Comprendre les presses plieuses modernes

Les machines de pliage actuelles peuvent raccourcir le processus de pliage comme des pièces de fer

  Cet aperçu fournit une brève discussion sur les entraînements de la presse, les systèmes de couronnement et la configuration de l'outillage que l'on trouve sur les presses plieuses d'aujourd'hui.

Figure 1

Les presses plieuses modernes fournissent aux opérateurs l'assistance nécessaire pour maximiser le temps

 dépenséplier, ne pas mettre en place la presse plieuse ou créer méthodiquement le programme

Cela vous semble familier? Un opérateur travaille avec une presse plieuse mécanique, qui a un bélier qui doit terminer son cycle complet et une vitesse de cycle de course qui ne peut pas être ajustée, mais avant de pouvoir commencer, il doit déterminer la tolérance de courbure appropriée et k facteur pour le travail.

  Si cela vous semble familier, vous utilisez les freins de presse depuis un bon bout de temps ou vous connaissez bien le comportement de la flexion dans les ateliers de fabrication. Vous savez probablement aussi que la flexion n’est pas faite de cette façon pour la plupart aujourd’hui.

  Les presses plieuses modernes sont beaucoup plus sûres et ne nécessitent pas autant d’intervention manuelle que leurs prédécesseurs. Ce sont des machines sophistiquées conçues pour rester en phase avec l’environnement de fabrication rapide d’aujourd’hui (voir Figure 1). Jetons un coup d’œil aux différents éléments qui séparent l’équipement moderne d’aujourd’hui des pièces de fer les plus anciennes d’hier.

  Le lecteur de presse

  Les presses plieuses hydrauliques ne sont pas nécessairement nouvelles, ce qui explique pourquoi elles réalisent la plupart des opérations de formage dans les ateliers de fabrication.

  Leur fonctionnement est très simple à comprendre. Ces presses utilisent des cylindres hydrauliques synchronisés sur les bâtis en C qui déplacent le vérin. Un contrôle de flux alimente les cylindres en huile afin de déplacer les pistons, qui contrôlent le mouvement du vérin. C’est un moyen peu coûteux de générer beaucoup de force.

  Autrefois, un fin de course était utilisé pour contrôler le frein. Maintenant, les commandes numériques sont utilisées. Outre les vannes de régulation de débit de haute précision, les presses plieuses hydrauliques d’aujourd’hui offrent une grande maîtrise et une puissance rentable.

  La plupart de ces vannes hydrauliques sont montées directement sur les cylindres hydrauliques. Il y a plusieurs années, les fabricants ont dû faire face à des ruptures de tuyaux et à des béliers. Les fabricants de presses plieuses ont résolu le problème en éliminant ou en minimisant la tuyauterie. Les presses plieuses hydrauliques d’aujourd’hui ne doivent pas être confondues avec celles d’il ya plusieurs années.

  Les freins hybrides sont maintenant plus largement disponibles que jamais auparavant. Avec un entraînement hydraulique, lorsque vous tournez la pompe dans un sens, vous pompez le vérin vers le bas. Lorsque vous tournez la pompe dans l'autre sens, vous pompez le bélier. Le concept hybride simule en quelque sorte une vis et un écrou. C’est une pompe bidirectionnelle et un servomoteur contrôle le mouvement de va-et-vient de la pompe. Vous n’avez pas de moteur triphasé qui bourdonne toute la journée, pompant de temps en temps le vérin. Maintenant, le moteur pompe la rampe uniquement lorsque la CNC demande la force.

  Quels sont les avantages? Vous obtenez un temps de réponse rapide, une tuyauterie minimale, de bonnes vitesses (2 à 500 pouces par minute [IPM]) et une efficacité élevée en termes de performances. Cependant, un frein hybride n’est pas un système bon marché.

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S'il est utilisé correctement, le logiciel de pliage aidera le concepteur de la pièce à éviter

les zones à problèmes, telles que le placement de trous trop près des lignes de pliage.

  Les presses plieuses électriques ont fait sensation dans le marché ces dernières années. De nombreux fabricants associent «électrique» aux presses plieuses à entraînement direct. Dans ces dispositifs électriques, un système de vis à billes, qui repose sur des billes de recirculation pour atténuer les frictions au lieu de lubrifiants, chasse les vérins.

La technologie des vis à rouleaux est apparue comme une nouvelle technologie permettant d’augmenter la capacité de charge de ces freins électriques. Ces types de vis ont plusieurs rouleaux hélicoïdaux filetés qui se trouvent autour d'un arbre fileté. Cette configuration convertit le mouvement rotatif d’un moteur en un mouvement linéaire pour déplacer un vérin de presse-plieuse. Ces vis à rouleaux ont tendance à ajouter plus de surface portante dans l'entraînement de la presse.

  Quels sont certains des avantages? Ce n’est pas nécessairement la vitesse, mais le facteur d’accélération. En règle générale, les freins de presse ne peuvent accélérer qu’à un certain taux. Avec un frein électrique, vous pouvez augmenter considérablement ce facteur d'accélération sans attirer de bulles d'air dans l'huile, etc.

  Certains fabricants utilisent un double entraînement sur le frein électrique; un lecteur est pour approche rapide et l'autre lecteur est pour la flexion. Cela vous permet d’ajuster vos vis à billes et vos vis à rouleaux pour différentes applications.

  Il convient de mentionner qu’il existe un autre moyen de convertir une petite force en une grande force. Appelons cela le lecteur bloqueur. Les freins avec des ceintures en sont un exemple. On peut aussi l'appeler entraînement électrique à simple effet.

  Avec ce type d'entraînement, le vérin se déplace dans une direction, ce qui présente certains avantages. Comme il s’agit d’un système monodirectionnel, il peut s’avérer moins compliqué et moins coûteux. Et vous minimisez le temps de passage au bas de la course car vous venez de relâcher les servomoteurs et le vérin se renverse.

  Un grand nombre de ces entraînements par courroie ou par palan distribuent également la charge de flexion sur tout le vérin. Chaque passage d’une courroie sur une poulie équivaut à une réduction de 10 fois du rapport de transmission. Cela peut créer de gros avantages en termes de performances pour les freins électriques par rapport aux freins hydrauliques.

  Les tonnages les plus légers sont l’endroit idéal pour ces freins électriques. Si vous regardez les machines conventionnelles sur le marché, vous verrez un segment d’équipements de l’ordre de 100 tonnes ou moins; c’est bon pour les presses électriques et hybrides. À partir de 100 tonnes, une presse-plieuse électrique nécessite beaucoup de kilowatts pour générer la force nécessaire au travail. À ce stade, les économies d'énergie générées par la presse-plieuse électrique par rapport à un frein hydraulique sont négligeables. Autrement dit, vous ne pouvez pas obtenir d’énergie pour rien.

  Alors, comment transférez-vous la force de l’entraînement à la presse plieuse? Les trois concepts sont le lecteur central, le lecteur double et le lecteur distribué.

  Le lecteur central est plus rentable. C'est simple. C’est limité à la flexion essentiellement centrale ou proche du centre. Avec le système d’entraînement central, vous n’avez pas les capacités de décalage.

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Si une presse plieuse peut changer et positionner l'outillage rapidement et avec précision, le

 opérateur peutconcentrez-vous sur le pliage des pièces et l'accélération des travaux le long des processus en aval.

  Le système à un seul entraînement offre certains avantages en matière de déviation de la machine. Si le bélier est abaissé au centre de la poutre supérieure et que la poutre inférieure repose sur les cadres latéraux, vous obtenez un motif de déviation au centre de la courbe.

Pour un système à double entraînement, qui est une technologie conventionnelle dans le monde de la fabrication des métaux d’aujourd’hui, lorsque vous commencez à forcer le vérin vers le bas, la déviation au centre de la machine doit être compensée. Les fabricants de presses plieuses traitent cette déviation de nombreuses manières qui pourraient valoir un article en soi.

  L'entraînement distribué est un hybride entre le centre et l'entraînement double dans lequel les cylindres d'entraînement sont déplacés légèrement depuis le côté de la machine. Cela crée une compensation de déviation parallèle. Vous pouvez compenser un peu le flex de la machine en plaçant ces lecteurs.

  Avec le lecteur distribué, la charge est répartie sur l'ensemble du ram. Le résultat est pratiquement nul.

  Lit couronnement

  Le couronnement est la façon dont une presse plieuse compense la déformation de la machine.

  La plupart des machines ont une sorte de dispositif de déviation mécanique sur les machines. Les cales et les cylindres hydrauliques sont utilisés pour compenser l'augmentation de la charge.

  Dans les systèmes en boucle fermée, le centre du frein est également sous CNC.

Configuration de l'outil

  Le temps de réglage sur la plupart des presses plieuses est égal au temps de changement d'outil. En partant du principe qu'un programme est exécuté hors ligne ou qu'un travail est en cours de relance, une presse-plieuse ne devrait avoir un temps d'immobilisation que lorsqu'un opérateur change d'outil pour le travail suivant.

