Témata
Reklama

Aktivní měření úhlů při ohýbání

V dnešní době se u ohraňovacích lisů již stává standardem systém aktivního měření úhlů pro korekci úhlů přímo v ohýbacím procesu. Renomovaní výrobci tento systém běžně nabízejí ať již v základním vybavení stroje nebo jako příslušenství za příplatek.

Používají se dva základní principy měření, a to optický (bezdotykový) a mechanický (dotykový). Zařízení může být instalováno buď na dolním, nebo na horním ohraňovacím nástroji. Tento článek je zaměřen na elektromechanický systém ACB firmy Trumpf, u něhož výrobce deklaruje přesnost ohybu ±0,3°.

Reklama
Reklama

Snímání úhlů

Systém snímání úhlů je integrován v horním nástroji a montuje se ke konvenčním horním nástrojům do pracovních stanic. V senzorovém nástroji jsou umístěny dva dotykové kotouče s různými průměry, které se středí při ohýbání mezi ramena ohybu (obr. 1).

Obr. 1. Princip 4bodového měření ACB

Před spuštěním procesu ohýbání musejí být dotykové kotouče kalibrovány, aby byla uložena referenční hodnota středů dotykových kotoučů. Tato operace v řádu sekund ovšem zaručuje, že zařízení je v pořádku, a dále eliminuje případné opotřebení kotoučů. Během procesu ohýbání v pracovním chodu snímají dotykové kotouče 4 dotykové body na vnitřních ramenech ohybu. V průběhu změny hloubky ponoření kotoučů se mění odstup středů dotykových kotoučů. Ze vzdálenosti středů vypočte systém skutečný úhel. Rozdílné úhly vytvářejí rozdílné vzdálenosti. Inteligentní zpracování signálů vyhodnocuje vzdálenost středů dotykových kotoučů dvojrozměrně. Zachycují se jak aktuální úhel ohybu, tak i eventuální úhel naklápění obrobku. V paměťovém čipu integrovaném do nástroje jsou uloženy charakteristiky dotykových kotoučů a všechny pro snímač relevantní nástrojové údaje. Modul ACB identifikuje samostatně typ připojeného nástroje a namontované dotykové kotouče (obr. 2.).

Obr. 2. Nastavení modulu ACB

Ohýbací proces

Vlastní ohýbací proces probíhá tak, že podle nastaveného programu se provede počáteční ohyb, následuje odlehčení s měřením odpružení a doohnutí s přídavkem na zjištěné odpružení. Celý proces je proveden automaticky a v jeho průběhu je rovněž prováděna kontrola naklopení ohýbaného dílu při fázi odlehčení. Při zjištění naklopení dílu je toto ihned zohledněno při výpočtu. V případě, že naklopení je větší, než je povolená hodnota, je to signalizováno na řídicím panelu stroje, neboť v případě doohýbání není vzhledem k nestabilní pozici dílu po uvolnění beranu ohraňovacího lisu záruka, že razník dosedne na přesně stejnou ohybovou linii jako u předešlého ohybu, a tak nemusí být měření a následná další korekce správná. Navíc se zpravidla vystavujeme nebezpečí poškození horního nástroje. Schéma průběhu automatické korekce úhlu je znázorněno na obr. 3.

Obr. 3. Schéma průběhu automatické korekce úhlu s použitím modulu ACB

Zajímavé je chování uvedeného systému při ohýbání vysokopevnostní oceli, protože zejména odpružení je u vysokopevnostních ocelí podstatně větší než u ocelí běžných jakostí, což je dáno především významně vyšší mezí kluzu. Současná výrobní praxe však směřuje k větší aplikaci ocelí HSS a poznatky z tváření těchto ocelí jsou velmi žádané.

Jako materiálový reprezentant byla proto zvolena ocel Domex švédské firmy SSAB v jakosti Domex 700MC. Tato ocel má minimální mez kluzu ReH 700 N.mm-2 a mez pevnosti Rm 750-950 N.mm-2. Testování bylo provedeno u firmy Ad-tech, Klášterec n. Ohří na ohraňovacím lise TruBend 5170. Zhotovilo se celkem patnáct vzorků plechu o rozměrech 2 x 60 x 200 mm. Pro posouzení vlivu plošné anizotropie na automatickou korekci úhlů bylo orientováno pět vzorků ve směru 0º, pět vzorků ve směru 90º a pět vzorků ve směru 45º ke směru válcování plechu. Z důvodu snadné identifikace byl směr vláken na vzorcích vyříznut laserem (obr. 4).

