Máy uốn CNC hoạt động như thế nào? Giải thích về các thành phần, các bước và độ chính xác

Một đường dẫn nhiên liệu duy nhất trên xe có thể mang ba đoạn uốn cong trong phạm vi 400 mm của ống. Nếu khúc cua thứ hai lệch mục tiêu nửa độ, dây sẽ không còn gặp các cổng của nó nữa và quá trình lắp ráp sẽ dừng lại. Đó chính xác là vấn đề mà máy uốn CNC có thể giải quyết. Câu trả lời ngắn gọn về cách thức hoạt động của nó: máy chuyển đổi tệp bộ phận đã được lập trình thành chuyển động servo phối hợp. Nó đưa ống đến một độ dài chính xác, xoay ống theo một hướng chính xác và uốn ống theo một góc chính xác, trong khi bộ mã hóa báo cáo mọi vị trí trục trở lại bộ điều khiển trong thời gian thực và hệ thống điều khiển sẽ tự động điều chỉnh độ đàn hồi. Vòng lặp khép kín của mệnh lệnh, chuyển động và đo lường đó là lý do tại sao khúc cua số mười nghìn có thể khớp với khúc cua số một.

Nguyên tắc làm việc: Ba trục phối hợp dưới điều khiển vòng kín

Mỗi chỗ uốn cong trên một ống được xác định đầy đủ bằng ba con số: khoảng cách mà ống di chuyển giữa các lần uốn, độ quay của ống giữa các lần uốn và chính góc uốn. Các nhà chế tạo máy dán nhãn các trục Y, B và C này và chương trình chi tiết chỉ đơn giản là danh sách các giá trị này theo thứ tự. Bộ điều khiển biến danh sách đó thành các lệnh chuyển động cho động cơ servo, động cơ dẫn động bàn trượt, ống kẹp và tay uốn, đồng thời bộ mã hóa trên mỗi trục báo cáo vị trí thực tế hàng nghìn lần mỗi giây. Bất cứ khi nào vị trí thực tế lệch khỏi vị trí mục tiêu, bộ điều khiển sẽ điều chỉnh nó trong cùng một chu kỳ.

Vòng khép kín này là điểm tách biệt giữa CNC với NC và công việc thủ công. Máy NC đạt đến các vị trí được thiết lập bằng các điểm dừng cơ học và việc uốn thủ công phụ thuộc vào mắt và cảm giác đòn bẩy của người vận hành. Máy CNC tự đo, so sánh và điều chỉnh, do đó độ chính xác được duy trì trên toàn bộ lô. Mô tả bên dưới tuân theo phương pháp rút quay được sử dụng cho ống và ống dẫn, dòng thiết bị mà chúng tôi biết rõ nhất; phanh ép CNC dành cho kim loại tấm áp dụng cùng một logic điều khiển với các dụng cụ khác nhau.

Các thành phần cốt lõi thực hiện công việc

Bộ điều khiển và ổ đĩa servo

Bộ điều khiển lưu trữ chương trình chi tiết dưới dạng một chuỗi các bản ghi uốn, mỗi bản ghi giữ khoảng cách, góc quay, góc và tốc độ. Từ đó các ổ đĩa tiếp quản. Trên máy servo hoàn chỉnh, động cơ servo và vít bi định vị mọi trục, bao gồm cả trục uốn cong, do đó chuyển động trơn tru, có thể đo lường được và có thể lặp lại. Máy thủy lực vẫn sử dụng máy bơm và xi lanh để cung cấp lực uốn, nhưng bộ mã hóa xử lý phản hồi định vị trên mọi thiết kế hiện đại. Thiết kế servo hoàn chỉnh phản ứng nhanh hơn, chạy sạch hơn và giữ độ chính xác lặp lại chặt chẽ hơn, đó là lý do tại sao chúng chiếm ưu thế trong công việc ống chính xác.

