Kiedy warto zastosować automatyczny pomiar kąta w prasie krawędziowej?

Uzyskanie poprawnego kąta gięcia nie zawsze jest tak proste, jak wpisanie wymaganej wartości do sterowania prasy. W realnej produkcji na końcowy rezultat wpływa materiał, jego rzeczywista grubość, właściwości mechaniczne, kierunek walcowania, narzędzia oraz sprężynowanie po zdjęciu nacisku.

Właśnie dlatego przy bardziej wymagającej produkcji coraz większe znaczenie mają systemy automatycznego pomiaru kąta. Ich zadaniem jest kontrolowanie rzeczywistej geometrii detalu podczas procesu i wprowadzanie korekt wtedy, gdy materiał zachowuje się inaczej, niż wynikałoby to z wartości nominalnych.

Nie każda produkcja potrzebuje jednak takiego rozwiązania. Warto więc wiedzieć, w jakich sytuacjach automatyczny pomiar kąta przynosi największą korzyść.

Gdy pierwszy detal musi być od razu poprawny

W klasycznym procesie operator często wykonuje pierwszą sztukę, mierzy ją po wyjęciu z prasy i na tej podstawie wprowadza korektę.

Przy serii liczącej kilka tysięcy elementów jedna sztuka próbna może nie być dużym problemem.

Sytuacja wygląda zupełnie inaczej przy produkcji krótkoseryjnej.

Jeżeli zlecenie obejmuje pięć czy dziesięć detali, wykonanie jednej lub dwóch sztuk próbnych oznacza już zauważalny udział całej serii. Dochodzi czas operatora, materiał oraz zatrzymanie maszyny potrzebne do wykonania pomiaru i korekty.

Automatyczny pomiar kąta pozwala ograniczyć właśnie ten etap. Zamiast sprawdzać wynik dopiero po wyjęciu części, system może kontrolować kąt podczas gięcia.

Przy dużej liczbie różnych zleceń

System pomiarowy jest szczególnie wartościowy w produkcji typu high mix low volume.

To środowisko, w którym na jednej prasie wykonuje się wiele różnych detali, ale każdy w stosunkowo małej liczbie sztuk.

Maszyna może w ciągu jednej zmiany przechodzić pomiędzy różnymi grubościami, gatunkami materiału i geometriami.

W takich warunkach ręczne dobieranie korekty do każdego nowego produktu zaczyna zajmować znaczną część czasu dostępnego na produkcję.

Automatyczny pomiar kąta pozwala ograniczyć zależność od prób i szybciej rozpocząć właściwą serię.

Gdy często zmieniają się partie materiału

Dwie blachy oznaczone tym samym gatunkiem i grubością nie zawsze zachowują się podczas gięcia identycznie.

Różnić mogą się między innymi rzeczywistą grubością oraz właściwościami mechanicznymi. W efekcie detal wykonany z nowej dostawy może sprężynować inaczej niż element produkowany poprzedniego dnia.

To jedna z sytuacji, w których stała korekta wpisana w program przestaje być wystarczająca.

Automatyczny system pomiarowy reaguje na rzeczywisty efekt gięcia, a nie wyłącznie na założenia wynikające z nominalnych danych materiałowych.

Dzięki temu zmiana partii blachy ma mniejszy wpływ na jakość gotowego detalu.

Gdy problemem jest springback

Springback, czyli sprężynowanie materiału, jest jednym z głównych powodów różnicy pomiędzy kątem podczas nacisku a kątem gotowego detalu.

Po cofnięciu belki blacha częściowo wraca w kierunku pierwotnego kształtu.

Klasycznym sposobem kompensacji jest wykonanie odpowiedniego przegięcia. Problem polega na tym, że wartość sprężynowania nie jest identyczna dla każdego materiału i każdej partii.

Dlatego automatyczny pomiar kąta jest szczególnie przydatny tam, gdzie springback powoduje częste korekty.

System może określić rzeczywistą reakcję materiału podczas procesu i uwzględnić ją przy uzyskiwaniu wymaganej geometrii.

Przy wysokich wymaganiach tolerancyjnych

Nie każdy detal wymaga bardzo dokładnego kąta.

Przy prostych elementach konstrukcyjnych niewielka odchyłka może nie mieć większego znaczenia.

