında bıçağın ucu tek bir yerde kalmayacak şekilde hareket etme eğilimindedir. Bunun yerine, abkant presin bükme döngüsü sırasında levhanın omuz yarıçapı boyunca sürüklendiği gibi, hafifçe sürüklenme eğilimi gösterir (her ne kadar panel bükmede direnç yalnızca bükme bıçağı ve noktadan noktaya parça teması olduğunda ortaya çıkarsa da) dış yüzey).
Ayrı bir makinede katlamaya benzer şekilde dönme bükümü girin (bkz. Şekil 3). Bu işlem sırasında bükme kirişi döndürülür, böylece takım iş parçasının dış yüzeyindeki bir nokta ile sürekli temas halinde kalır. Çoğu modern otomatik döner bükme sistemi, döner kirişin uygulamanın gerektirdiği şekilde yukarı ve aşağı bükülmesini sağlayacak şekilde tasarlanabilir. Yani, pozitif flanşı oluşturmak için yukarıya doğru döndürülebilir, yeni eksen etrafında dönecek şekilde yeniden konumlandırılabilir ve ardından negatif flanşı bükülebilir (veya tersi).
Şekil 2. Bu panel bükme hücresi, geleneksel bir robot kolu yerine, iş parçasını hareket ettirmek için özel bir taşıma bandı kullanıyor.
Çift rotasyonel bükme olarak bilinen bazı rotasyonel bükme operasyonları, alternatif pozitif ve negatif bükümler içeren Z şekilleri gibi özel şekiller oluşturmak için iki kiriş kullanır. Tek kirişli sistemler bu şekilleri döndürmeyi kullanarak katlayabilir ancak tüm katlama çizgilerine erişim, tabakanın döndürülmesini gerektirir. Çift kirişli pivot bükme sistemi, sacı ters çevirmeden bir Z-bükümünde tüm büküm hatlarına erişim sağlar.
Dönerek bükülmenin sınırlamaları vardır. Otomatik bir uygulama için çok karmaşık geometriler gerekiyorsa, bükme bıçaklarının kademesiz olarak ayarlanabilen hareketi ile CNC bükme en iyi seçimdir.
Dönme bükülmesi sorunu, son bükülme negatif olduğunda da ortaya çıkar. CNC bükümde bükme bıçakları geriye ve yana doğru hareket edebilirken, döndürme bükme kirişleri bu şekilde hareket edemez. Son olumsuz viraj, birisinin onu fiziksel olarak itmesini gerektirir. Bu, insan müdahalesi gerektiren sistemlerde mümkün olsa da, tam otomatik bükme hatlarında genellikle pratik değildir.
Otomatik hatlar, levhanın düz kaldığı ve rafların yukarı veya aşağı katlandığı "yatay bükme" adı verilen seçenekler olan panel bükme ve katlamayla sınırlı değildir. Diğer kalıplama işlemleri olasılıkları genişletir. Bunlar, abkant frenleme ve rulo bükmeyi birleştiren özel işlemleri içerir. Bu süreç, panjur kutuları gibi ürünlerin imalatı için icat edilmiştir (bkz. şekil 4 ve 5).
Bir iş parçasının bükme istasyonuna taşındığını hayal edin. Parmaklar iş parçasını fırça tablası üzerinde ve üst zımba ile alt kalıp arasında yanal olarak kaydırır. Diğer otomatik bükme işlemlerinde olduğu gibi iş parçası merkezlenir ve kontrolör katlama çizgisinin nerede olduğunu bilir, dolayısıyla kalıbın arkasında bir arka dayama gerekmez.
Abkant presle bükme gerçekleştirmek için zımba kalıba indirilir, bükme yapılır ve tıpkı bir operatörün abkant presin önünde yapacağı gibi parmaklar tabakayı bir sonraki bükme çizgisine ilerletir. Operasyon aynı zamanda tıpkı geleneksel bir bükme makinesinde olduğu gibi yarıçap boyunca darbeli bükme (kademeli bükme olarak da bilinir) gerçekleştirebilir.
