Автоматизированное изготовление листового металла: полное отраслевое руководство

Автоматизация меняет способ производства деталей из листового металла. Одной только скорости уже недостаточно. Автоматизированное производство листового металла объединяет резку, штамповку, гибку, оснастку и обработку материалов в один эффективный рабочий процесс. В этом руководстве вы узнаете, как работает автоматизация, где она применима и как повысить эффективность производства.

Что такое автоматизированное производство листового металла?

Автоматизированное производство листового металла использует подключенное оборудование для обработки листовых материалов с ограниченным ручным вмешательством. Он может включать резку, штамповку, формовку, гибку, обработку, проверку и последующую сборку.

Уровень автоматизации различается на разных заводах. Некоторые заводы автоматизируют одну машинную операцию. Другие объединяют несколько станков в один скоординированный производственный поток.

От ручной обработки к автоматизированному производству

Традиционное производство часто требует частого участия оператора. Рабочие загружают листы, перемещают детали, настраивают инструменты и перемещают компоненты между машинами.

Автоматизация производства сокращает количество повторяющихся задач по обработке. Машины могут следовать запрограммированным последовательностям и последовательно их повторять.

Однако автоматизация не устраняет технологические процессы. Операторы по-прежнему управляют программированием, инструментами, материалами, техническим обслуживанием и контролем качества.

Какие процессы обработки листового металла можно автоматизировать?

Сегодня автоматизацию ЧПУ поддерживают несколько распространенных операций:

• Штамповка и формовка с ЧПУ

• Автоматизированная резка листового металла

• Лазерная резка и плазменная резка

• Автоматизированная гибка листового металла

• Роботизированная погрузка и разгрузка

• Автоматизированное позиционирование инструмента

• Роботизированная сварка и обработка

• Сортировка и проверка деталей

• Срок службы инструмента и контроль производства

Эти операции могут работать по отдельности или вместе. Их стоимость зависит от производственных потребностей.

Оборудование с ЧПУ и полная автоматизация производства

Станок с ЧПУ не является автоматически автоматизированной производственной линией.

Обычный пробивной пресс с ЧПУ по-прежнему требует загрузки материала и удаления деталей. Также может потребоваться частое ручное обслуживание инструмента.

Система автоматизации производства листового металла объединяет больше производственных задач. Это уменьшает ненужные паузы между операциями.

Лучшая конфигурация зависит от объема, сложности детали, трудозатрат и частоты замены.

Примечание: Автоматизация должна решать конкретные узкие места производства, а не усложнять оборудование.

Как работает автоматизированное изготовление листового металла?

Автоматизированный процесс изготовления листового металла начинается еще до того, как первый лист попадает на станок. Проектирование, программирование, оснащение и планирование производства должны работать вместе.

Слабый технологический план может ограничивать возможности даже современного оборудования. Хороший план делает каждую операцию предсказуемой.

CAD/CAM проектирование и производственное программирование

Большинство автоматизированных рабочих процессов начинаются с данных САПР. Инженеры определяют геометрию детали и необходимые функции.

Программное обеспечение CAM затем преобразует этот проект в машинные инструкции. Он может организовывать траектории резки, последовательности штамповки, раскладку и положения инструментов.

Хорошее программирование уменьшает бесполезные движения. Это также может уменьшить количество ненужных замен инструмента.

Программное обеспечение для изготовления листового металла становится особенно полезным для смешанного производства. Это помогает производителям эффективно управлять множеством различных задач.

Автоматизированная загрузка листов и обработка материалов

Обработка материалов влияет на каждую последующую операцию.

Автоматические загрузчики могут перемещать листы в машины для резки или штамповки. Они сокращают количество повторных работ по подъему и позиционированию.

Надежное позиционирование имеет решающее значение. Плохое выравнивание может привести к ошибкам во многих частях.

Автоматизированные системы обработки также перемещают готовые заготовки между этапами производства. Некоторые фабрики используют конвейеры или роботизированные системы транспортировки.

Автоматизированная резка листового металла

Автоматизированная резка позволяет быстро подготавливать заготовки и сложные профили.

Лазерная резка обычно используется для получения точных профилей и гибкого раскроя. Плазменная резка подходит для более толстых материалов и различных производственных приоритетов.

Правильный метод зависит от нескольких факторов:

• Тип материала

• Толщина материала

• Краевые требования

• Геометрия детали

• Объем производства

• Вторичные операции

Автоматизированная резка работает лучше всего, когда раскладка на начальном этапе поддерживает последующую обработку.

В эталонных производственных примерах показано лазерное и плазменное оборудование, используемое наряду с гибочными, сварочными и другими машинами для изготовления.

