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Was ist beim Biegen auf einer modernen Biegemaschine zu beachten?

Wer vor 20 Jahren in die Biegemaschinenabteilung eines Herstellers eintrat, sah ein ganz anderes Bild. Eine Maschine produziert in einer Schicht eine Vielzahl neuer, minderwertiger Jobs, aber das Einrichten dauert die meiste Zeit, und tatsächlich bleibt nur sehr wenig Zeit, um gute Teile zu biegen.

Auch der Maschinenaufbau selbst war vor 20 Jahren anders. In vielen Werkstätten werden im Biegeprozess mehrere Stempel und Matrizensätze so konfiguriert, dass der Bediener (idealerweise) ein komplexes Teil in einer Aufspannung fertigstellen kann, was noch selten vorkommt. Eine solche Einstellung braucht Zeit, was größere Chargen erfordert. Auch das Einrichtpersonal muss den Ablauf visualisieren können. In der Regel ist es sinnvoll, den Umformvorgang in mehrere einfachere Einstellungen zu unterteilen.

Biegen ist keine Seltenheit, aber nicht so verbreitet wie heute, vor allem dank Software. Die Offline-Biegeprogrammierung und -Simulation haben diese Entwicklung angeführt, aber Software ist nicht das einzige Problem. Wenn es mit anderen Teilen richtig zusammenarbeitet (gute Kommunikation, Werkzeuge, Materialien, adaptives Biegen und Werkzeugwechselautomatisierung), führt dies dazu, dass der Biegevorgang fast die ganze Zeit in Anspruch nimmt, um ein gutes Teil zu formen und letztendlich Geld zu verdienen.

Was ist beim Biegen auf einer modernen Biegemaschine zu beachten?

Scheint einfach

Wer sich mit Biegemaschinen nicht auskennt, schaut vielleicht auf die Biegevorrichtung und fragt sich, was sie so kompliziert macht. Aber selbst wenn es sich um einen relativ einfachen Zwei-Stationen-Aufbau mit zwei nebeneinander liegenden Werkzeugen handelt, ist selbst das Biegen einer gewöhnlichen Schachtel komplizierter, als es aussieht.

Für jedes Matrizenwerkzeug muss der Bediener die Höhe des Innenkastens oder die Höhe des Flansches berücksichtigen und sicherstellen, dass die Höhe des Stempels, die Breite des Eindringkörpers und das Tageslicht (der Raum zwischen Stempel und Formoberfläche) geöffnet) untergebracht werden. Wenn Sie jedoch die zweite Station einführen (was beim Formen von Boxen mit unterschiedlichen Längen und Breiten erforderlich ist), müssen Sie die Länge des ungeformten Flansches berücksichtigen, um sicherzustellen, dass er nicht mit der benachbarten Arbeitsstation interagiert. Bit-Kollision.

Der erfahrenste Biegeoperator kann dieses Problem im Kopf lösen. Aber was ist mit Teilen mit mehreren Flanschen in verschiedenen Richtungen und unterschiedlichen Winkeln? Was ist, wenn Sie eine Reihe von positiven und negativen Wendungen haben? All dies hat zu ernsthafter Komplexität geführt.

Ein weiterer scheinbar einfacher Aspekt des Biegens ist die Schließhöhe. Angenommen, Sie haben zwei Werkzeugstationen, eine mit einem schmalen V-Modus und die andere mit einem viel breiteren V-Modus; beide biegen dasselbe Material in einem 90-Grad-Winkel, aber der breite V-Modus erzeugt einen größeren Radius. Um jedoch einen größeren Radius zu erzeugen, muss der Stempel weiter in den Formraum abgesenkt werden, was zu einer Kollision des Werkzeugsatzes mit einer schmalen V-förmigen Form führt.

Die Schließhöhe des Werkzeugs kann auf eine normale Höhe gebracht oder mit Lücken entsprechend ausgefüllt werden. In jedem Fall kann Simulationssoftware diese Komplexitäten aufdecken, bevor der Job die Biegung erreicht.

Bediener und Biegereihenfolge

Erhält der Bediener eine komplexe Biegeaufgabe mit mehreren Biegungen in mehrere Richtungen, darf das Teil nur auf eine oder höchstens auf wenige Arten gebogen werden. Da die Teilegeometrie immer einfacher wird, erhöht sich normalerweise die Anzahl der Biegefolgeoptionen. Mit anderen Worten, es gibt viele Möglichkeiten, Teile zu biegen.