Elbette, tıpkı bir abkant pres gibi, otomatik bir üretim hattında bir dudağın bükülmesi, bükme hattının izini bırakır. Büyük yarıçaplı bükümler için yalnızca çarpışmanın kullanılması çevrim süresini artırabilir.
İşte burada rulo bükme özelliği devreye giriyor. Zımba ve kalıp belirli konumlarda olduğunda alet etkili bir şekilde üç silindirli boru bükücüye dönüşür. Üst zımbanın ucu üst "silindir"dir ve alt V-kalıptaki tırnaklar iki alt silindirdir. Makinenin parmakları levhayı iterek bir yarıçap oluşturur. Bükülme ve yuvarlanma sonrasında, üst zımba yukarı ve yoldan çekilerek parmakların kalıplanmış parçayı çalışma aralığının dışına itmesi için yer bırakır.
Otomatik sistemlerdeki bükümler hızla büyük, geniş eğriler oluşturabilir. Ancak bazı uygulamalar için daha hızlı bir yol var. Buna esnek değişken yarıçap denir. Bu, orijinal olarak aydınlatma endüstrisindeki alüminyum bileşenler için geliştirilmiş özel bir işlemdir (bkz. Şekil 6).
Süreç hakkında bir fikir edinmek için bandı makas bıçağıyla baş parmağınız arasında kaydırdığınızda ona ne olacağını düşünün. Dönüyor. Aynı temel fikir değişken yarıçaplı bükmeler için de geçerlidir; bu sadece aletin hafif ve yumuşak bir dokunuşuyla gerçekleşir ve yarıçap çok kontrollü bir şekilde oluşturulur.
Şekil 3. Döndürerek bükme veya katlama sırasında, bükme kirişi döndürülerek aletin levhanın dış yüzeyindeki bir yerle temas halinde kalması sağlanır.
Kalıplanacak malzemenin altında tamamen desteklendiği, yerine sabitlenmiş ince bir boşluk düşünün. Bükme takımı indirilir, malzemeye bastırılır ve iş parçasını tutan tutucuya doğru ilerletilir. Aletin hareketi gerilim yaratır ve metalin belirli bir yarıçap kadar arkasında "bükülmesine" neden olur. Aletin metale etki eden kuvveti, indüklenen gerilimin miktarını ve sonuçta ortaya çıkan yarıçapı belirler. Bu hareket ile değişken yarıçaplı büküm sistemi çok hızlı bir şekilde büyük yarıçaplı bükümler oluşturabilmektedir. Ve tek bir alet herhangi bir yarıçap oluşturabildiğinden (yine şekil, şekil değil, aletin uyguladığı basınç tarafından belirlenir), işlem, ürünü bükmek için özel aletler gerektirmez.
Sac metalde köşeleri şekillendirmek benzersiz bir zorluk sunar. Cephe (kaplama) paneli pazarı için otomatik bir prosesin icat edilmesi. Bu işlem kaynak ihtiyacını ortadan kaldırır ve cepheler gibi yüksek kozmetik gereksinimler için önemli olan güzel kavisli kenarlar üretir (bkz. şekil 7).
Her köşeye istenilen miktarda malzemenin yerleştirilebilmesi için kesilmiş boş bir şekille başlarsınız. Özel bir bükme modülü, bitişik flanşlarda keskin köşeler ve pürüzsüz yarıçapların bir kombinasyonunu oluşturarak sonraki köşe oluşturma için bir "ön bükme" genişlemesi yaratır. Son olarak, bir köşe oluşturma aracı (aynı veya başka bir iş istasyonuna entegre edilmiş) köşeleri oluşturur.