Inaczej wygląda produkcja obudów, precyzyjnych zespołów, elementów montażowych i części, które później muszą dokładnie pasować do innych komponentów.

W takich zastosowaniach nawet niewielka różnica kąta może powodować problem na kolejnych etapach.

Jeżeli gotowe elementy muszą mieścić się w wąskich tolerancjach, aktywna kontrola kąta daje znacznie większą przewidywalność niż ręczne sprawdzanie części co kilka sztuk.

Kiedy gięta jest stal nierdzewna i aluminium

Nie wszystkie materiały równie łatwo poddają się kontroli.

Aluminium i stal nierdzewna mogą zachowywać się inaczej niż typowa stal konstrukcyjna. Różni je między innymi charakter sprężynowania oraz sposób odbijania światła, jeżeli pomiar realizowany jest optycznie.

W systemie SafanDarley E-Bend L Blue zastosowano niebieską wiązkę laserową. Pozwala ona skuteczniej odróżnić światło pomiarowe od światła otoczenia i dobrze sprawdza się także przy materiałach silnie odbijających światło.

Ma to znaczenie właśnie przy aluminium, stali nierdzewnej i materiałach ocynkowanych.

Jak działa E-Bend L Blue?

System SafanDarley E-Bend L Blue wykorzystuje dwa czujniki laserowe umieszczone po obu stronach stołu.

Podczas gięcia czujniki obserwują powierzchnię detalu i określają jego rzeczywisty kąt.

Dzięki temu sterowanie nie musi polegać wyłącznie na teoretycznej wartości położenia belki. Otrzymuje informację o tym, jaki efekt faktycznie powstaje na materiale.

System może wykonywać pełny pomiar wraz ze springbackiem i zapisywać zebrane dane do późniejszego wykorzystania.

Dlaczego baza danych springbacku jest ważna?

Jeżeli maszyna raz zmierzy, jak określony materiał zachowuje się podczas konkretnego procesu, informacja może zostać zapisana.

Przy kolejnym podobnym zleceniu system nie musi zaczynać od pełnej analizy od zera.

Może wykorzystać wcześniejsze dane o sprężynowaniu i szybciej uzyskać właściwy rezultat.

W produkcji powtarzalnej oznacza to krótszy czas uruchamiania kolejnych partii.

Przy dużej różnorodności zleceń pozwala natomiast stopniowo budować bazę wiedzy dotyczącą rzeczywistego zachowania wykorzystywanych materiałów.

Pomiar kąta pomaga również przy długich elementach

Przy długim detalu nie wystarczy uzyskać poprawnego kąta tylko w jednym miejscu.

Pod obciążeniem belka oraz stół prasy mogą nieznacznie się odkształcać. W rezultacie kąt przy końcach elementu może różnić się od kąta w jego środkowej części.

Dlatego przy bardziej wymagających gięciach stosuje się kompensację ugięcia.

System pomiaru kąta może dodatkowo kontrolować produkt w kilku miejscach. Pozwala to wykrywać odchylenia związane z ugięciem lub niewłaściwą synchronizacją obu stron belki.

Trzypunktowy pomiar może wykryć różnice Y1/Y2

W nowoczesnych prasach krawędziowych lewa i prawa strona belki są kontrolowane przez osie Y1 i Y2.

Ich dokładna synchronizacja ma duży wpływ na równomierność gięcia.

E-Bend L Blue może pracować w trybie pomiaru trzypunktowego. Dzięki temu system może wykrywać zarówno ugięcie, jak i niewłaściwe ustawienie belki, a następnie wykorzystać te informacje do korekty procesu.

Ma to szczególne znaczenie przy długich detalach i wysokich wymaganiach dotyczących równomierności kąta.

Pomiar kąta i pomiar grubości to dwa różne rozwiązania

Automatycznego pomiaru kąta nie należy mylić z pomiarem grubości materiału.

SafanDarley wykorzystuje również system E-Bend S, którego zadaniem jest określenie rzeczywistej grubości blachy przed wykonaniem gięcia.

Jeżeli nominalny materiał 2 mm w rzeczywistości różni się od wartości zapisanej w programie, system może przekazać tę informację do sterowania i skorygować dane procesu.

Połączenie informacji o rzeczywistej grubości z aktywnym pomiarem kąta pozwala kontrolować dwa bardzo ważne źródła odchyłek.

Automatyczny pomiar ogranicza zależność od doświadczenia operatora

Doświadczony operator bardzo szybko potrafi ocenić zachowanie konkretnego materiału i wprowadzić właściwą korektę.

Problem pojawia się wtedy, gdy taka wiedza istnieje wyłącznie w doświadczeniu jednej osoby.

Nowoczesny zakład powinien dążyć do tego, aby proces był możliwie powtarzalny niezależnie od tego, kto aktualnie obsługuje maszynę.

Automatyczny system pomiaru pomaga przenieść część wiedzy z operatora do samego procesu.

Nie eliminuje potrzeby doświadczonego personelu, ale ogranicza liczbę sytuacji, w których prawidłowy detal zależy wyłącznie od intuicyjnej korekty wykonanej przez konkretną osobę.

Mniej kontroli ręcznej oznacza krótszy cykl

Każde ręczne sprawdzenie detalu wymaga czasu.

Operator musi wyjąć element, sięgnąć po kątomierz lub inne narzędzie pomiarowe, sprawdzić wynik, wrócić do sterowania i ewentualnie wprowadzić korektę.

Jeżeli taki proces wykonywany jest wielokrotnie w ciągu zmiany, suma krótkich przerw zaczyna stanowić zauważalną część czasu produkcyjnego.

Pomiar wykonywany podczas samego procesu ogranicza liczbę takich przerw.

Właśnie dlatego automatyczny pomiar kąta powinien być oceniany nie tylko jako system kontroli jakości, ale również jako narzędzie zwiększające wydajność.

Mniej sztuk próbnych oznacza mniej odpadu

Nieprawidłowy detal nie zawsze można poprawić.

Jeżeli kąt został wykonany błędnie albo materiał został przegięty w sposób uniemożliwiający korektę, element może trafić do odpadu.

Przy drogich materiałach każda taka sztuka ma realny koszt.

Jeżeli zakład często pracuje na stali nierdzewnej, aluminium lub specjalistycznych materiałach, ograniczenie liczby prób może szybko mieć znaczenie ekonomiczne.

Automatyczny pomiar pozwala więc oszczędzać nie tylko czas, ale również materiał.

Kiedy automatyczny pomiar może nie być konieczny?

Nie każda prasa musi być wyposażona w taki system.

Jeżeli produkcja opiera się głównie na jednym stabilnym materiale, długich seriach i prostych detalach o stosunkowo szerokich tolerancjach, ręczne przygotowanie pierwszej sztuki może być całkowicie wystarczające.

Przy dużej serii koszt jednej próby rozkłada się na tysiące gotowych części.

W takim przypadku korzyść z automatycznego systemu może być mniejsza niż w zakładzie realizującym kilkadziesiąt różnych zleceń dziennie.

Dlatego decyzja powinna wynikać z rzeczywistego profilu produkcji.

Kiedy inwestycja daje największy efekt?

Największy potencjał pojawia się tam, gdzie jednocześnie występuje kilka czynników.

Produkcja jest zmienna, serie są krótkie, materiały często się zmieniają, wymagania dotyczące kąta są wysokie, a liczba sztuk próbnych i ręcznych kontroli staje się zauważalnym kosztem.

W takim środowisku automatyczny pomiar kąta może przynieść korzyść na kilku poziomach jednocześnie: jakości, czasu cyklu, ilości odpadu i łatwości obsługi.

Im większa zmienność produkcji, tym większa wartość informacji o rzeczywistym zachowaniu każdego detalu.

Jak ocenić opłacalność w konkretnym zakładzie?

Najlepiej przez kilka tygodni mierzyć rzeczywisty proces.

Warto sprawdzić, ile sztuk próbnych wykonywanych jest przy zmianie zlecenia, ile czasu zajmuje ręczna kontrola kąta, jak często trzeba korygować program po zmianie partii materiału i jaka jest wartość elementów trafiających do odpadu z powodu nieprawidłowego gięcia.

Następnie te wartości można przeliczyć na miesiąc i rok.

Dopiero takie dane pokazują, czy automatyczny system będzie przede wszystkim wygodnym dodatkiem, czy realnym narzędziem obniżającym koszt produkcji.