Mantenersi al sicuro mentre si piegano velocemente le parti su una pressa piegatrice
La moderna tecnologia delle presse piegatrici aumenta la produttività, la sicurezza
Bystronic Electric Press Brake
Figura 1
Le parti possono essere lavorate fino a due volte più velocemente con una pressa piegatrice elettrica rispetto ad una tradizionale pressa piegatrice idraulica.
Storicamente, la maggior parte degli sviluppi nella tecnologia delle presse piegatrici si è concentrata sui tempi di installazione. I mutevoli requisiti del mercato impongono ai costruttori di cercare metodi più economici per affrontare i lotti più piccoli. Negli anni '90, gli OEM ei loro fornitori non erano più interessati a portare grandi livelli di scorte attraverso le flessioni dell'economia e, di conseguenza, mettevano più richieste just-in-time alle spalle dei fabbricanti.
Oggi l'industria sta assistendo alla proliferazione della tecnologia di taglio laser in fibra ad alta velocità, che sta anche producendo un altro impatto significativo sull'industria della lamiera. I laser a fibra sono in grado di produrre più del doppio delle parti del classico laser CO 2 standard del settore con la stessa quantità di tempo di taglio. A causa di questo drammatico cambiamento nelle capacità di taglio, inevitabilmente anche altri processi di fabbricazione legati alla lamiera hanno dovuto adattarsi.
Per molti fabbricanti, la successiva operazione a valle dopo il taglio è la piegatura di quelle parti su una pressa piegatrice. Tuttavia, semplicemente aumentando le velocità del pistone non è la soluzione definitiva per tenere il passo con l'aumento delle richieste dei clienti e macchine di taglio laser più veloci. Aumentare la produttività generale, senza compromettere la sicurezza dell'operatore, è l'obiettivo. È qui che la tecnologia presta una mano.
L'emergenza del freno elettrico della pressa
Ovviamente, il miglioramento della trasmissione della pressa ha molto a che fare con la produttività. La più recente tecnologia per piegare le parti più velocemente è il cosiddetto azionamento della pressa elettrica (vedi Figura 1 ). L'azionamento della pressa elettrica, o pressa piegatrice elettrica, si riferisce a un azionamento della pressa ad azione diretta in cui i giri del motore sono direttamente correlati al movimento del pistone. Questo di solito si ottiene attraverso una massiccia riduzione meccanica dell'ingranaggio. Le velocità del pistone raggiungibili sono più elevate con questa tecnologia ad azionamento diretto. Gran parte dei guadagni di produttività derivano dalla capacità del ram di accelerare rapidamente; con questo scenario, naturalmente, anche la RAM decelera rapidamente per mantenere l'operatore al sicuro.
Le presse piegatrici elettriche sono due volte più produttive di una normale pressa idraulica. Questo è in linea con gli aumenti di produzione associati alla tecnologia di taglio laser in fibra.
Le presse piegatrici idrauliche ibride sono spesso collocate nella stessa categoria delle presse piegatrici elettriche perché funzionano in modo molto simile a una pressa ad azione diretta. Questa tecnologia di presse piegatrici ibride impiega il rapporto tra cilindrata della pompa e diametro del cilindro per ottenere un vantaggio meccanico, proprio come una normale pressa idraulica, ma la somiglianza finisce qui. Il motore di azionamento della pressa della tecnologia ibrida è un servomotore e la pompa invia olio direttamente nei cilindri. Quando la pompa gira, il pistone si muove, eliminando i ritardi tipici del tempo di reazione associati alle valvole di controllo del flusso nelle presse piegatrici idrauliche.
Una visione di sicurezza
Le barriere fotoelettriche sono state usate per decenni per proteggere l'operatore. Creano una barriera virtuale sul lato anteriore della macchina. Se l'operatore colloca inavvertitamente qualsiasi parte del suo corpo nella zona protetta, la ram è disabilitata. Poiché la maggior parte di queste barriere si basa su un singolo punto di interruzione della luce fisica, non possono distinguere tra lo spazio vuoto parzialmente formato e qualsiasi parte dell'operatore. Per questo motivo, l'operatore della pressa spesso silenzia manualmente la zona della barriera o spegne completamente l'intero sistema di protezione.