Một hướng Full-servo Máy uốn ống chạy hoàn toàn bằng điện một chiều là sản phẩm cốt lõi của dòng E-series H T. Sử dụng công nghệ truyền động hoàn toàn bằng điện, nó đạt được độ chính xác cao... Xem sản phẩm →

Bộ dụng cụ định hình đường cong

Năm công cụ thực hiện công việc vật lý. Khuôn uốn cong đặt bán kính uốn cong và tạo hình dạng cho ống. Khuôn kẹp giữ chặt ống vào khuôn uốn cong để cả hai quay cùng nhau. Khuôn ép chạy dọc theo bên ngoài chỗ uốn cong và hỗ trợ chân thẳng. Bên trong ống, trục gá hỗ trợ lỗ khoan để phần uốn cong không bị nhăn hoặc xẹp xuống, và khuôn gạt nước nằm ở điểm tiếp tuyến để ngăn các nếp nhăn hình thành trên bán kính bên trong. Lựa chọn dụng cụ là nơi mà chất lượng chấn được quyết định hoặc bị mất, và thiết lập khuôn nhiều ngăn cho phép nhiều bán kính trên một chi tiết mà không cần thay dao thủ công.

Định vị và đo lường

Một bộ mã hóa đo trên bàn trượt theo dõi chính xác khoảng cách ống đã được nạp, một bộ mã hóa quay ghi lại chuyển động quay của ống và một bộ mã hóa góc theo dõi chính khúc cua đó. Các máy có thông số kỹ thuật cao hơn bổ sung thêm phép đo góc uốn sau, giúp thu hẹp khoảng cách cuối cùng giữa góc được yêu cầu và góc đạt được.

Chu trình uốn, từng bước

Trên mọi bộ phận, máy đều chạy theo trình tự giống nhau:

1. Lập trình phần đó. Người vận hành nhập hoặc nhập dữ liệu uốn cong: khoảng cách tăng dần, góc quay và góc. Bộ điều khiển kiểm tra chương trình xem có va chạm hay không trước khi mọi thứ di chuyển.
2. Tải và kẹp. Ống trượt trên trục gá và kẹp trong ống kẹp vận chuyển vào một điểm dừng phía sau.
3. Cho ăn. Cỗ xe đẩy ống về phía trước theo khoảng cách đã được lập trình.
4. Quay. Ống kẹp xoay ống theo hướng đã lập trình để phần uốn tiếp theo nằm đúng mặt phẳng.
5. Uốn cong. Khuôn kẹp giữ chặt ống vào khuôn uốn, khuôn áp suất tiến lên và khuôn uốn quay theo góc được lập trình trong khi trục gá và khuôn gạt nước đỡ tường.
6. Phát hành và lập chỉ mục. Khuôn mở ra, bàn trượt chuyển sang vị trí uốn tiếp theo và trình tự lặp lại cho đến khi bộ phận hoàn thành.

Các bước từ ba đến sáu chạy liên tục, do đó, một bộ phận có sáu lần uốn và ba lần quay sẽ xuất hiện trong một lần xử lý. Máy có hai đầu uốn hoạt động từ cả hai đầu của ống dài cùng một lúc và các bộ phận 3D có uốn cong trên một số mặt phẳng được sản xuất dưới dạng các bộ phận đơn lẻ thay vì cụm hàn. Nếu bạn muốn thuật ngữ rộng hơn ở một nơi, hướng dẫn của chúng tôi về uốn CNC là gì bao gồm quá trình ở mức cao hơn.

Uốn servo hoàn toàn hai đầu 3D Máy uốn servo toàn phần hai đầu 3D là thiết bị xử lý tự động có độ chính xác cao được Hetai phát triển dành riêng cho các ống siêu dài và siêu mịn trong tự động... Xem sản phẩm →

Springback: Tại sao máy lại có mục đích vượt quá mục đích

Kim loại có tính đàn hồi. Khi khuôn uốn thả ống ra, vật liệu sẽ đàn hồi trở lại hình dạng ban đầu, thường từ một đến năm độ tùy thuộc vào vật liệu, độ dày thành và bán kính uốn cong. Máy uốn CNC giải quyết vấn đề này bằng cách uốn quá mức: bộ điều khiển ra lệnh cho một góc lớn hơn một chút để bộ phận tiếp đất vào mục tiêu sau khi đàn hồi. Các hệ thống hiện đại còn tiến thêm một bước nữa. Hệ thống đo góc sẽ kiểm tra phần uốn đã hoàn thành, cung cấp kết quả trở lại bộ điều khiển và máy sẽ tinh chỉnh mức bù của nó từ bộ phận này sang bộ phận khác mà không cần người vận hành nhập.

