A press brake is one of the most honest machines in a fabrication shop. Put a blank between the punch and the die, push, and the metal folds. I guai iniziano quando la stessa curva deve essere ripetuta diverse centinaia di volte su uno scartamento pesante, su un pezzo che richiede due persone per essere sollevato, con una tolleranza che non perdona uno slittamento del registro posteriore. Questo è il punto in cui una pressa piegatrice robotizzata smette di essere una novità e inizia a ripagarsi da sola.
Abbiamo trascorso più di vent'anni costruendo macchine utensili per acciaierie e laminatoi, quindi tendiamo a guardare all'automazione della piegatura come fa un ingegnere di manutenzione: cosa contiene, cosa si ripete e cosa succede alle tre del mattino quando nessuno guarda. Questa guida illustra come queste cellule vengono messe insieme, dove guadagnano il loro sostentamento e i dettagli che decidono se un'installazione funziona senza intoppi o diventa una fonte quotidiana di frustrazione.
Fondamentalmente, una pressa piegatrice robotizzata è una normale pressa piegatrice idraulica o servocon un robot industriale di fronte. Il robot preleva un pezzo grezzo da una pila o da un trasportatore, lo presenta all'attrezzatura, lo trattiene per tutta la corsa, quindi lo ruota per la piega successiva o posiziona il pezzo finito su una pila in uscita. Il controllo della pressa piegatrice e il controllo del robot si scambiano continuamente segnali, quindi la macchina non può eseguire la corsa finché la parte non è posizionata correttamente e il robot non può muoversi finché il pistone non è libero.
Ciò che distingue una cellula ben progettata da un robot bloccato su un freno è tutto ciò che ruota attorno a quella stretta di mano. I cambiautensili automatici prelevano punzoni e matrici da una libreria e li caricano nel sistema di bloccaggio, in modo che una famiglia di parti con raggi di curvatura diversi possa essere eseguita in un unico turno senza che nessuno cambi gli utensili manualmente. I sistemi di misurazione dell'angolo, laser o contatto, controllano la prima parte e reimmettono la correzione nell'impostazione della profondità. Il software di programmazione offline crea la sequenza di piegatura e simula il percorso del robot prima ancora che venga caricato il primo pezzo grezzo.
Il risultato è una macchina che si comporta meno come una pressa piegatrice con un accessorio e più come una piccola linea di produzione: grezzi dentro, pezzi formati fuori, con l'operatore che supervisiona invece che sollevare.
La piegatura è un'operazione a bassa velocità e ad alta varietà. L'ariete si muove per un secondo o due; per gestirlo ci vogliono dieci o venti persone. Questo rapporto è esattamente il motivo per cui l’automazione cambia l’aritmetica di un lavoro in modo così drammatico e perché il calcolo del rimborso deve essere basato sulle parti piuttosto che sul tonnellaggio.
Tre guadagni tendono a comparire per primi. La coerenza è la cosa più affidabile: un robot presenta ogni pezzo grezzo nella stessa posizione e con la stessa angolazione, quindi la diffusione degli angoli finiti in un lotto si restringe e gli scarti diminuiscono. Il lavoro viene al secondo posto. Le parti pesanti o scomode smettono di rappresentare un problema ergonomico, un operatore può supervisionare una cella invece di stare davanti alla macchina tutto il giorno e la carenza di operatori esperti nei freni smette di dettare il piano dei turni. La produttività è la terza, ma necessita di un avvertimento, perché in ogni caso un robot non si piega più velocemente di una mano esperta. Il suo vantaggio si manifesta nelle corse più lunghe, nei tratti con più pieghe dove dominano i ribaltamenti e i riposizionamenti, e nel fatto che non rallenta dopo pranzo.
| Fattore | Piegatura manuale | Cella robotica |
|---|---|---|
| Coerenza dell'angolo in un batch | Dipende dall'abilità e dalla fatica dell'operatore | Ripetibile, con correzione in-process |
| Pratico soffitto a peso parziale | Limitato dal sollevamento da parte di due persone | Impostato in base al carico utile del robot e al design della pinza |
| Passaggio a una nuova parte | Minuti, eseguiti a mano | Richiamo programma e cambio utensile automatico |
| Manodopera per parte | Circa un operatore per macchina | Un operatore per cella o per turno |
| La migliore vestibilità | Pezzi unici e lotti molto piccoli | Famiglie ripetute da poche dozzine in su |
Payload, reach and mounting position set the practical size of the part. Un robot a sei assi montato a pavimento è la scelta comune; a seventh axis or a rail extends the working envelope for long parts. The gripper deserves more engineering attention than it usually gets. Le ventose si adattano a pezzi grezzi piatti e puliti, i magneti si adattano a piastre ferrose e una doppia pinza che trattiene contemporaneamente il pezzo grezzo in entrata e la parte finita può ridurre notevolmente i tempi di gestione. Qualunque sia la scelta, la pinza deve trattenere il pezzo con una rigidità sufficiente affinché non si sposti durante la corsa.
