Оцифровка работы гибочного станка

Уже много лет такие процессы обработки листового металла, как вырубка заготовок и лазерная резка, выполняются с использованием всех преимуществ автономного программирования. Однако, многие производства еще медлят и не спешат адаптировать подобные практики в более сложный процесс – трехмерную гибку. Мощность компьютерных систем возрастает, и теперь есть возможность обрабатывать 3D-модели cложнопрофильных изделий из листового металла виртуально, с помощью CAD/CAM программного обеспечения, далее создавая для гибки управляющие программы. Производители, изготавливающие малосерийные изделия в небольших обьемах пользуются всеми преимуществами автономной обработки файлов и значительно экономят время, повышают эффективность и сокращают расходы.

Тайные знания становятся явными

До процесса вырубки заготовок, файл изделия импортируется в программное обеспечение (CAM), используемое программистом для обработки изделия на конкретном станке в цеху. В программе содержится информация о необходимом для обработки инструменте, а также строки кода, которые контроллер числового-программного управления станка (ЧПУ) использует для обработки детали. Эта программа напрямую подгружается в станок (например, это может быть установка лазерной резки или координатно-пробивной пресс) и содержит информацию о настройке станка. Оператору станка остается всего лишь запустить необходимую программу, установить указанный в ней инструмент, загрузить материал, сделать минимальные коррекции в станке и начать обработку.

Так как выполненные программы обычно сохраняются на станке, это становится часто повторяемой операцией, что позволяет минимизировать время настроек – большая часть работы делается заранее, пока на станке обрабатывается предыдущая деталь. Отдельное преимущество такой работы состоит в том, что уровень опыта оператора станка не обязательно должен быть высоким и нового оператора гораздо легче обучить работе со станком, чем раньше.

Во многих цехах гибка на листогибочных прессах остается «тайным знанием» - необходимыми для превращения листа в трехмерные изделия сложного профиля умениями обладает всего один или двое талантливых работников. Следует учитывать множество факторов, например, выбор материала, разработка последовательности гибки, особенности материала и станка. Все это требует наличия операторов с обширными знаниями, которые смогут создать программу для производства деталей по спецификации. Часто длинная процедура настройки происходит непосредственно на станке тогда, когда он мог бы непосредственно производить детали.

Самое значительное из преимуществ использования CAM программ для гибки листового металла в том, что существенная часть настройки и подготовки гибки происходит вне цеха. Планирование последовательности гибки, выбор и расположение материала, написание программы для листогибочного пресса выполняется в другом месте, оставляя больше времени непосредственно производству.

Этот процесс переносит нагрузку на инженерно-технические отделы, но некоторые CAM-программы могут обрабатывать большие группы файлов в автоматическом режиме, облегчая ее. Программное обеспечение также сканирует файлы в поисках изменений в чертежах и автоматически вносит коррекции в управляющие программы там, где это требуется. Таким образом минимизируется риск работы по устаревшим чертежам из-за человеческой ошибки.

На производстве - только производство

Для наилучшего понимания преимуществ использования цифровых технологий при гибке листового металла, давайте рассмотрим типичный процесс гибки от настройки до завершения производства, состоящий из девяти этапов.

• 1. Найти материалы – найти информацию об используемом материале и изделии, такую, как чертежи и инструкции;
• 2. Выбор последовательности гибки или материалов – указать необходимые инструменты для работы и определите последовательность сгибов;
• 3. Настройка инструмента - установите инструмент на станок;
• 4. Создание программы – введите данные о гибке в контроллер станка;.
• 5. Настройка станка – выполните все необходимые корректировки упоров, суппортов, креплений и др;
• 6. Тестовая гибка – выполните изменения настроек для получения необходимого угла и бортиков в требуемых размерных допусках;
• 7. Обработка – производство изделия;
• 8. Проверка – инспекция деталей перед производством и во время него;
• 9. Ввод данных – составьте отчет о работе и заполните необходимые для цеха документы.

Исследования, проведенные в гибочных цехах множества производств, например, у типичных субподрядчиков и производителей, выявили низкий показатель полезных действий относительно действий, не несущих добавленной стоимости. Непродуктивная деятельность составляет 72% из общего времени оператора гибочного станка, тогда как время, непосредственно затраченное на производство изделий, составляет всего 28% от рабочего дня оператора. В сегодняшних условиях малосерийного производства небольших объёмов различных изделий, когда ассортимент шире, чем раньше, время на непосредственное производство продолжает сокращаться.

Новые заказы обычно требуют долгих периодов настройки, так как лицо, отвечающее за нее, должно начинать с нуля, определяя последовательность гибки и подбирая инструмент. Если эта информация не сохраняется на будущее, когда изделие может быть произведено повторно, то эти шаги будут постоянно повторяться. Даже если настройщик фиксирует элементы настройки, чаще всего эти записи остаются только у него, недоступные для использования другими работниками.