Obr. 4. Ohnuté vzorky s vyznačením směru válcování

Zkušební ohyb

Před použitím modulu ACB byl proveden zkušební ohyb na 90° klasickým způsobem. Po ohnutí dílu s orientací vláken 0° byl vzorek přeměřen optickým úhloměrem a zjistilo se odpružení 7,3°. Provedla se manuální korekce a po dalším ohybu bylo naměřeno 90,8°. Teprve po druhé korekci bylo dosaženo úhlu 90,1°. Potom se s takto nastavenou celkovou korekcí v řídicí jednotce ohnul díl s orientací vláken 90°. Přesto, že měl být teoreticky ohnut správně, byl přehnut o 1,7°. Tato odchylka byla způsobena vlivem plošné anizotropie. Beran ohraňovacího lisu je řízen polohově, tzn. že po provedení korekcí sjíždí beran s horním nástrojem do stále stejné pozice a řídicí jednotka nebere již ohled na rozdílné vlastnosti materiálu v různých směrech. Rovněž tak až na výjimky není zohledněna tolerance tloušťky materiálu proti nominální hodnotě.

Nyní po kalibraci modulu ACB byly provedeny ohyby označených zkušebních vzorků, celkem pět sérií, vždy po jednom s orientací 0°, 90°, 45° a z obrazovky se odečítaly (obr. 5.) výsledné úhly, které se poté verifikovaly digitálním úhloměrem.

Obr. 5. Obrazovka řídicí jednotky po provedení ohybu s ACB

Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1. Pro přehlednost jsou tyto údaje převedeny do grafu na obr. 6, kde je graficky znázorněno toleranční pole ±0,3° uváděné výrobcem.

Obr. 6. Graf dosažené přesnosti s použitím modulu ACB

Z tabulky i z grafu je zřejmé, že uváděná tolerance byla s rezervou dodržena u všech ohýbaných vzorků.

Eliminace nedostatků při ohýbání

Výsledek je jednoznačný ve prospěch deklarovaných tolerancí. Je tedy zřejmé, že i mechanické systémy aktivního měření úhlů jsou významným technickým přínosem v oblasti ohýbání plechů na ohraňovacích lisech, kde eliminují většinu nedostatků při ohýbání a korekcích klasickým způsobem, řeší problém s proměnností zpětného odpružení materiálu z různých výrobních dávek anebo plošnou anizotropií plechových dílů, které jsou z důvodu maximálního využití materiálu rozmístěny na tabuli bez ohledu na směr válcování.

Snad jedinými zápory jsou částečné zpomalení ohýbacího cyklu a zejména pak pořizovací náklady, které je ovšem nutné posuzovat s ohledem na úspory vzniklé výrazným snížením zmetkovitosti.

Ing. Vladimír Körber
doc. Ing. Jan Šanovec, CSc.

V příspěvku byly použity materiály firmy Trumpf.

vladimir.korber@seznam.cz

Tabulka skutečných úhlů a odchylek

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 121033
Datum: 17. 10. 2012
Rubrika: Trendy / Tváření
Autor:
Firmy
Související články
Trh výroby drátů a trubek

Na düsseldorfském výstavišti bude druhý dubnový týden 2014 opět představen obor technologie zpracování a opracování drátů a kabelů, resp. trubek a rour na veletrzích wire a Tube. Bližší informace k této akci jsme vám přinesli v prosincovém vydání MM Průmyslového spektra, ale jelikož se následně konala tisková konference organizátora Messe Düsseldorf, jenž tradičně dodává hodnotné analýzy a statistická data k daným oborům, přinášíme vám výběr toho nejzajímavějšího.

Ohraňovací lis s elektrickým pohonem

Společnost Hans Zewe, která se zabývá válcováním oceli, spoléhá zcela na ohraňovací lisy Hämmerle a výrobní ředitel společnosti Gerhard Zwing je přesvědčen, že jsou nejlepší. Nově zakoupený stroj Xcite proto musel nejprve prokázat, že si své místo zaslouží. Ale povedlo se - Xcite je rychlý, neuvěřitelně přesný, má intuitivní ovládání a navíc dobře vypadá.