Biểu đồ trên cho thấy các giá trị đàn hồi điển hình cho các vật liệu ống thông thường được uốn cong ở bán kính vừa phải. Các vật liệu mềm hơn như đồng phục hồi ít hơn, trong khi thép hợp kim thấp có độ bền cao có thể đàn hồi hơn 5 độ. Giá trị chính xác trên bất kỳ máy nào cũng phụ thuộc vào tỷ lệ bán kính trên đường kính, hệ số thành và tình trạng của dụng cụ, vì vậy hãy coi những số liệu này là độ lớn quy hoạch thay vì hằng số cố định. Điều quan trọng nhất là hệ thống điều khiển làm gì với con số. Máy CNC lưu trữ giá trị bù cho từng bộ phận, tự động áp dụng giá trị đó và tinh chỉnh giá trị đó từ các kết quả đo được. Vòng điều chỉnh khép kín đó là cách máy giữ cửa sổ nửa độ trong toàn bộ quá trình sản xuất.

Thủy lực, trợ lực điện hoặc hybrid: Chọn truyền động

Cả hai khái niệm truyền động đều trả lời cùng một câu hỏi, cách tác dụng lực uốn, nhưng chúng phù hợp với các công việc khác nhau. Máy thủy lực cung cấp lực rất cao, khiến chúng trở thành lựa chọn mặc định cho các ống có thành dày và đường kính lớn. Máy điện servo đặt động cơ trên mọi trục và đạt được tốc độ chu kỳ, mức sử dụng năng lượng và độ sạch. Hệ thống hybrid kết hợp trục uốn thủy lực với định vị servo và là sự kết hợp phổ biến trên các thiết bị tầm trung.

Những con số thể hiện điều gì: Độ chính xác và khả năng

Cách rõ ràng nhất để biết bộ điều khiển CNC thực sự mang lại lợi ích gì là đặt ba thế hệ bộ điều khiển cạnh nhau.

Biểu đồ thanh so sánh dung sai góc uốn điển hình của ba thế hệ điều khiển và càng thấp thì càng tốt. Uốn thủ công phụ thuộc vào kỹ năng của người vận hành và chất lượng thiết lập, do đó, dung sai khoảng hai độ là kỳ vọng sản xuất thực tế. Máy NC bổ sung thêm các điểm dừng cơ học và định vị ổn định hơn, giúp giảm con số xuống khoảng nửa độ. Máy CNC có trục servo và bù lò xo thường giữ 0,2 độ hoặc cao hơn khi thực hiện công việc lặp lại. Trên một bộ phận có nhiều chỗ uốn cong, sai số góc nhỏ sẽ phức tạp, do đó khoảng cách giữa 0,5 và 0,2 độ xuất hiện trực tiếp ở phần lắp và hoàn thiện ở phía hạ lưu. Đây là những giá trị sản xuất điển hình chứ không phải là sự đảm bảo, bởi vì điều kiện dụng cụ và lô nguyên liệu cũng đóng một vai trò nào đó.

Biểu đồ radar cho điểm ba loại điều khiển giống nhau trên sáu chiều thực tế, sử dụng xếp hạng minh họa từ 0 đến 10. Chấn CNC dẫn đến độ chính xác, khả năng lặp lại, khả năng tạo hình dạng phức tạp và tính độc lập khỏi kỹ năng của người vận hành, đây chính xác là những gì các bộ phận quan trọng yêu cầu. Công việc thủ công vẫn chiếm ưu thế ở những bộ phận rất đơn giản, thời gian thực hiện ngắn và sửa chữa một lần, nhờ đó nó đạt được hiệu quả nhờ sử dụng năng lượng và đầu tư thấp. NC nằm ở giữa và vẫn là một lựa chọn hợp lý cho những khúc cua lặp lại dễ dàng khi ngân sách vốn eo hẹp. Câu trả lời đúng phụ thuộc vào sự kết hợp các chi tiết, kích thước lô và yêu cầu dung sai thay vì bất kỳ điểm số nào. Sử dụng biểu đồ làm công cụ sàng lọc, sau đó xác nhận quyết định bằng cách uốn thử trên ống của chính bạn.