Heutige Software wählt in der Regel die beste Biegefolge für Maschine, Werkzeug und Anwendung aus. Das heißt, diejenigen, die programmieren, sollten niemals die Arbeit auf diejenigen werfen, die die Maschine aufstellen und verbiegen. Biegen ist eine Gemeinschaftsarbeit. Moderne Software kombiniert Geometrie und Eigenschaften der Werkzeuge und Maschinen, die während des Biegeprozesses an der Bremse eingesetzt werden (zB minimale und maximale Achsbewegung). Der Bediener ist jedoch immer noch die Person, die Werkzeuge wechselt und das Werkstück zwischen Kurven manipuliert.

Es gibt zu viele, um sie zu erwähnen, und die Unbequemlichkeit des Bewegens zwischen dem Winkelstück und der Werkzeugstation wird die Arbeit des Bedieners erschweren. Unter der Annahme, dass das Teil in Z-Richtung gedreht werden muss, ist dies bei einer Behinderung von Stempel und Matrize eine unmögliche Aufgabe. Daher muss der Bediener es seitlich schieben, aus dem Arbeitsraum ziehen, das Teil umdrehen und dann korrekt mit dem Hinteranschlag ausrichten. Dies ist machbar, aber sicherlich nicht effizient oder ergonomisch, und der Bediener wird wahrscheinlich das Teil markieren. Die Schlüsselkomponenten von Kosmetika müssen möglicherweise wiederaufbereitet oder sogar verschrottet werden. Durch einen schnellen Dialog zwischen Programmierer und Bediener können all diese Situationen vermieden werden.

Außerdem sind Simulationspakete im Laufe der Jahre intelligenter geworden, so dass es nicht üblich ist, Biegesequenzen voller umständlicher Bewegungen zu entwickeln. Jetzt findet die Software in der Regel die beste Möglichkeit, das Werkstück für den Bediener zu biegen. In jedem Fall ist eine gesunde Kommunikation zwischen Programmierern und Bedienern immer noch der effektivste Weg, um den größtmöglichen Nutzen aus den Biegevorgängen zu ziehen.

Auch hier spielt die Hinteranschlagstechnik eine Rolle, und die Hinteranschlagsbewegung wird nun mit dem Werkzeug simuliert. Vor Jahren war der Hinteranschlag eine ebene Fläche und bewegte sich entlang einer begrenzten Anzahl von Achsen. Heutzutage können mehrachsige Hinteranschlage Finger unabhängig in mehrere Richtungen bewegen. Moderne Offline-Simulationssoftware bietet nicht nur Messmöglichkeiten, sondern ermöglicht Ihnen auch, die Biegung vor und während der Biegung zu betrachten, Rückfederung zu simulieren und vor möglichen Kollisionen zu warnen.

Die Hinteranschlagpaddel selbst bieten dem Bediener mehrere Kontaktpunkte, und die eingearbeiteten Nuten an diesen Paddeln können das Werkstück unterstützen. Die Fingerform des Hinteranschlags (einschließlich benutzerdefinierter Finger, die für einen bestimmten Job entwickelt wurden) kann in die Simulationssoftware importiert werden, damit der Programmierer Kollisions- oder Interferenzprobleme erkennen kann, bevor er die Finger anfertigt und mit dem Job beginnt.

Ebenso wichtig ist die Kommunikation, egal wie umfangreich die virtuelle Simulation wird. Schließlich ist der Bediener derjenige, der jeden Tag Teile auf diese Hinteranschläge schiebt.

Einstellungen optimieren

Betrachten Sie ein Teil, bei dem ein nach unten gerichteter Flansch von zwei nach oben gerichteten Flanschen flankiert wird. Die beiden nach oben gerichteten Flansche haben eine kurze Biegelänge und der nach unten gerichtete Flansch hat eine lange Biegelänge – aber alle drei liegen auf derselben Biegelinie. Ältere Versionen von Offline-Software erstellen normalerweise drei Einsätze, einen für den Flansch links, einen anderen für den rechten und den letzten für den längeren Bogen in der Mitte.

