Compreender os modernos freios de imprensa

As dobradeiras de hoje podem encurtar o processo de dobragem, como peças mais antigas de ferro não podem

  Esta visão geral fornece uma breve discussão sobre unidades de prensa, sistemas de coroamento e configuração de ferramentas encontrados nos prensas de prensa atuais.

figura 1

Modern imprensa freios fornecer aos operadores a assistência necessária para maximizar o tempo

 gastoflexão, não configurando o freio da prensa ou criando metodicamente o programa

Isso soa familiar? Um operador está trabalhando com um freio de prensa mecânica, que tem um carneiro que tem que completar seu ciclo completo e uma velocidade de ciclo de curso que não pode ser ajustada, mas antes que ele possa começar ele tem que descobrir a permissão de dobra apropriada ek fator para o trabalho.

  Se isso soa familiar, você anda por aí com os freios da máquina há algum tempo, ou você tem um bom conhecimento de como a dobra costumava ocorrer nas oficinas de fabricação. Você provavelmente também sabe que a flexão não é feita dessa maneira na maior parte dos dias de hoje.

  Os modernos prensadores são muito mais seguros e não requerem tanta intervenção manual quanto os antecessores. São máquinas sofisticadas projetadas para acompanhar o ritmo do ambiente de fabricação rápida atual (consulte a Figura 1). Vamos dar uma olhada nos diferentes elementos que separam os equipamentos modernos de hoje dos antigos pedaços de ferro de ontem.

  O Press Drive

  Os prensadores hidráulicos não são necessariamente novos, e isso explica por que eles realizam a maior parte do trabalho de modelagem em lojas fabulosas.

  Sua operação é muito simples de entender. Essas prensas operam cilindros hidráulicos sincronizados nos chassis C que movimentam o aríete. Um controle de fluxo alimenta o óleo em cilindros para mover os pistões, que controlam o movimento do aríete. É uma maneira barata de gerar muita força.

  Antigamente, um interruptor de limite era usado para controlar o freio. Agora os CNCs são usados. Juntamente com as válvulas de controle de vazão de alta precisão, as prensas hidráulicas atuais oferecem um grande controle e economia de custo.

  A maioria dessas válvulas hidráulicas é montada diretamente nos cilindros hidráulicos. Alguns anos atrás, os fabricantes precisavam lidar com a quebra de tubos e a queda de aríetes. Os fabricantes de freios de prensa resolveram o problema eliminando ou minimizando a tubulação. As prensas hidráulicas atuais não devem ser confundidas com as de vários anos atrás.

  Os freios híbridos estão agora mais disponíveis do que nunca. Com um acionamento hidráulico, quando você gira a bomba em uma direção, você está bombeando o aríete para baixo. Quando você gira a bomba na outra direção, você está bombeando o ram para cima. O tipo de conceito híbrido simula um parafuso e uma porca. É uma bomba bidirecional e um servomotor controla o movimento de vaivém da bomba. Você não tem um motor trifásico de CA funcionando o dia todo, bombeando o aríete ocasionalmente. Agora o motor está bombeando a rampa somente quando o CNC solicita a força.

Quais são as vantagens? Você obtém um tempo de resposta rápido, tubulação mínima, boas velocidades (2 a 500 polegadas por minuto [IPM]) e alta eficiência quando se trata de desempenho. No entanto, um freio híbrido não é um sistema barato.

Figura 2

Se usado corretamente, o software de dobra ajudará o projetista da peça a evitar

áreas problemáticas, como colocar orifícios muito próximos das linhas de dobra.

  Os prensas elétricas causaram um grande impacto no mercado nos últimos anos. Muitos fabricantes associam “elétrico” a freios de acionamento direto. Nesses dispositivos elétricos, um sistema de fuso de esferas, que se baseia em esferas de recirculação para aliviar o atrito em vez de lubrificantes, reduz os cilindros.

  A tecnologia de parafusos de rolete surgiu como uma nova tecnologia que ajuda a aumentar a capacidade de carga desses freios elétricos. Esses tipos de parafusos têm vários rolos helicoidais roscados que são encontrados em torno de um eixo rosqueado. Essa configuração converte o movimento rotatório de um motor em movimento linear para mover um aríete do freio de prensa. Esses parafusos de rolos tendem a adicionar mais superfície de suporte de carga na unidade de prensa.