Thông lượng: Những thay đổi nào trên sàn cửa hàng

Biểu đồ cột so sánh sản lượng điển hình của chi tiết ống thép uốn cong ba lần trong ca làm việc kéo dài 8 giờ. Quá trình sản xuất thủ công đạt khoảng 120 bộ phận do người vận hành thiết lập, kiểm tra và điều chỉnh từng bộ phận. Máy NC loại bỏ công việc thiết lập góc và nâng sản lượng lên khoảng 350 chi tiết. Máy CNC có nạp liệu tự động sẽ rút ngắn chu trình hơn nữa và chạy với ít sự giám sát hơn, đạt khoảng 700 bộ phận trong cùng một cửa sổ. Kết quả thực tế khác nhau tùy theo chiều dài ống, số lần uốn, độ dày thành ống và mức độ tự động hóa tải xung quanh máy. Hãy coi biểu đồ như một thứ tự độ lớn để lập kế hoạch năng lực, sau đó xác nhận nó bằng nghiên cứu về thời gian chu kỳ của chính bạn.

Khớp máy với bộ phận

Việc chỉ định một máy uốn CNC bắt đầu từ bộ phận chứ không phải tài liệu quảng cáo. Cố định đường kính ống lớn nhất và độ dày thành mà bạn phải uốn, bán kính chặt nhất cũng như số lần uốn và xoay trên mỗi bộ phận. Gia công tường nặng, đường kính lớn yêu cầu khung chịu tải nặng và trục uốn mạnh, trong khi công việc chính xác tường mỏng yêu cầu dụng cụ trục gá và trục phụ đầy đủ. Lợi ích sản xuất hỗn hợp cao từ khuôn nhiều ngăn và chuyển đổi nhanh, đồng thời các bộ phận có khối lượng lớn ổn định chứng minh cho việc tự động hóa cấp liệu cùng với việc tích hợp với chức năng cắt, vát cạnh và tạo hình đầu dòng ở thượng nguồn và hạ nguồn. Một chi tiết mua sắm mà người mua thường bỏ qua: hỏi cách nhà cung cấp xác minh máy trước khi vận chuyển. Các cuộc kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy và địa điểm, gia công tại nhà các bộ phận quan trọng và thời hạn giao hàng có thể dự đoán được, chẳng hạn như 90 đến 120 ngày, sẽ nói lên nhiều điều về chiếc máy mà bạn sẽ nhận được hơn bất kỳ bảng thông số kỹ thuật nào.

Máy uốn ống hạng nặng Máy uốn ống hạng nặng, model CNC65×E-9A, là thiết bị tạo hình ống hạng nặng được phát triển đặc biệt cho các ngành công nghiệp sử dụng nhiều công nghệ cao như hàng không... Xem sản phẩm →

Vậy máy uốn CNC hoạt động như thế nào? Nó đọc một chương trình bộ phận, điều khiển ba trục phối hợp với độ chính xác phụ, định hình ống giữa một bộ khuôn phù hợp và đo kết quả của chính nó để đánh bại lò xo. Vòng điều khiển, chuyển động và đo lường đó là yếu tố biến chiều dài của ống thành một bộ phận có độ chính xác có thể lặp lại. Nếu bạn đang đánh giá thiết bị cho các bộ phận của riêng mình, hãy gửi cho chúng tôi thông số kỹ thuật ống và kích cỡ lô của bạn và yêu cầu báo giá để các kỹ sư của chúng tôi có thể điều chỉnh cấu hình phù hợp với công việc của bạn.