Das kann funktionieren, aber das Gerät belegt auch drei Biegestationen über die Länge des Bettes. Generell gilt: Je mehr Formteile in weniger Stationen ausgeführt werden können, desto flexibler und effektiver ist die Formgebungssequenz.

In diesem Fall kann eine Arbeitsstation die beiden nach oben gerichteten Flansche bilden, die dieselbe Biegelinie teilen. Es besteht aus einem Stempel und zwei segmentierten Formen mit genügend Abstand zwischen ihnen, um eine Lücke im Mittelflansch zu lassen. Dann bildet die zweite Station den Mittelflansch. Werkstücke, die zuvor in drei Stationen geformt wurden, können jetzt in zwei Stationen geformt werden, wodurch mehr Platz auf dem Maschinenbett für andere Stationen bleibt, um andere Biegungen im Teil zu bearbeiten. Je mehr Arten von Biegungen durch die Einstellung gebildet werden können, desto höher ist die Effizienz des Biegeoperators.

Dies ist nur ein einfaches Beispiel, noch bevor die Biegesimulation verfügbar ist, ist die Optimierung dieses abgestuften Setups für erfahrene Bediener nicht unerreichbar. Heutzutage optimiert die Softwaresimulation jedoch mehrere Biegestationen auf ein Niveau, und selbst für erfahrene Bediener kann sie sich nicht schnell entwickeln.

Machen Sie die Ergebnisse wiederholbar

Heutzutage können sowohl Programmierer als auch Bediener die Biegesimulation sehen und sicher sein, dass die Simulation die Realität widerspiegelt und der erste Teil ein guter Teil sein wird. Mit anderen Worten, es müssen auch mehrere andere Puzzles installiert werden.

Zuerst geht es um die Materialien. Das Material mit einer Nenndicke von 3 mm kann variieren; manchmal kann es 3.3 mm sein und manchmal (häufiger) kann es dünner sein, nur 2.7 mm. Aufgrund der Dickenvariation beinhaltet die Biegesimulation ein konventionelles Biegetoleranzfenster.

Mit anderen Worten, je kleiner die Biegetoleranz, desto besser das erforderliche Material. Heutzutage werden bei Präzisionsbiegevorgängen in der Regel teurere Materialien mit weit weniger Schwankungen in Dicke und Spannung gewählt. Mit anderen Worten, es ist unmöglich, alle Änderungen zu beseitigen. Tatsächlich kann die Kontrolle aller Variablen beim Biegen einen negativen Einfluss auf das vorgelagerte Schneiden haben, insbesondere im Hinblick auf die Materialausbeute. Je nach Faserrichtung kann sich das Material unterschiedlich biegen. Die Tonnageänderung ist recht gering, aber die neue Faserrichtung kann den Innenradius ändern, daher ist es notwendig, die Eindringkraft des Stempels in die Matrize zu ändern.

Um diese sich ändernden Biegeeigenschaften zu bewältigen, wählen Programmierer oft die Funktion „Partikelbeschränkung“ in der Nesting-Software. Leider können diese Kornbeschränkungen die Materialausbeute verringern. Wenn Laser- oder Stanzprogrammierer Teile frei auf dem Papier platzieren können, kann die Materialausbeute erhöht werden. Dies kann jedoch selbst bei den fortschrittlichsten Biegesimulationen bei bestimmten Präzisionsbiegeanwendungen zu schweren Schäden führen. Der Bediener kann die Simulation genau verfolgen, aber aufgrund der Inkonsistenz der Faserrichtung wird es am Ende immer noch Probleme geben.

Ein weiteres Problem: adaptives Biegen. Durch die Echtzeit-Winkelmessung an der Biegemaschine kann die Maschine auch bei üblichen Inkonsistenzen (u.a. zu hohe Materialdicke, Härte und Faserrichtungsänderungen) angepasst werden. Beim adaptiven Biegen können auch kostengünstigere Materialien verwendet werden, da das System Materialunregelmäßigkeiten ausgleichen kann.

Beseitigen Sie Unterschiede im Prozess

Eine ungleichmäßige Biegung kann durch Änderungen der Materialdicke und Zugkraft verursacht werden, aber eine ungleichmäßige Biegung kann auch auftreten, wenn sich das Material während des Biegezyklus selbst auf unerwartete Weise bewegt. Dies ist besonders häufig bei asymmetrischen Teilegeometrien und hochelastischen Materialien sowie bei Werkzeugen, die im Laufe der Zeit an den Werkzeugschultern verschleißen, der Fall. Das Material bewegt sich ungleichmäßig auf der Formschulter und zieht die Biegung zur einen oder anderen Seite, was zu einem schlechten Teil führt.