  Quais são algumas das vantagens? Não são necessariamente as velocidades, mas o fator de aceleração. Normalmente, os freios de pressão podem acelerar apenas a uma determinada taxa. Com um freio elétrico, você pode elevar esse fator de aceleração muito mais alto sem gerar bolhas de ar no óleo e assim por diante.

  Alguns fabricantes estão usando unidades duplas no freio elétrico; uma unidade é para uma aproximação rápida e a outra unidade é para a flexão. Isso permite que você ajuste seus parafusos de esferas e parafusos de rolos para diferentes aplicações.

  Deve ser mencionado que há outra maneira de converter uma pequena força em uma grande força. Vamos chamá-lo de unidade block-and-tackle. Freios com correias é um exemplo. Também pode ser chamado de acionamento elétrico de ação única.

  Com esse tipo de drive, o ram se move em uma direção, o que tem certas vantagens. Por ser um sistema direcional único, pode ser menos complicado e menos dispendioso. E você minimiza algum tempo de mudança na parte inferior do curso porque você acabou de liberar os servomotores e o aríete reverte.

  Muitos desses acionamentos por correia ou por bloco e também distribuem a carga de flexão em todo o aríete. Toda vez que um cinto é alimentado por uma polia, é como uma redução de 10 vezes na relação de transmissão. Isso pode criar grandes vantagens de desempenho para freios elétricos quando comparados aos freios hidráulicos.

  O ponto ideal para esses freios elétricos é a tonelagem mais leve. Se você observar as máquinas convencionais no mercado, verá um segmento de equipamentos na faixa de 100 toneladas ou menos; isso é bom para o tipo elétrico e híbrido de impressoras. A 100 toneladas ou mais, um freio de prensa elétrica requer muitos quilowatts para gerar a força necessária para realizar o trabalho. Nesse ponto, qualquer economia de energia que o freio prensa elétrico gera quando comparado a um freio hidráulico é insignificante. Simplificando, você não pode obter energia para nada.

  Então, como você transfere a força da unidade para o freio da prensa? Os três conceitos são a unidade central, a unidade dupla e a unidade distribuída.

A unidade central é mais econômica. É simples. É limitado basicamente ao centro ou à flexão do centro. Você não tem recursos de deslocamento com o sistema de acionamento central.

Figura 3

Se um freio da prensa puder mudar e posicionar a ferramenta com rapidez e precisão, o

 operador podeconcentre-se na flexão de peças e na aceleração de trabalhos ao longo dos processos de recebimento de dados.

  O sistema de acionamento único fornece alguma vantagem com a deflexão da máquina. Se o aríete estiver empurrando para baixo no centro do feixe superior e o feixe inferior estiver apoiado nos quadros laterais, você obterá um padrão de deflexão no centro da dobra.

  Para um sistema de acionamento duplo, que é a tecnologia convencional no mundo de fabricação de metal atual, quando você começa a forçar o rebaixamento, a deflexão no centro da máquina tem que ser compensada. Os fabricantes de freios de prensa abordam essa deflexão de várias maneiras que podem valer a pena para um artigo por si só.

  A unidade distribuída é um híbrido entre o centro e a unidade dupla na qual os cilindros de acionamento são movidos um pouco da lateral da máquina. Isso cria uma compensação de deflexão paralela. Você pode compensar um pouco pela flexão da máquina onde você coloca essas unidades.

  Com o drive distribuído, a carga é distribuída por todo o RAM. Praticamente nenhuma deflexão no aríete é o resultado.

  Coroamento da cama

  Coroamento é como um freio da prensa compensa a deflexão da máquina.

  A maioria das máquinas possui algum tipo de dispositivo de deflexão mecânica nas máquinas. Cunhas e cilindros hidráulicos são usados para compensar à medida que a carga aumenta.

  Em sistemas de circuito fechado, o centro do freio também está sob CNC.

 Configuração de ferramentas

  O tempo de preparação na maioria dos freios é igual ao tempo de troca da ferramenta. Trabalhando sob a premissa de que um programa é feito off-line ou que um trabalho está sendo executado novamente, um compactador deve ter tempo de inatividade somente quando um operador estiver trocando ferramentas para o próximo trabalho.