Количество высокопрофессиональных операторов листогибочных станков уменьшается, и производители продолжают бороться за высокий уровень точности и эффективности своей гибки. Помимо этого, различия в умении выполнять настройки листогибочных станков среди персонала ведут к несоответствиям качества и спецификаций. Эти неэффективные практики ведут к сокращению непосредственного времени для производства, делая гибку на листогибочных станках трудозатратным процессом и проблемной зоной многих производств. Большинство производителей пытаются решить эту проблему, приобретая новые станки, вводя дополнительные смены и нанимая еще операторов, или повышая скорости станков, но ни одна из этих мер не повышает соотношения полезного и неполезного времени на производствах.

Гибка в виртуальной реальности

Программное обеспечение и контроллеры процессов гибки достаточно эволюционировали, чтобы оператор мог выполнять сложный процесс гибки листа в автономной виртуальной среде. Многофункциональные графические программы точно отображают в 3D, как выглядит на станке гибка, инструменты и геометрия изделия. Это позволяет оператору виртуально согнуть деталь до того, как он сделает это непосредственно в цеху. Теперь и настройка процесса, его пробы и ошибки, происходят автономно в виртуальной среде без затрат драгоценного машинного времени. Виртуальные программы гибки извлекают электронные данные об изделии, хранящиеся в цеху в форматах dxf или iges, или 3D модели, и создают на их основе управляющие программы для гибки, гарантированно успешные в работе. Более того, такие приложения можно использовать для анализа новых изделий на технологичность, или необходимости в инструменте, еще до того, как ценные ресурсы будут затрачены на работу, к которой предъявляются специфические требования, которые, возможно, не получится удовлетворить в конкретном цеху. Если выяснится, что для производства нового заказа нужно приобрести дополнительный инструмент, то этот инструмент будет заказан с уверенностью, что он будет работать.

Многие изделия от заказчика поступают с некорректно рассчитанными размерами заготовок. Так как параметры гибки трудно определить, не зная инструмент, многие плоские детали не соответствуют спецификации после формовки. Многие CAM-программы для гибки позволяют экспортировать заготовки с исправлениями с учетом используемого инструмента обратно в среду для пробивки и лазерной резки. Так оператор листогибочного станка получает заготовки точных размеров и сокращает время на подгонку длин бортиков, приводя деталь в соответствие со спецификацией – лучше, чем сдавать на производство детали плохого качества и надеяться, что «пронесет».

И наконец, как только в цеху организовано централизованное хранение данных в цифровой базе, можно легко перепрограммировать детали для производства на станках от разных производителей, если это требуется для соблюдения графика.

Новое поколение контроллеров

В последние годы возможности контроллеров листогибочных станков расширились и могут в полной мере использовать все, что предлагают CAM программы для гибки. Они могут подключаться к общей сети в цеху.

Когда оператор открывает программу на контроллере станка, он сразу видит лист настроек инструмента с его типом и расположением, чаще всего в графическом виде. Многие контроллеры оснащены интерактивным сенсорным экраном, взаимодействующим напрямую со станком или LED-подсветкой, показывающей точные места для установки инструмента. Это сокращает время, необходимое на подготовку гибки.

После завершения настройки оператор может сосредоточиться на гибке. 3D-симуляция процесса показывается на контроллере станка, графически показывая сгиб за сгибом изделия и его расположение на станке. Это сокращает время цикла и снижает риск деформации детали из-за некорректного ее размещения или ошибок последовательности.

Следующее обычное затруднение при подготовке гибки – тестовая гибка и проверка. На возможность получить необходимый угол сгиба при формовке на листогибочном станке влияют многие факторы, среди них отклонения толщины материала, его жесткость и направление зернистости. Многие производители станков предлагают системы, корректирующие угол сгиба в процессе – щупы, сенсоры или лазерные устройства, измеряющие и корректирующие его. Такие системы позволяют не выполнять тестовую гибку и используются для отслеживания процесса гибки, сокращая необходимость в проверке во время работы.

Используя возможности автономного программного обеспечения для гибки, производители изделий из листового металла могут добиться более последовательных и воспроизводимых процессов, сократить количество ошибок и получать изделия лучшего качества, одновременно сокращая расходы. Полученные управляющие программы остаются интеллектуальной собственностью компании, гарантируя успешное производство и тогда, когда станет еще сложнее найти операторов листогибочных станков с высокой квалификацией.

Комментарий Dreambird

В качестве примера автономного программного решения для гибки металлического листа, о котором шла речь выше в статье, следует привести Radbend – часть программного комплекса для обработки листового металла Radan, разработанного английской компанией Vero Software, частью всемирно известной группы компаний Hexagon.

Radbend позволяет заранее определить технологичность изготовления детали, генерируя и показывая полную симуляцию обработки и последовательность гибки, помогая подобрать инструмент и расположить упоры. Radbend автоматизирует последовательность операций, чаще всего выполняемых вручную, используя данные как в 2D, так и в 3D. С помощью этого модуля можно избежать проблем, часто возникающих на производстве - предотвратить столкновения инструмента, изделия и частей станка. Это позволит избежать дорогостоящих ошибок еще до запуска изделий в производство и выполнить обработку правильно с первого подхода.

Важное преимущество Radbend в том, что он не зависит от особенностей листогибочных станков, поэтому он может использоваться на любых производствах. В библиотеке инструмента хранятся данные от разных производителей, поэтому разные варианты можно испробовать в симуляции еще до их приобретения.

Автор: Скотт Оттенc, Amada America Inc