Автоматизированная штамповка и формовка с ЧПУ

Автоматическая перфорация создает отверстия и функциональные элементы листа. Он также может выполнять множество операций формовки.

Револьверно-пробивной пресс может производить:

• Круглые и фасонные отверстия

• Слоты

• Жалюзи

• Зенкеры

• Тиснение

• Нокауты

• Ребрышки

• Бусы

• Экструзии

Производительность штамповки во многом зависит от состояния инструмента.

AFAB ИНСТРУМЕНТ поставки Решения для толстой револьверной оснастки для стандартной штамповки, специальных применений, многофункциональных инструментов и операций формовки. Ассортимент включает в себя инструменты, предназначенные для сложных циклов штамповки.

Мультиинструменты могут увеличить количество доступных положений для перфорации. Формовочные инструменты также могут сократить отдельные этапы обработки.

Эта комбинация обеспечивает более эффективную автоматизацию производства листового металла.

Автоматизированная гибка листового металла

После резки или штамповки многие детали требуют сгибания.

Листогибочные прессы с ЧПУ контролируют положения и углы гибки с помощью запрограммированных последовательностей. Роботизированная гибка добавляет автоматическую загрузку и перемещение.

Системы гибки панелей могут автоматизировать больше операций для создания подходящих конструкций деталей.

Автоматизированная гибка особенно хорошо работает на повторяющихся деталях. Примеры включают шкафы, панели, крышки и кожухи машин.

Однако выбор инструмента по-прежнему имеет значение. Неправильная геометрия инструмента может привести к появлению следов, деформации или проблемам с настройкой.

Автоматизированная разгрузка и проверка

Автоматизация продолжается после основного процесса формования.

Готовые детали могут поступать на автоматизированные сортировочные или инспекционные станции. Затем они могут перейти к сварке, отделке или сборке.

Некоторые системы используют датчики для проверки размеров или состояния производства. Другие используют операторов для окончательной проверки.

Это создает связанный производственный поток. Это также упрощает отслеживание производственных данных.

Совет: Составляйте карту каждого движения материала, прежде чем инвестировать в новое оборудование для автоматизации.

Ключевые технологии, лежащие в основе автоматизации производства листового металла

Автоматизация зависит от более чем одного типа машин. Производители обычно комбинируют несколько технологий.

Каждая технология должна поддерживать общую производственную стратегию.

Пробивные прессы с ЧПУ и револьверная оснастка

Револьверно-пробивные прессы по-прежнему важны для изготовления повторяющихся отверстий и формованных элементов.

Они могут выполнять несколько операций без перемещения деталей между отдельными машинами.

Их производительность зависит от планирования станции и наличия инструмента.

АФАБ предоставляет Решения для штамповки и гибки штамповочных прессов, листогибочных тормозов и машин для обработки листового металла.

Категории продуктов включают системы Thick Turret, Trumpf, Murata, Thin Turret и Salvagnini.

Автоматизированные системы гибки

Автоматическая гибка сокращает количество повторных позиционирований деталей вручную.

Машина следует сохраненным программам для управления углом и последовательностью. Робототехнические системы также могут перемещать детали между изгибами.

Это улучшает согласованность повторных заказов.

Это также снижает зависимость от повторяющихся движений оператора.

Роботизированное производство листового металла

Роботы выполняют несколько операций с листовым металлом.

Обычное использование включает в себя:

• Уход за машинами

• Роботизированная гибка

• Частичный перенос

• Сварка

• Загрузка

• Разгрузка

• Паллетирование

Роботизированное производство листового металла работает лучше всего, когда ориентация детали остается предсказуемой.

Очень нестабильные формы деталей могут потребовать дополнительных приспособлений или систем технического зрения.

Программное обеспечение, датчики и мониторинг производства

Умное производство требует достоверной производственной информации.

Программное обеспечение может отслеживать состояние машины, графики, использование инструментов и выполненные задания. Датчики могут выявить изменения в процессе до того, как появятся серьезные дефекты.

Эти системы помогают командам выявлять закономерности простоев.

Они также поддерживают решения по профилактическому обслуживанию.

Почему инструменты важны при автоматизированном производстве листового металла

Автоматизация увеличивает скорость производства. Это также может увеличить влияние проблем с инструментами.

Изношенный инструмент может привести к образованию множества дефектных деталей, прежде чем операторы заметят изменения.

Таким образом, управление инструментом становится частью стратегии автоматизации.

Точность инструмента и повторяемость качества деталей

Выравнивание пуансона и матрицы влияет на каждый ход.

Правильный зазор обеспечивает более чистые края и стабильную штамповку. Плохой зазор может увеличить образование заусенцев и нагрузку на инструмент.

Геометрия инструмента также должна соответствовать материалу.