  O meio mais eficaz em termos de custo para tratar da troca rápida de ferramentas é usar ferramentas projetadas para serem colocadas e removidas do aríete com facilidade. Os tipos mais comuns de ferramentas que se encaixam nessa descrição são ferramentas de botão ou clique.

  Um botão na frente do ferramental evita que a ferramenta caia do aríete. Um cilindro hidráulico não apenas fixa a ferramenta, mas também a assenta; fixação e assentamento da ferramenta são feitos simultaneamente. Uma configuração de ferramenta de alta precisão pode ser feita muito rapidamente.

figura 1

Mesmo um operador novato de freio pode produzir uma parte aceitável na primeira dobra graças aos monitores que exibem a posição da peça e as seqüências de dobra.

  Há um limite de peso nesse clique. Quando um segmento fica acima de 30 libras, a ferramenta precisa ser carregada. Muitos fabricantes compram segmentos menores da ferramenta para ficar abaixo dos 30 lb. limite, então todas as ferramentas podem ter cliques.

 Velocidade de flexão

  A velocidade de flexão é o tópico mais importante atualmente na fabricação de círculos. Um freio de prensa típico, talvez a tecnologia de 5 a 10 anos de idade, pode fazer cerca de 600 curvas por hora se estiver funcionando em velocidades máximas. Um prensa de alta dinâmica, como um freio elétrico, pode fazer até 900 curvas por hora. Isso é uma melhoria significativa.

  É importante observar que a máquina está dobrando apenas um determinado período de tempo, no entanto, digamos 20% do tempo durante um turno.

  Usando um tamanho de lote de 25 como exemplo, você está olhando cinco minutos para a configuração; cinco segundos para escolher e colocar a peça; cinco segundos para dobrar; cinco segundos para reposicionar; cinco segundos para dobrar, até que a peça seja finalmente colocada na pilha. O tempo total de produção pode ser de 20 minutos, mas o tempo de flexão é de apenas seis minutos, o que corresponde a cerca de 30% do tempo total.

  Então, qual é a vantagem da alta velocidade? É com as pequenas partes. Se você tem uma máquina padrão e uma máquina de alta velocidade trabalhando em peças pequenas, a alta velocidade realmente tem uma tremenda vantagem.

  Mas conforme as peças se tornam maiores, pode levar vários minutos para girá-las e dobrá-las. Uma loja de artigos de papelaria pode ter uma máquina que é infinitamente rápida, mas a produtividade é minimizada devido ao tempo extra de manuseio do material.

 Otimização de traços

  A otimização de traços é o próximo ponto de discussão importante na tecnologia de flexão. Um trinco de pressão só pode ser tão rápido antes de perder a precisão e a qualidade de desempenho.

  Em alguns países europeus, a pressão não ultrapassa um determinado limite por razões de segurança. A solução é viver com uma velocidade fixa e encontrar maneiras de otimizar essa velocidade e melhorar o número de curvas por hora.

  Com o foco na otimização do traçado, você verá freios compactadores capazes de até 1.000 curvas por hora sem aumentar a velocidade da máquina.

 Design da Peça

Os sistemas CAD, como o SolidWorks® e o Pro E®, oferecem a qualquer pessoa a capacidade de fazer um furo em qualquer parte de uma peça, mesmo quando não deviam colocar o furo ali. Você pode dizer ao designer da peça que um furo não deve estar tão próximo da linha de dobra, mas o designer acha que, se o software CAD permitir, ele deve ser possível.

  Usando este exemplo de colocar um buraco muito perto de uma linha de dobra, você pode tentar e resolver o blowout potencial com um conjunto rotativo de V-die. Suportes giratórios na matriz permitem que o processo de dobra imite uma operação de dobragem. O resultado é uma dobra limpa porque a chapa metálica é suportada durante todo o processo de dobra. Esses tipos de ferramentas também melhoram muito a precisão porque a peça não pode se mover no molde.

  A outra solução é resolver esse problema com o software (veja a Figura 2). O software pode identificar onde os blowouts serão, e esperamos que o projetista de peças possa mover o furo para evitar a ruptura.

  Claro, nada supera a experiência. Se o projetista de peças tiver experiência de dobragem, ele sabe que um corte de alívio pode ser introduzido na linha de dobra. Esta fenda elimina a deformação antes que a peça atinja o chão de fábrica.