A causa di questa falsa sicurezza con barriere fotoelettriche, sono stati introdotti sistemi di protezione di tipo laser e di visione (vedi Figura 2 ). Questi sistemi sono "più intelligenti" delle barriere fotoelettriche convenzionali. Ad esempio, possono riconoscere la differenza tra una flangia piegata su una scatola quadrilatera e la mano dell'operatore sotto il punzone. Anche i sistemi di tipo Vision tendono a consentire la flessione ininterrotta delle flange anteriori più corte. I sistemi di tipo laser si comportano come un finecorsa: interrompono il raggio e il pistone si ferma.
Un importante vantaggio dei sistemi di visione è che consentono al ram di rimanere nella velocità di avvicinamento più lungo prima di passare alla velocità di piegatura più lenta. Questa caratteristica riduce il tempo di ciclo del ram di un altro 20 percento rispetto alle presse piegatrici idrauliche tradizionali.
Alcuni sistemi di visione ridimensionano automaticamente la zona di sicurezza di fronte al punzone in base alla velocità della ram. Ogni tratto è quindi ottimizzato ulteriormente. Germania Pilz CNC Sistema di protezione laser della pressa piegatrice
figura 2
I sistemi di visione sono "più intelligenti" delle barriere fotoelettriche convenzionali.
I sistemi basati sulla visione non solo reagiscono più velocemente dei tradizionali dispositivi di protezione della luce, ma tendono anche ad avere più funzioni perché "vedono" più informazioni. Ad esempio, i sistemi di immagine possono essere utilizzati per verificare l'altezza del punzone e l'angolo di punzonatura. Se il sistema di sicurezza visione non riconosce un utensile, la macchina si ferma. Ciò riduce notevolmente la possibilità di frantumare gli utensili installati in modo non corretto.
Controlli avanzati aiuto piegatura
Anche la tecnologia viene utilizzata per affrontare simultaneamente i rischi inerenti al lavoro con queste macchine ad alte prestazioni. Il miglioramento più spettacolare è la divergenza dal cosiddetto controllo numerico (NC) al controllo grafico.
Le presse piegatrici NC classiche informano l'operatore sul numero di cicli del processo. Le presse piegatrici, nel frattempo, si sono evolute in macchine multiassiali. Non è insolito avere da quattro a sei assi di controllo automatico su un registro posteriore da solo. La grande quantità di numeri ora mostrati all'operatore è travolgente e talvolta indecifrabile, specialmente quando si lavora in unità non native, come i millimetri per gli operatori statunitensi.
I controlli grafici più avanzati ora forniscono all'operatore modelli in scala dettagliati. L'operatore vede un'anteprima del processo (vedi Figura 3 ) e ciò che vede è ciò che ottiene quando preme il pedale. Ciò avverte l'operatore del backgauge potenzialmente spingendo il foglio dentro di sé.
Un esempio di come questo tipo di controllo grafico può fare la differenza è quando la parte si scontra con la pressa piegatrice durante la piegatura (vedere la Figura 4 ). È estremamente importante che l'operatore della pressa piegatrice sia consapevole di quando e dove si possono verificare queste collisioni o punti di presa secondari.
L'ambiente attorno alla pressa piegatrice di solito contiene pile di grezzi piatti, cestelli di pezzi formati, tavoli da lavoro, cassette degli attrezzi e supporti per fogli anteriori collegati alla pressa piegatrice. Tutti questi elementi sono potenziali pericoli quando le parti si formano più velocemente. La tecnologia può essere utilizzata per identificare la dimensione e la forma della zona di pericolo per ogni parte diversa. Ad esempio, quando le flange sono presenti al centro della parte, la flangia anteriore si abbassa (vedi Figura 5 ). Persino alcuni degli operatori più esperti non prevedono quando la parte si sposterà durante la piegatura.