Il bloccaggio automatico e una libreria di utensili trasformano il passaggio da un lavoro manuale a una fase di programma, ma sono vantaggiosi solo se la famiglia di pezzi condivide effettivamente un piccolo set di utensili. Un freno con un controllo moderno, un controllo preciso della profondità e un'interfaccia veloce con il robot conta più del tonnellaggio grezzo.
A brilliant robot fed by a badly organised pallet is a slow robot. I destacker, le tavole indicizzatrici e i semplici trasportatori valgono solitamente la spesa, perché lasciano funzionare la cella senza che un operatore riposizioni i pezzi ogni pochi minuti.
La programmazione offline consente di provare sequenze di piegatura, verificare eventuali collisioni e confermare che il robot possa raggiungere ogni piega senza intrappolare la parte contro il pistone. Shops that skip simulation tend to spend their first weeks debugging in production.
La maggior parte delle celle di piegatura robotizzate che vediamo non si trovano in officine che producono staffe una tantum. Sono presenti in operazioni dove la lamiera è un input quotidiano e mese dopo mese ritornano le stesse famiglie di pezzi: telai, pannelli di passerella, strutture di supporto e i profilati formati che circondano un laminatoio. In questi impianti, la piegatura è un anello di una catena che inizia dalla bobina e termina con una struttura assemblata, e lo stesso pensiero dietro automazione e controllo di processo nei laminatoi si applica a valle del freno.
I panini sono un buon esempio. The flatness and gauge of the plate that goes into a brake depend on the roll surface that produced it; a worn or poorly turned roll shows up as thickness variation and surface marks that no amount of bending skill can hide. That is why the roll shop side of the plant, with its Torni a rulli CNC e rettificatrici, fa parte dello stesso discorso di qualità delle attrezzature di formatura.
Tornio a rulli CNC di precisione per impieghi gravosi CK8465-P A heavy-duty CNC roll lathe for large roll profiles, with Ø650 mm by 3,000 mm capacity and 4,000 kg between-centers load. Visualizza il prodotto → Una macchina per carichi pesanti come la CK8465-P, ad esempio, è costruita per contenere i profili dei rulli e la finitura superficiale all'interno di una fascia prevedibile su pezzi grandi e pesanti, che è la stessa promessa che una cella di piegatura fa alle parti che forma: la geometria approvata sul primo pezzo è la geometria che si ottiene sull'ultimo.
SK001-5 High Rigidity CNC Roller Ring Grinding Machine Una smerigliatrice anulare a rulli CNC ad alta rigidità per la finitura di rulli ad anello, con intervallo di rettifica Ф100–Ф400 mm e rugosità superficiale Ra0,4 μm. Visualizza il prodotto → Per i rulli ad anello e i rulli di lavoro temprati, la molatura è spesso la fase di finitura anziché la tornitura, e una smerigliatrice ad anello ad alta rigidità fa per la superficie del rullo quello che un freno ben impostato fa per l'angolo di piega. Niente di tutto questo è un'attrezzatura per piegare, ma è la stessa disciplina: misurare, correggere e lasciare che la macchina ripeta ciò che l'operatore ha capito bene la prima volta.
Un processo di specifica sensato si sposta dal pezzo alla macchina e non viceversa. Le domande che vorremmo porre per prime sono queste:
Una cella di piegatura robotizzata concentra l'energia in un piccolo spazio: un pistone che si chiude con molte tonnellate di forza e un braccio robotico che trasporta un pesante pezzo grezzo di acciaio. Il punto di partenza è una valutazione formale del rischio, seguita da un concetto di protezione che separa l'operatore dall'involucro in movimento senza rendere impossibile il caricamento della cella. Barriere fotoelettriche con muting, cancelli di accesso interbloccati, ritenzione meccanica sulla pinza in modo che un guasto del vuoto non possa far cadere una parte e controlli per il ritorno elastico sono tutte parti standard di una progettazione competente. Laddove vengono utilizzati robot collaborativi, gli standard di sicurezza applicabili e una convalida documentata di forza e velocità devono essere inseriti nel file, non in una brochure.
Robotic press brakes are not a universal answer, and they are not meant to be. Costituiscono una risposta efficace per officine e acciaierie che formano sempre le stesse famiglie di pezzi pesanti, dove coerenza, ergonomia e costi di manodopera prevedibili contano più della flessibilità di una mano esperta alla macchina. Se si adottano correttamente il flusso dei pezzi, la pinza e la strategia di cambio formato, la cella farà tranquillamente ciò per cui è stata acquistata, turno dopo turno, senza chiedere a nessuno di sollevare ancora una volta un pezzo grezzo da quaranta chilogrammi.
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