  Troca Automática de Ferramentas

  A troca automática de ferramentas está sendo encontrada em mais freios de prensa hoje (veja a Figura 3), e essa tecnologia está causando o maior impacto nas operações de chão de fábrica.

  A vantagem é que a troca de ferramentas está acontecendo enquanto o operador está realizando outras tarefas. Normalmente, o operador precisa obter alguns espaços em branco, efetuar o login e o logout de uma ordem de trabalho, cuidar da papelada, configurar caixas ao redor do freio e configurar os braços de suporte. Enquanto o operador está fazendo isso, as mudanças de ferramentas estão sendo feitas para ele.

  A coisa mais difícil sobre a execução de um freio de imprensa é a configuração. Uma vez que a máquina esteja configurada, qualquer um pode executar a máquina. Os novos controladores mostram aos operadores inexperientes como lidar com a peça. Algumas máquinas hoje em dia até projetam uma imagem de vídeo na memória RAM na frente do rosto do operador, por isso não há necessidade de olhar para o monitor lateral.

  Os prensadores que possuem a opção de troca automática de ferramentas são fornecidos com diferentes estilos de magazine para o trocador de ferramentas. Alguns estão localizados na parte traseira atrás do backgauge. Alguns estão localizados ao lado do freio de imprensa. Alguns estão localizados atrás da janela de flexão, mas ao longo do lado do quadro. Esses arranjos criam pegadas de tamanhos diferentes para as máquinas.

  Correção Automática de Ângulo

  Correção automática de ângulo corrige o retorno que ocorre em certos materiais difíceis de dobrar. O valor desse tipo de sistema é que você não perde tempo tentando alcançar o ângulo desejado. Não há necessidade de ciclos repetidos de flexão e liberação durante a caça a esse ângulo.

  Em prensas com este tipo de correção de ângulo, o aríete empurra a chapa metálica para o molde para alcançar o ângulo na posição carregada. Quer o punção seja longo ou curto, a matriz V é grande ou pequena, o material é grosso ou fino, o ângulo carregado é mantido. Quando o aríete se solta e recua, a folha metálica volta a um estado de repouso, com o efeito mola provavelmente afetando uma mudança no ângulo em relação ao alcançado sob carga. Lasers ou sensores medem o ângulo atual, e o software de controle determina exatamente que tipo de restrike é necessário para alcançar o ângulo desejado. Normalmente, após o restrike, a peça atende às especificações do cliente.

Interface homem-máquina

  Os controles modernos permitiram que os fabricantes norte-americanos pudessem competir com mão-de-obra barata em outros países. Uma fabshop não precisa de um operador de freios de mão de US $ 50 por hora para produzir peças complexas, o que é bom porque o fabricante não pode mais vender essas peças por US $ 20. Hoje essas partes custam US $ 2 cada. Os controles modernos fazem com que um operador com experiência limitada possa seguir a seqüência de dobra no monitor e produzir uma peça com várias dobras em um período de tempo considerável.

  Esses controles também simplificam a programação de um trabalho. Mesmo que faça mais sentido colocar esses programas juntos offline, longe da máquina, muitas lojas ainda programam na prensa. Então, quão simples é isso? O operador conecta os parâmetros do trabalho e, em seguida, arrasta o dedo pela tela para criar uma forma de perfil. O software de controle usa esse formato de perfil e produz uma seqüência de dobra para criá-lo. A única coisa que resta a fazer é atribuir um número de peça ao trabalho. Ninguém está calculando a velocidade de dobra, a permissão de dobra ou a altura correta do backgauge. Quando o programa é gerado, o operador apenas segue as instruções (veja a Figura 4).

  Houve um tempo em que as pessoas precisavam saber muito mais sobre o processo de dobragem e as propriedades do metal se quisessem ser operadores de freio de prensa bem-sucedidos. Agora, muito desse conhecimento está contido no software de controle.

  Os operadores só precisam estar envolvidos na conclusão de trabalhos de maneira eficiente e oportuna. Essa abordagem obtém peças para o cliente por prazos e resulta em relacionamentos positivos com o cliente.

  Modern imprensa freios evoluíram para acompanhar a necessidade de rápido retorno de peças. Eles estão criando vantagens competitivas para os fabricantes de metal que os prensadores mais antigos simplesmente não conseguem igualar.