Questi progressi tecnologici non sono sempre limitati alle sole presse piegatrici elettriche. Le presse piegatrici elettriche hanno il loro punto debole, da qualche parte nel raggio di 90 tonnellate e meno. Questo perché il sistema di azionamento della pressa elettrica diventa esponenzialmente più complicato quando si distribuiscono carichi più elevati su lunghezze di raggio più lunghe. D'altra parte, le tradizionali presse idrauliche possono facilmente ottenere un vantaggio meccanico semplicemente aumentando il diametro del cilindro. Grazie all'applicazione della tecnologia moderna anche qui, queste macchine idrauliche convenzionali possono ora avvicinarsi alla produttività delle presse piegatrici elettriche. Con un migliore flusso idraulico, le velocità del pistone possono essere avanzate del 40 percento circa rispetto alle configurazioni idrauliche convenzionali.
Anche le presse piegatrici elettriche sono collegate a costi energetici ridotti, ma anche questo può essere applicato alle presse piegatrici idrauliche convenzionali grazie a una tecnologia avanzata. Gli emulatori a frequenza variabile sono posizionati a monte dell'alimentatore per il motore principale. Invece di far funzionare il gruppo pompa / motore a una corrente alternata costante di 60 cicli al secondo, l'emulatore a frequenza variabile modifica gradualmente la velocità del motore aumentando o diminuendo gradualmente la frequenza dell'AC. Questo processo crea un sistema dinamico perché la velocità è controllata dai cicli al minuto della CA, non dalla tensione. Il consumo di energia è ridotto nell'intervallo del 30 percento.
Supporto aggiuntivo
Produttività più elevate in macchine più grandi creano altri problemi di sicurezza. Pezzi più grandi lavorati più velocemente significa che anche gli operatori si consumano più velocemente. Alcuni negozi di produzione progressiva ora ruotano i loro operatori dalla pressa piegatrice per dare loro una pausa da tutto il sollevamento pesante. La tecnologia può aiutare qui.
È possibile aggiungere supporti dinamici per eseguire il sollevamento pesante (vedere la Figura 6 ). L'operatore posiziona semplicemente la piastra contro gli arresti del registro posteriore e preme il pedale. Il sollevamento è sincronizzato automaticamente con il movimento del pistone. A causa dei movimenti rotatori e di trascinamento del materiale durante la piegatura, sono necessari altri tre assi di controllo del movimento per assicurare un movimento armonizzato tra piastra e dispositivo di sollevamento.
Figura 3
Un foglio non inserito correttamente viene espulso dalla parte anteriore della pressa quando viene avviato il ciclo.
I supporti dinamici dei fogli migliorano anche la qualità, eliminando la possibilità di un piegamento all'indietro quando l'operatore non supporta correttamente la parte durante l'intero ciclo della ram.
La tecnologia sta cambiando anche la forma degli utensili. La maggior parte delle presse piegatrici moderne sono dotate di un sistema di bloccaggio degli utensili elettrici. Questi sistemi influenzano principalmente i tempi di installazione non solo riducendo la perdita di tempo dal serraggio delle viti, ma anche posizionando automaticamente gli utensili nella posizione di riposo, eliminando così la possibilità di strumenti installati in modo non corretto.
La maggior parte dei produttori di utensili di precisione a terra utilizza una sorta di fermo di sicurezza per proteggere l'operatore dagli strumenti in caduta. Una cattura a coda di rondine a tutta lunghezza è una novità introdotta nel mercato nordamericano (vedi Figura 7 ). Questo sistema non solo protegge il punzone dal crollo se il serraggio viene aperto quando il pistone è sollevato, ma consente anche l'installazione verticale anteriore e la rimozione di qualsiasi dimensione o peso del punzone.
Un'altra notevole caratteristica di sicurezza e produttività è che l'installazione orizzontale laterale e la rimozione sono migliorate grazie al vetrino a coda di rondine a tutta lunghezza.
Nel complesso, i recenti progressi tecnologici hanno reso più facile per le operazioni di piegatura dei fabbricanti di tenere il passo con i sistemi di taglio più veloci di oggi, migliorando allo stesso tempo in modo significativo la sicurezza degli operatori.
Follws di piegamento del foglio di metallo anteriore