Otomatik bir üretim hattı kurulduğunda, artık taşınmaz bir anıt haline gelmeyecektir. Lego tuğlalarıyla inşa etmeye benziyor. Siteler eklenebilir, yeniden düzenlenebilir ve yeniden tasarlanabilir. Bir montajdaki bir parçanın daha önce bir köşede ikincil kaynak gerektirdiğini varsayalım. Üretilebilirliği artırmak ve maliyetleri azaltmak için mühendisler kaynakları terk etti ve parçaları perçinli bağlantılarla yeniden tasarladı. Bu durumda katlama çizgisine otomatik perçinleme istasyonu eklenebilir. Hat modüler olduğundan tamamen sökülmesine gerek yoktur. Daha büyük bir bütüne başka bir LEGO parçası eklemek gibi.
Bütün bunlar otomasyonu daha az riskli hale getiriyor. Onlarca farklı parçayı sırayla üretecek şekilde tasarlanmış bir üretim hattı hayal edin. Bu hatta ürüne özel takımlar kullanılıyorsa ve ürün hattı değişirse, hattın karmaşıklığı göz önüne alındığında takım maliyetleri çok yüksek olabilir.
Ancak esnek araçlar sayesinde yeni ürünler, şirketlerin Lego tuğlalarını yeniden düzenlemesini gerektirebilir. Buraya birkaç blok ekleyin, diğerlerini orada yeniden düzenleyin ve tekrar koşabilirsiniz. Elbette bu o kadar kolay değil ama üretim hattını yeniden yapılandırmak da zor bir iş değil.
Lego, ister partilerle ister setlerle uğraşsınlar, genel olarak otomatik esnek çizgiler için uygun bir metafordur. Üretim hattı döküm performansı seviyelerine, ürüne özel takımlarla ancak ürüne özel herhangi bir alet kullanmadan ulaşırlar.
Fabrikaların tamamı seri üretime yöneliktir ve bunları komple üretime dönüştürmek kolay değildir. Bir tesisin tamamının yeniden planlanması, uzun süreli kapatmalar gerektirebilir; bu da yılda yüzbinlerce, hatta milyonlarca ünite üreten bir tesis için maliyetlidir.
Ancak bazı büyük ölçekli sac bükme operasyonları için, özellikle de yeni arduvaz kullanan yeni tesisler için, kitlere dayalı olarak büyük hacimler oluşturmak mümkün hale geldi. Doğru başvuru için ödüller çok büyük olabilir. Aslında Avrupalı bir üretici teslimat sürelerini 12 haftadan bir güne indirdi.
Bu, partiden kite dönüşümün mevcut tesislerde anlamlı olmadığı anlamına gelmiyor. Sonuçta, teslim sürelerini haftalardan saatlere düşürmek büyük bir yatırım getirisi sağlayacaktır. Ancak birçok işletme için ön maliyet bu adımı atmanın çok yüksek olabilir. Ancak yeni veya tamamen yeni hatlar için kit bazlı üretim ekonomik açıdan mantıklıdır.
Pirinç. 4 Bu kombine bükme makinesi ve rulo şekillendirme modülünde sac, zımba ile kalıp arasına yerleştirilebilir ve bükülebilir. Yuvarlama modunda zımba ve kalıp, malzemenin bir yarıçap oluşturacak şekilde itilebileceği şekilde konumlandırılır.
Kitlere dayalı yüksek hacimli bir üretim hattı tasarlarken besleme yöntemini dikkatlice düşünün. Bükme hatları, malzemeyi doğrudan bobinlerden kabul edecek şekilde tasarlanabilir. Malzeme açılacak, düzleştirilecek, uzunlamasına kesilecek ve bir damgalama modülünden ve ardından tek bir ürün veya ürün ailesi için özel olarak tasarlanmış çeşitli şekillendirme modüllerinden geçirilecek.
Bunların hepsi kulağa çok verimli geliyor – ve toplu işleme yönelik. Ancak rulo bükme hattını kit üretimine dönüştürmek çoğu zaman pratik değildir. Sırayla farklı bir parça seti oluşturmak, büyük olasılıkla farklı kalite ve kalınlıkta malzemeler gerektirecek ve makaraların değiştirilmesini gerektirecektir. Bu, 10 dakikaya varan aksama süresine neden olabilir; yüksek/düşük seri üretim için kısa bir süre, ancak yüksek hızlı bükme hattı için çok uzun bir süre.