Směry rozvoje technologií tváření při výrobě karoserií

Stálé požadavky na snižování emisí oxidu uhličitého vyžadují soustavné snižování hmotnosti automobilu. U konvenčních pohonů automobilů lze jít jedině cestou lehčích karoserií. Lehké konstrukce vyžadují zachování crashových vlastností jako u ocelových karoserií.

Související články
Výroba speciálních materiálů válcováním za studena

Probíhající globální hospodářská krize postihla významným způsobem i ocelářský průmysl. Dopad na jednotlivé regiony a druhy výrobků je ovlivněn reakcí jednotlivých států a významných producentů oceli. Paralelní a neméně významnou skutečností je rostoucí tlak na neustálou inovaci ocelářských výrobků. Na trhu EU existovalo v roce 2009 jen 30 % ocelářských výrobků, které byly dostupné i před deseti lety. Už tato samotná skutečnost potvrzuje významnou roli výzkumu a vývoje v ocelářském průmyslu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Technologie zpracovaní profilů a plechu

Společnost Stierli-Bieger i Prinzing se zabývají výrobou strojů pro zpracování kovu s více jak 30. letou tradicí. Výrobce strojů Stierli se specializuje na výrobu horizontálních lisů pro ohýbání a rovnání kovových profilů, společnost Prinzing se zaměřuje na výrobu strojů ke tváření plechu. V Česku jsou oba výrobci zastoupeni společností Bickel and Wolf.

Vláknový laserový řezací systém

LVD rozšiřuje svou řadu laserových řezacích systémů zavedením vysoce rychlostního vláknového laserového řezacího systému Electra FL.

Ocel splňující potřeby výrobního procesu

Rodina produktů Ruukki Laser zahrnuje konstrukční oceli s mezí kluzu v rozmezí 200 - 420 MPa. Oceli Laser mají skvělé inženýrské vlastnosti a jsou ideální pro široké spektrum aplikací.

Ochrana činných ploch nástroje laserem

Tvářecí nástroje jsou vystavovány stále většímu zatížení a tím i opotřebení. To také snižuje jejich trvanlivost. Pro odstranění tohoto negativního faktoru zkoumal Frauenhofer Institut für Produktionstechnologie IPT možnost použití laserových technologií.

Tvářecí a výrobní procesy ve stavbě lehkých karoserií

Stále rostoucí nároky na zmenšování hmotnosti karoserií osobních automobilů a užitkových vozidel vytvářejí tlak na jejich konstruktéry a na výrobní technologie.

Výzkum, vývoj a inovace procesů produkce elektrooceli a volně kovaných výkovků

Realizací tříetapového rozvojového projektu Sekundární metalurgie (zprovozněn v září 1999) byl ve společnosti Žďas, a. s., vytvořen dostatečně široký prostor pro markantní, zcela zásadní změny ve výrobních technologických postupech se zaměřením na nejnáročnější trhy volně kovaných výkovků. Již v průběhu příprav prováděcích prací bylo přistoupeno k intenzivnímu vzdělávání zaměstnanců z řad THP i dělnických profesí tak, aby byli schopni nová zařízení nejen plně a zodpovědně ovládat a řídit, ale také aby byli dobře připraveni i na možnosti výzkumu, vývoje a inovací, které nově instalované zařízení přímo nabízelo.

Víceosý kalibrační lis

Nizozemská společnost Cirex - největší slévárna na světě, používající technologie odlévání na vytavitelný voskový model - využívá při dotváření a kalibraci čtyřsloupové lisy od firmy TOX Pressotechnik.

Podnikání v těžkém klimatu

Jak se v Irsku říká, "vane podivný vítr, který nenese nic dobrého". Skutečnost je taková, že Irsko nedostatkem větru netrpí a země využívá vzdušné elektrárny s kapacitou téměř 300 wattů na osobu. Krom toho zde také hodně prší a irská příroda je díky tomu zelená a bujná. Pršelo i po celou dobu naší nedávné návštěvy.

Výzkum a vývoj technologie přesného tváření

Lisování přesných dílců za studena je v současnosti na vysoké úrovni. Společnosti ANC Components a Comtes FHT řeší dosažení dalšího zefektivnění a zproduktivnění výrobního procesu v rámci dotovaného projektu Eureka spojením zkušeností praxe a výzkumných prostředků.

Nové produkty a technologie

LVD letos oslavuje 60. výročí založení společnosti a při této příležitosti vystaví na veletrhu EuroBLECH v Hannoveru některé nové výrobky a technologie.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit