Sicherheit beim Biegen von Teilen auf einer Abkantpresse
Moderne Abkantbremsentechnologie erhöht Produktivität und Sicherheit
Bystronic Elektrische Abkantpresse
Abbildung 1
Im Vergleich zu einer herkömmlichen hydraulischen Abkantpresse können Teile auf einer elektrischen Abkantpresse bis zu zweimal schneller verarbeitet werden.
In der Vergangenheit waren die meisten Entwicklungen in der Abkantpressentechnologie auf die Rüstzeiten ausgerichtet. Veränderte Marktanforderungen zwangen die Hersteller, nach kostengünstigeren Wegen zu suchen, um kleinere Losgrößen zu bewältigen. In den 1990er Jahren waren die OEMs und ihre Zulieferer nicht mehr daran interessiert, große Lagerbestände durch Konjunkturabschwünge zu tragen, und stellten daher mehr Just-in-Time-Anforderungen an die Hersteller.
Heute sieht die Industrie eine zunehmende Verbreitung der Hochgeschwindigkeits-Faserlaserschneidtechnologie, die auch die Blechindustrie erheblich beeinflusst. Faserlaser sind in der Lage, mehr als das Doppelte der Bauteile zu produzieren, die der klassische Industriestandard-CO 2 -Laser bei gleicher Schneidzeit ist. Aufgrund dieser dramatischen Veränderung der Schneidefähigkeiten mussten sich auch andere Fertigungsprozesse im Zusammenhang mit Blechen anpassen.
Für viele Hersteller ist der nächste Arbeitsschritt nach dem Schneiden das Biegen dieser Teile an einer Abkantpresse. Die Erhöhung der Kolbengeschwindigkeit ist jedoch nicht die ultimative Lösung, um mit den steigenden Kundenanforderungen und schnelleren Laserschneidmaschinen Schritt zu halten. Ziel ist es, die Gesamtproduktivität zu erhöhen, ohne die Sicherheit des Bedieners zu beeinträchtigen. Hier hilft die Technologie.
Die Entstehung der elektrischen Abkantpresse
Offensichtlich hat die Verbesserung des Pressenantriebs viel mit der Produktivität zu tun. Die neueste Technologie für das schnellere Biegen von Teilen ist der sogenannte elektrische Pressenantrieb (siehe Abbildung 1 ). Ein elektrischer Pressenantrieb oder eine elektrische Pressenbremse bezieht sich auf einen direkt wirkenden Pressenantrieb, bei dem die Umdrehungen des Motors direkt mit der Bewegung des Stempels zusammenhängen. Dies wird normalerweise durch eine massive mechanische Untersetzung erreicht. Mit dieser Direktantriebstechnologie sind die erreichbaren Stößelgeschwindigkeiten höher. Ein großer Teil der Produktivitätssteigerungen beruht auf der Fähigkeit des Widders, schnell zu beschleunigen; Bei diesem Szenario wird der Stempel natürlich auch schnell abgebremst, um den Bediener sicher zu halten.
Elektrische Abkantpressen sind etwa doppelt so produktiv wie eine herkömmliche hydraulische Abkantpresse. Dies steht im Einklang mit den Produktionssteigerungen, die mit der Faserlaserschneidtechnologie verbunden sind.
Hybride hydraulische Abkantpressen werden häufig in die gleiche Kategorie wie elektrische Abkantpressen gestellt, da sie wie ein direkt wirkender Pressenantrieb funktionieren. Diese Hybrid-Abkantpressen-Technologie nutzt das Verhältnis von Pumpenverdrängung und Zylinderdurchmesser, um einen mechanischen Vorteil zu erzielen, genau wie bei einer herkömmlichen hydraulischen Abkantpresse. Die Ähnlichkeit endet jedoch dort. Der Pressenantriebsmotor der Hybridtechnologie ist ein Servomotor, und die Pumpe leitet Öl direkt in die Zylinder. Wenn sich die Pumpe dreht, bewegt sich der Stößel, wodurch die typischen Reaktionszeitverzögerungen entfallen, die mit Durchflussregelventilen in hydraulischen Abkantpressen verbunden sind.
Eine Vision der Sicherheit
Lichtvorhänge werden seit Jahrzehnten zum Schutz des Bedieners verwendet. Sie bilden eine virtuelle Barriere vor der Maschine. Wenn der Bediener versehentlich einen Teil seines Körpers in den überwachten Bereich bringt, wird der Stößel deaktiviert. Da die meisten dieser Barrieren auf einem einzigen Punkt der physischen Lichtunterbrechung basieren, können sie nicht zwischen dem teilweise geformten Rohling und irgendeinem Teil des Bedieners unterscheiden. Aus diesem Grund schaltet der Abkantpresse die Sperrzone oft manuell ab oder schaltet das gesamte Schutzsystem vollständig ab.
Aufgrund dieser falschen Sicherheit mit Lichtvorhängen wurden Laser- und Sichtschutzsysteme eingeführt (siehe Abbildung 2 ). Diese Systeme sind "intelligenter" als herkömmliche Lichtvorhänge. Sie können beispielsweise den Unterschied zwischen einem gebogenen Flansch an einer vierseitigen Box und der Hand des Bedieners unter dem Stempel erkennen. Systeme vom Vision-Typ ermöglichen auch das ununterbrochene Biegen von kürzeren vorderen Flanschen. Die Lasersysteme wirken wie ein Endschalter: Brechen Sie den Strahl und stoppen Sie die Ramme.
Ein wichtiger Vorteil von Sichtsystemen besteht darin, dass der Stempel länger in der hohen Anfahrgeschwindigkeit bleiben kann, bevor er auf die niedrigere Biegegeschwindigkeit umschaltet. Allein diese Funktion reduziert die Stempelzykluszeit im Vergleich zu herkömmlichen hydraulischen Abkantpressen um weitere 20 Prozent.
Bei manchen Sichtsystemen wird die Sicherheitszone vor dem Stempel sogar automatisch entsprechend der Rammgeschwindigkeit angepasst. Jeder Hub wird dann noch weiter optimiert. Deutschland Pilz CNC Pressbrake Laserschutzsystem
Figur 2
Vision-Systeme sind "intelligenter" als herkömmliche Lichtvorhänge.
Die visionsbasierten Systeme reagieren nicht nur schneller als herkömmliche Lichtschutzvorrichtungen, sondern haben auch mehr Funktionen, weil sie mehr Informationen „sehen“. Zum Beispiel können Bildsysteme verwendet werden, um die Stempelhöhe und den Stempelwinkel zu überprüfen. Wenn das Vision-Sicherheitssystem kein Werkzeug erkennt, stoppt die Maschine. Dadurch wird die Möglichkeit, dass nicht ordnungsgemäß installierte Werkzeuge zerstört werden, stark reduziert.
Erweiterte Steuerelemente unterstützen das Biegen
Die Technologie wird auch eingesetzt, um gleichzeitig die mit diesen Hochleistungsmaschinen verbundenen Risiken anzugehen. Die spektakulärste Verbesserung ist die Abweichung von der sogenannten numerischen Steuerung (NC) zur grafischen Steuerung.
Klassische NC-Abkantpressen informieren den Bediener in Zahlen über den Prozessablauf. Abkantpressen haben sich inzwischen zu Mehrachsenmaschinen entwickelt. Es ist nicht ungewöhnlich, dass vier bis sechs Achsen einer automatisierten Steuerung alleine auf einem Hinteranschlag stehen. Die Vielzahl der Zahlen, die dem Bediener jetzt angezeigt werden, ist überwältigend und manchmal unleserlich, vor allem, wenn in nicht einheimischen Einheiten gearbeitet wird, beispielsweise in Millimetern für US-Betreiber.
Die fortschrittlichsten grafischen Steuerelemente versorgen den Bediener jetzt mit detaillierten Waagenmodellen. Der Bediener sieht eine Vorschau des Vorgangs (siehe Abbildung 3 ). Was er sieht, ist das, was er erhält, wenn er auf das Pedal tritt. Dadurch wird der Bediener des Hinteranschlags gewarnt, der möglicherweise das Blatt in ihn hineinschiebt.
Ein Beispiel dafür, wie diese Art von Grafiksteuerung einen Unterschied ausmachen kann, ist, wenn das Teil während des Biegens mit der Abkantpresse kollidiert (siehe Abbildung 4 ). Es ist äußerst wichtig, dass der Bediener der Abkantpresse weiß, wann und wo diese Kollisionen oder sekundären Klemmstellen auftreten können.
Die Umgebung der Abkantpresse enthält normalerweise Stapel von flachen Zuschnitten, Körbe aus Formteilen, Arbeitstischen, Werkzeugkästen und vorderen Blechstützen, die mit der Abkantpresse verbunden sind. Alle diese Elemente sind potenzielle Gefahren, wenn Teile schneller geformt werden. Die Technologie kann verwendet werden, um die Größe und Form der Gefahrenzone für jedes Teil zu ermitteln. Wenn sich beispielsweise Flansche in der Mitte des Teils befinden, bildet sich der vordere Flansch nach unten (siehe Abbildung 5 ). Selbst einige der erfahrensten Bediener erwarten nicht, wann sich das Teil während des Biegens nach unten bewegt.
Diese technologischen Fortschritte sind nicht nur auf elektrische Abkantpressen beschränkt. Elektrische Abkantpressen haben ihren Lieblingsplatz, irgendwo im Bereich von 90 Tonnen und weniger. Dies liegt daran, dass das Antriebssystem der elektrischen Presse exponentiell komplizierter wird, wenn höhere Lasten über längere Balkenlängen verteilt werden. Herkömmliche hydraulische Pressenantriebe können andererseits einfach einen mechanischen Vorteil erzielen, indem sie einfach den Zylinderdurchmesser erhöhen. Durch den Einsatz moderner Technologie können diese konventionellen hydraulischen Maschinen auch hier die Produktivität elektrischer Abkantpressen erreichen. Durch einen verbesserten Hydraulikfluss können die Stempeldrehzahlen im Vergleich zu herkömmlichen Hydraulikaufstellungen um etwa 40 Prozent erhöht werden.
Elektrische Abkantpressen sind auch mit reduzierten Energiekosten verbunden. Dies kann jedoch auch bei herkömmlichen hydraulischen Abkantpressen durch fortschrittliche Technologie zutreffen. Emulatoren mit variabler Frequenz sind der Stromversorgung des Hauptmotors vorgeschaltet. Anstatt die Pumpen- / Motorgruppe mit einem konstanten Wechselstrom von 60 Zyklen pro Sekunde zu betreiben, ändert der Emulator mit variabler Frequenz allmählich die Motordrehzahl, indem er die Frequenz des Wechselstroms allmählich erhöht oder verringert. Dieser Prozess erzeugt ein dynamisches System, da die Geschwindigkeit durch die Zyklen pro Minute des Wechselstroms und nicht durch die Spannung gesteuert wird. Der Energieverbrauch wird um 30 Prozent gesenkt.
Zusätzliche Unterstützung
Höhere Produktivitäten bei größeren Maschinen verursachen andere Sicherheitsprobleme. Größere Teile, die schneller verarbeitet werden, bedeuten, dass sich die Bediener auch schneller abnutzen. Einige fortschrittliche Produktionshallen drehen jetzt ihre Bediener von der Abkantpresse, um ihnen eine Pause von all dem schweren Heben zu ermöglichen. Technologie kann hier helfen.
Für das schwere Heben können dynamische Blattstützen hinzugefügt werden (siehe Abbildung 6 ). Der Bediener legt die Platte einfach gegen die Anschläge des Hinteranschlags und drückt das Pedal. Das Anheben wird automatisch mit der Stößelbewegung synchronisiert. Aufgrund der Dreh- und Ziehbewegungen des Materials während des Biegens sind drei weitere Bewegungsachsen erforderlich, um eine harmonisierte Bewegung zwischen Platte und Lifter zu gewährleisten.
Figur 3
Ein falsch platzierter Rohling wird beim Starten des Zyklus von der Vorderseite der Abkantpresse ausgeworfen.
Dynamische Bogenstützen verbessern auch die Qualität, indem sie die Möglichkeit einer Rückbiegung vermeiden, wenn der Bediener das Teil während des gesamten Stempelzyklus nicht korrekt unterstützt.
Die Technologie verändert auch die Form der Werkzeuge. Die meisten modernen Abkantpressen sind mit einem Werkzeugspannsystem ausgestattet. Diese Systeme wirken sich in erster Linie auf die Rüstzeit aus, indem sie nicht nur den Zeitaufwand beim Anziehen der Schrauben reduzieren, sondern auch, dass die Werkzeuge automatisch in der Ausgangsposition sitzen, wodurch die Möglichkeit von nicht ordnungsgemäß installierten Werkzeugen ausgeschlossen wird.
Die meisten Hersteller präzisionsgeschliffener Werkzeuge verwenden eine Art Sicherheitsverschluss, um den Bediener vor herabfallenden Werkzeugen zu schützen. Ein schwalbenschwanzartiger Verschluss in voller Länge ist eine Neuheit, die auf dem nordamerikanischen Markt eingeführt wurde (siehe Abbildung 7 ). Dieses System schützt den Stempel nicht nur vor dem Herunterfallen, wenn die Klemme bei angehobenem Stößel geöffnet wird, sondern ermöglicht auch den vertikalen Einbau von vorne und das Entfernen von Stempelgrößen und -gewichten.
Ein weiteres bemerkenswertes Sicherheits- und Produktivitätsmerkmal besteht darin, dass der seitliche horizontale Einbau und Ausbau aufgrund der Schwalbenschwanzführung über die gesamte Länge verbessert wird.
Insgesamt haben die jüngsten technologischen Fortschritte es den Verarbeitern von Verarbeitern erleichtert, mit den schnelleren Schneidsystemen von heute Schritt zu halten und gleichzeitig die Sicherheit des Bedieners erheblich zu verbessern.
Vorderbiegung der Bleche