Твердость и толщина материала могут изменить необходимые условия оснастки.

АФАБ Инструменты базового типа Thick Turret предназначены для штамповки револьверных головок с ЧПУ и поддерживают стандартные конфигурации станций.

Мультиинструменты и уменьшенное количество смен инструментов

Частая смена инструмента прерывает автоматизированное производство.

Мультиинструменты позволяют разместить несколько позиций штамповки внутри одной станочной станции. Они могут расширить доступные возможности инструмента.

Этот подход полезен для деталей, содержащих несколько более мелких элементов.

Однако планирование инструмента должно соответствовать реальным семействам деталей.

Добавление дополнительных инструментов не принесет никакой пользы без надлежащего программирования.

Формовочные инструменты сокращают количество вторичных операций

Формовка внутри штамповочного пресса позволяет исключить отдельную обработку.

Примеры включают тиснение, зенковку, бусинки, ребра и формованные элементы крепления.

AFAB предлагает инструменты для формовки в своем ассортименте продукции Thick Turret. Каталог продукции также включает специальные инструменты для применения.

Сокращение вторичных операций сокращает перемещение материалов.

Это также может упростить управление незавершенными работами.

Техническое обслуживание инструментов обеспечивает стабильную автоматизацию

В процессе производства пуансоны и матрицы постепенно тупятся.

Тупые кромки могут увеличить образование заусенцев и усилие резания. Они также могут снизить согласованность деталей.

Регулярная заточка поддерживает рабочие условия инструмента.

АФАБ Auto Punch Die Grinder автоматизирует несколько функций шлифования. Оборудование предназначено для обслуживания пуансонов и штампов в различных инструментальных системах.

Совет: Отслеживайте состояние инструмента по производственным циклам, а не дожидайтесь видимых дефектов.

Преимущества автоматизированного изготовления листового металла

Автоматизация обеспечивает ряд производственных преимуществ. Их стоимость зависит от конструкции процесса и производственного спроса.

Более высокая пропускная способность

Автоматизированное оборудование сокращает задержки между повторными операциями.

Обработка материалов также может продолжаться между машинными циклами.

Эти преимущества становятся более важными при крупносерийном производстве.

Повышенная точность и повторяемость

Программы повторяют одно и то же движение на протяжении всех производственных циклов.

Стабильный инструмент также обеспечивает стабильные результаты.

Эта комбинация уменьшает различия между партиями.

Меньше повторяющихся ручных операций

Автоматизация может сократить количество задач по подъему, позиционированию и повторной загрузке.

Работники могут больше сосредоточиться на программировании и управлении процессами.

Тем не менее, квалифицированные операторы по-прежнему важны для устранения неполадок и управления качеством.

Гибкое смешанное производство

Современная автоматизация не ограничивается массовым производством.

Гибкие программы поддерживают производство небольших партий и изменение дизайна продукции.

Гибкость инструментов также помогает производителям обрабатывать изделия различной геометрии.

АФАБ Ассортимент инструментов Salvagnini Tooling предназначен для автоматизированных систем обработки листового металла и сложных задач.

Распространенные применения автоматизированного изготовления листового металла

Многие отрасли используют автоматизированное производство, поскольку их продукция требует повторяющихся характеристик листа.

Лучшие приложения обычно сочетают в себе предсказуемую геометрию и повторяемость производства.

Электрические шкафы и промышленные шкафы

Для шкафов может потребоваться множество перфорированных и фасонных элементов.

Типичные детали включают вентиляционные отверстия, выбивные отверстия, зенковки и точки крепления.

Эти компоненты часто выигрывают от автоматической штамповки и гибки.

Корпуса автоматизированных машин и оборудования

Машиностроители используют готовые листовые детали для ограждений, крышек, рам и корпусов.

Одним из практических примеров являются корпуса торговых автоматов. Такие изделия могут сочетать в себе резку, гибку, сварку, нанесение покрытия и сборку.

Компоненты машин также могут требовать комбинированных процессов резки и гибки.

AGV и логистическое оборудование

В автоматизированных управляемых транспортных средствах используются сборные рамы, кронштейны, панели и крышки.

Эти детали часто требуют нескольких производственных процессов.

Один из упомянутых примеров изготовления AGV сочетает в себе резку, штамповку, гибку, прокатку и сварку.

Это демонстрирует, почему возможности подключенного производства имеют значение для сложных структур оборудования.

Электроника, медицинское и энергетическое оборудование

В этих отраслях часто требуются повторяемые компоненты из листового металла.

Примеры включают панели оборудования, шкафы управления, кронштейны и защитные кожухи.

Надежность инструментов становится важной, когда производственные графики становятся более автоматизированными.