  Le moyen le plus rentable de procéder au changement d'outil rapide consiste à utiliser un outil conçu pour être placé et retiré facilement du pilon. Les types d'outils les plus courants qui correspondent à cette description sont les outils à l'aide de boutons ou de clics.

  Un bouton poussoir à l'avant de l'outillage empêche l'outil de tomber du bélier. Un vérin hydraulique non seulement serre l'outil, mais le maintient en place; le serrage et la mise en place de l'outil sont effectués simultanément. Une configuration d'outil de haute précision peut être réalisée très rapidement.

Figure 1

Même un opérateur novateur de presse plieuse peut produire une pièce acceptable dès le premier virage grâce à des écrans affichant la séquence et la séquence

  Il y a une limite de poids sur ce clic. Lorsqu'un segment dépasse 30 lb, l'outil doit être chargé en bout. De nombreux fabricants achètent des segments plus petits de l'outil pour rester sous les 30 lb. limite, de sorte que tous les outils peuvent avoir les clics.

Vitesse de flexion

  La vitesse de flexion est le sujet brûlant aujourd'hui dans la fabrication de cercles. Une presse plieuse typique, peut-être une technologie vieille de 5 à 10 ans, peut effectuer environ 600 coudes par heure si elle tourne à vitesse maximale. Une presse plieuse hautement dynamique, telle qu'un frein électrique, peut effectuer jusqu'à 900 coudes par heure. C’est une amélioration significative.

  Il est important de noter que la machine ne se penche que pendant un certain laps de temps, disons 20% du temps lors d’un quart de travail.

  En prenant comme exemple une taille de lot de 25, vous prévoyez cinq minutes pour la configuration; cinq secondes pour choisir et placer la pièce; cinq secondes pour se plier; cinq secondes pour se repositionner; cinq secondes pour se plier, jusqu'à ce que la pièce soit finalement mise dans la pile. Le temps total de production peut être de 20 minutes, mais le temps de pliage n’est que de six minutes, ce qui correspond à environ 30% du temps total.

Alors, quel est l'avantage de la haute vitesse? C’est avec les petites pièces. Si vous avez une machine standard et une machine à grande vitesse travaillant sur de petites pièces, la vitesse élevée présente un avantage considérable.

  Mais à mesure que les pièces grossissent, cela peut prendre plusieurs minutes pour se retourner et les plier. Un atelier de fabrication peut avoir une machine infiniment rapide, mais le temps de traitement est réduit au minimum en raison du temps de manutention supplémentaire.

Optimisation de l'AVC

  L’optimisation de l’accident vasculaire cérébral est le prochain sujet de discussion important dans la technologie de pliage. Une presse plieuse ne peut aller aussi vite avant de perdre en précision et en qualité.

  Dans certains pays européens, la presse plieuse ne peut pas dépasser un certain seuil pour des raisons de sécurité. La solution consiste à vivre à une vitesse fixe et à trouver des moyens d'optimiser cette vitesse et d'améliorer le nombre de coudes par heure.

  En mettant l’accent sur l’optimisation de la course, vous verrez des presses-plieuses pouvant effectuer jusqu’à 1 000 coudes par heure sans augmenter la vitesse de la machine.

Conception de la pièce

  Les systèmes de CAO, tels que SolidWorks® et Pro E®, permettent à toute personne de tracer un trou n’importe où sur une pièce, même s’ils ne devraient pas y placer le trou. Vous pouvez dire au concepteur de la pièce qu’un trou ne devrait pas être aussi proche de la ligne de pliage, mais le concepteur pense que si le logiciel de CAO le permet, il devrait être possible.

  En utilisant cet exemple de placement d'un trou trop près d'une ligne de pliage, vous pouvez essayer de résoudre l'éventuelle éruption avec un jeu de matrices en V en rotation. Les supports rotatifs dans la matrice permettent au processus de pliage de reproduire une opération de pliage. Le résultat est un pli net, car la tôle est supportée tout au long du processus de pliage. Ces types d'outils améliorent également considérablement la précision, car la pièce n'est pas autorisée à se déplacer dans la matrice.

  L'autre solution consiste à résoudre ce problème avec un logiciel (voir Figure 2). Le logiciel peut identifier où les éruptions vont se produire et, espérons-le, le concepteur de la pièce peut déplacer le trou pour éviter l'éruption.

  Bien sûr, rien ne l'emporte sur l'expérience. Si le concepteur de la pièce a de l'expérience dans le pliage, il sait qu'une coupe en relief peut être introduite dans la ligne de pliage. Cette fente élimine la déformation avant que la pièce ne touche l'atelier.