Benzer bir fikir, bir emme mekanizmasının tek tek iş parçalarını alıp bunları damgalama ve şekillendirme hattına beslediği geleneksel istifleyiciler için de geçerlidir. Genellikle yalnızca tek bir iş parçası boyutuna veya belki de farklı geometrilere sahip birkaç iş parçasına yer vardır.
Çoğu kit bazlı esnek kablo için raf sistemi en uygunudur. Raf kulesi, gerektiğinde üretim hattına tek tek beslenebilecek düzinelerce farklı boyutta iş parçasını depolayabilir.
Otomatik kit bazlı üretim, özellikle kalıplama söz konusu olduğunda güvenilir süreçler gerektirir. Sac bükme alanında çalışmış olan herkes sacın özelliklerinin farklı olduğunu bilir. Çekme mukavemeti ve sertliğin yanı sıra kalınlık da partiden partiye değişebilir ve bunların tümü kalıplama özelliklerini değiştirir.
Katlama çizgilerinin otomatik olarak gruplandırılmasında bu önemli bir sorun değildir. Ürünler ve bunlarla ilgili üretim hatları genellikle malzemelerdeki farklılıklara izin verecek şekilde tasarlanmıştır, dolayısıyla tüm partinin spesifikasyon dahilinde olması gerekir. Ancak bazen malzeme o kadar değişir ki, hat bunu telafi edemez. Bu durumlarda, 100 parçayı kesiyor ve şekillendiriyorsanız ve birkaç parça spesifikasyon dışıysa, beş parçayı yeniden çalıştırabilirsiniz ve birkaç dakika içinde bir sonraki operasyon için 100 parçaya sahip olursunuz.
Kit tabanlı otomatik bükme hattında her parçanın mükemmel olması gerekir. Üretkenliği en üst düzeye çıkarmak için bu kit bazlı üretim hatları son derece organize bir şekilde çalışır. Bir üretim hattı, örneğin yedi farklı bölüm gibi sırayla çalışacak şekilde tasarlanmışsa, otomasyon, hattın başından sonuna kadar bu sırayla çalışacaktır. Bölüm #7 kötüyse, Bölüm #7'yi tekrar çalıştıramazsınız çünkü otomasyon bu tek parçayı ele alacak şekilde programlanmamıştır. Bunun yerine hattı durdurup 1 numaralı parçayla baştan başlamanız gerekir.
Bunu önlemek için, otomatik katlama çizgisi, her katlama açısını hızlı bir şekilde kontrol eden ve makinenin tutarsızlıkları düzeltmesine olanak tanıyan gerçek zamanlı lazer açısı ölçümünü kullanır.
Bu kalite kontrolü, üretim hattının kit bazlı süreci desteklediğinden emin olmak için kritik öneme sahiptir. Süreç geliştikçe kit bazlı bir üretim hattı, teslim sürelerini aylar ve haftalardan saatlere veya günlere indirerek büyük miktarda zaman tasarrufu sağlayabilir.
FABRICATOR, Kuzey Amerika'nın önde gelen çelik imalat ve şekillendirme dergisidir. Dergide üreticilerin işlerini daha verimli yapmalarını sağlayacak haberler, teknik makaleler ve başarı öyküleri yayınlanıyor. FABRİKATÖR 1970 yılından beri sektördedir.
Değerli endüstri kaynaklarına kolay erişim sağlayan FABRICATOR'a tam dijital erişim artık mevcut.
Değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlayan The Tube & Pipe Journal'a tam dijital erişim artık mevcut.
Değerli endüstri kaynaklarına kolay erişim sağlayan The Fabricator en Español'a tam dijital erişim artık mevcut.
Andy Billman, üretimdeki kariyeri ve Arise Industrial'ın arkasındaki fikirler hakkında konuşmak için The Fabricator podcast'ine katılıyor.
Gönderim zamanı: Mayıs-18-2023