Eine Form mit einem speziellen Radius an der Formschulter kann dazu beitragen, die Biegung gleichmäßiger zu gestalten, indem die Kontaktspannung reduziert wird und sich das Material reibungslos in den Formraum einbiegen lässt. Der Radius der Formschulter ist nämlich nicht konstant, sondern nimmt mit dem Übergang in die Formkavität allmählich zu. Das Design reduziert die Reibung und verringert so die Wahrscheinlichkeit, dass dieses anspruchsvolle Material während des Formzyklus in den Formraum „springt“.

Bereiten Sie sich auf die Werkzeugwechselautomatisierung vor

In den letzten 20 Jahren hat die Offline-Programmierung die Notwendigkeit der Programmierung an der Maschine beseitigt, und entsprechende Simulationen haben Werkzeuganordnungen, die einst als extrem komplex galten, weniger kompliziert gemacht. Die Simulation kombiniert das Design und die Bewegung der hinteren Prallplatte und optimiert die gestufte All-in-One-Einstellung, sodass der Bediener weniger Arbeitsplätze verwenden kann, um mehr Ellbogen zu formen.

Adaptives Biegen reduziert die Notwendigkeit, die Formbegrenzung in . zu erreichen Laser schneiden or Stempeln eine einheitliche Form zu bilden. Bei einigen Anwendungen beschränkt adaptives Biegen die Partikel, um die dekorativen Anforderungen des Teils zu erfüllen (z. B. Edelstahlplatten an Küchen- oder Restaurantgeräten).

Schließlich trägt das Formendesign dazu bei, die Formgebung selbst bei schwer formbaren Materialien einheitlicher zu gestalten. In den letzten 20 Jahren hat sich die Qualität vieler Materialien verbessert. Wenn die Werkstatt Präzisionsformarbeiten ausführen soll, können die jetzt wählbaren Materialien geringere Dicken- und Härteänderungen ermöglichen, sodass das Biegen gleichmäßiger ist.

Jetzt, da das Biegen so gleichmäßig wird, kann der Umformvorgang endlich die Anforderungen einer Mischproduktion mit hohem Produktaufkommen effektiv erfüllen. Aber der letzte Widerspruch besteht noch: Das Werkzeug selbst wird sich ändern.

Werkzeuge können verlegt, fallen gelassen oder beschädigt werden. Je nach Spanntechnik des Werkzeugs kann die Position von Stempel und Matrize leicht versetzt, nicht korrekt oder sogar nach hinten montiert werden. Da die Simulation jetzt auch die komplexesten Bühnenbilder schnell entwickeln kann, kann der Bediener verschiedene Einstellungen auf dem Tagesplan sehen, von den einfachsten Einstellungen an einem oder zwei Arbeitsplätzen bis hin zu einem erheblichen Teil der Zeit Das komplexeste Setting.

Diese Herausforderung legte den Grundstein für die bedeutendste Weiterentwicklung der letzten 20 Jahre: die automatische Werkzeugwechsler-Biegemaschine. Auf Knopfdruck wechselt das Werkzeug automatisch und wird exakt in die richtige Position gebracht, wodurch das, was in der Simulation erscheint, vollständig wiedergegeben wird. Beim Werkzeugwechsel bereitet der Bediener in Etappen Materialien für den nächsten Auftrag vor – heute können diese Aufträge 12, 5 oder sogar nur ein Stück groß sein.

Wenn der Bediener viel Zeit mit dem Ausprobieren von Teilen verbringen muss, die Werkzeugstation nicht optimiert ist oder wenn der Betrieb Änderungen der Materialeigenschaften und Kornorientierungsvariablen nicht berücksichtigt, ist ein automatisierter Werkzeugwechsel sinnlos . .

Das Biegen von heute ist ganz anders als vor 20 Jahren, und es besteht kein Zweifel, dass es noch mehr Innovationen geben wird, um das Biegen effektiver zu machen. Der Biegevorgang kann einer der flexibelsten Vorgänge in der Fabrik sein.

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