  Changement automatique d'outil

  Le changement automatique d'outils se retrouve aujourd'hui sur un plus grand nombre de presses plieuses (voir Figure 3), et cette technologie a le plus grand impact sur les opérations en atelier.

  L'avantage est que l'outil est en train de changer pendant que l'opérateur exécute d'autres tâches. Normalement, l’opérateur doit obtenir des blancs, se connecter et se déconnecter d’un ordre de travail, s’occuper de la paperasse, installer des bacs autour du frein et des bras de support. Pendant que l'opérateur le fait, les changements d'outils sont effectués pour lui.

  La chose la plus difficile à propos de l'utilisation d'une presse plieuse est la configuration. Une fois la machine configurée, n'importe qui peut l'utiliser. Les nouveaux contrôleurs montrent aux opérateurs inexpérimentés comment manipuler la pièce. De nos jours, certaines machines projettent même une image vidéo sur le bélier juste devant le visage de l’opérateur. Il n’est donc pas nécessaire de regarder vers le moniteur latéral.

  Les presses plieuses dotées de l'option de changement automatique d'outil sont proposées avec différents styles de magasin pour le changeur d'outil. Certains sont situés à l'arrière derrière la backgauge. Certains sont situés sur le côté de la presse plieuse. Certains sont situés derrière la fenêtre de pliage, mais le long du côté du cadre. Ces arrangements créent des empreintes de tailles différentes pour les machines.

  Correction automatique d'angle

La correction automatique de l'angle corrige le retour élastique qui se produit dans certains matériaux difficiles à plier. La valeur de ce type de système est que vous ne perdez pas de temps à essayer d’atteindre l’angle désiré. Il n'est pas nécessaire de répéter les cycles de flexion et de relâchement lors de la recherche de cet angle.

  Dans les presses plieuses avec ce type de correction d'angle, le vérin entraîne la tôle dans la matrice pour obtenir l'angle dans la position chargée. Que le poinçon soit long ou court, la matrice en V est grande ou petite, le matériau est épais ou mince, l’angle chargé est maintenu. Lorsque le vérin se libère et se retire, la tôle retourne à l'état de repos, le retour élastique affectant probablement un changement d'angle par rapport à celui obtenu sous charge. Les lasers ou les capteurs mesurent l'angle actuel et le logiciel de contrôle détermine le type de réapplication nécessaire pour obtenir l'angle souhaité. Généralement, après la nouvelle frappe, la pièce répond aux spécifications du client.

  Interface Homme-machine

  Les contrôles modernes ont permis aux fabricants nord-américains de rivaliser avec la main-d'œuvre bon marché d'autres pays. Un atelier de fabrication n’a pas besoin d’un opérateur de presse plieuse à 50 $ l’heure pour produire des pièces complexes, ce qui est bien, car le fabricant ne peut plus vendre ces pièces pour 20 $ plus longtemps. Aujourd'hui, ces pièces coûtent 2 $ chacune. Les commandes modernes permettent à un opérateur peu expérimenté de suivre la séquence de pliage sur le moniteur et de produire une pièce comportant plusieurs plis dans un laps de temps respectable.

  Ces commandes facilitent également la programmation d'un travail. Même s'il est plus logique de mettre ces programmes ensemble hors ligne, loin de la machine, de nombreux magasins programment toujours au frein à pression. Alors, comment est-ce simple? L'opérateur connecte les paramètres du travail puis fait glisser son doigt sur l'écran pour créer une forme de profil. Le logiciel de contrôle prend cette forme de profil et produit une séquence de pliage pour le créer. Il ne reste plus qu'à attribuer un numéro de pièce au travail. Personne ne calcule la vitesse de pliage, la tolérance de pliage ou la hauteur correcte de l’arrière. Lorsque le programme est généré, l’opérateur ne fait que suivre les instructions (voir Figure 4).

  Il fut un temps où les gens devaient en savoir beaucoup plus sur le processus de pliage et les propriétés du métal s'ils souhaitaient être des opérateurs performants de presses plieuses. Une grande partie de cette connaissance est maintenant contenue dans le logiciel de contrôle.

  Les opérateurs doivent simplement être engagés dans l'achèvement des travaux de manière efficace et rapide. Cette approche permet au client de respecter certaines échéances et d’avoir des relations positives avec ses clients.

  Les presses plieuses modernes ont évolué pour répondre au besoin de rotation rapide des pièces. Ils confèrent aux fabricants de produits en métal des avantages concurrentiels que les anciennes presses plieuses ne peuvent tout simplement pas égaler.