Примечание: Стратегию автоматизации должны определять требования приложения, а не только технические характеристики машины.

Как выбрать автоматизированную установку для изготовления листового металла

Не существует единой лучшей конфигурации автоматизации.

Правильная настройка зависит от материала, геометрии, объема и требуемых процессов.

Начните с материала и толщины

Материал влияет на характеристики резки, штамповки и изгиба.

Общие материалы включают в себя:

• Мягкая сталь

• Нержавеющая сталь

• Алюминий

• Оцинкованный лист

Более толстые материалы обычно требуют большего усилия формовки.

Им также могут потребоваться разные зазоры штампов и инструментальные материалы.

Оценка геометрии детали

Изучите каждую особенность, прежде чем выбирать оборудование.

Спросите, требует ли деталь резки, штамповки, формовки, гибки или сварки.

Деталь, содержащая множество сформированных отверстий, может быть предпочтительной для перфорации на станке с ЧПУ.

Сложные внешние профили могут способствовать автоматической лазерной резке.

Многие фабрики сочетают оба процесса.

Сопоставьте автоматизацию с объемом производства

Продукция больших объемов оправдывает иные инвестиции, чем небольшие партии.

Повторяющаяся производственная линия может выиграть от обширной автоматизации обработки.

Заводам с большим количеством продукции необходимо быстрое программирование и гибкие инструменты.

Вместо этого они могут отдать предпочтение коротким переключениям.

Подтвердите совместимость станка и инструмента

Совместимость инструментов следует проверять заранее.

Производители должны проверить размер станции, платформу машины, материал, толщину и требуемую форму.

Это предотвращает проблемы с настройкой, которых можно было бы избежать в дальнейшем.

Это также облегчит будущие покупки инструментов.

Совет: Отправьте полные чертежи деталей и информацию о станке, прежде чем заказывать штамповочный инструмент для конкретного применения.

Как повысить эффективность автоматизированного производства листового металла

Покупка автоматизированного оборудования – это только начало.

Заводы должны постоянно оптимизировать производственную систему.

Улучшите последовательность резки и штамповки

Начните с проверки траекторий инструмента.

Уменьшите ненужные движения машины и повторные позиционирования.

По возможности группируйте схожие операции штамповки.

Хорошая раскладка также снижает потери материала.

Уменьшите количество изменений инструмента

Анализируйте часто производимые семейства деталей.

Разместите часто используемые инструменты на практических станциях.

Мультиинструменты также могут расширить доступные возможности перфорации.

Это позволяет продлить циклы автоматической штамповки.

Профилактическое обслуживание инструментов сборки

Не ждите сильных заусенцев.

Регулярно проверяйте пуансоны, матрицы, съемники, направляющие и зазоры.

Составляйте графики технического обслуживания на основе реальных производственных условий.

Автоматическое оборудование для заточки может поддержать эту процедуру.

Отслеживайте полезные производственные показатели

Полезные измерения включают в себя:

• Время цикла

• Время установки

• Деталей в час

• Скорость лома

• Срок службы инструмента

• Использование машины

• Незапланированные простои

Не отслеживайте показатели без цели принятия решения.

Используйте их, чтобы определить реальные производственные потери.

Например, длительный простой может быть вызван сменой инструмента. Увеличение количества брака может сигнализировать об износе или проблемах с настройкой.

Эти идеи помогают командам систематически совершенствовать автоматизацию производства.

Заключение

Автоматизированное изготовление листового металла повышает скорость, стабильность, гибкость и контроль производства. Надежные инструменты также обеспечивают точную штамповку, формовку и гибку в автоматизированных рабочих процессах.

AFAB Tool Co., Ltd. предоставляет инструменты для штамповки и гибки основных систем листового металла. Ее инструментальные решения и оборудование для обслуживания штампов помогают производителям повысить стабильность процесса, срок службы инструмента и эффективность производства.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Что такое автоматизированное производство листового металла?

Ответ: Автоматизированное производство листового металла объединяет резку, штамповку, гибку, обработку и программное обеспечение в один скоординированный производственный процесс.

Вопрос: Как автоматизированное производство листового металла повышает эффективность?

Ответ: Автоматизированное изготовление листового металла сокращает необходимость ручной обработки, сокращает время цикла и повышает повторяемость.

Вопрос: Почему инструменты важны при автоматизированном производстве листового металла?

Ответ: Точные инструменты обеспечивают стабильную штамповку, формовку и автоматическую гибку листового металла.

Вопрос: Дорого ли стоит автоматизация производства листового металла?

О: Стоимость зависит от оборудования, уровня автоматизации, программного обеспечения, оснастки и объема производства.

Вопрос: Что вызывает проблемы при автоматической штамповке?

Ответ: Общие причины включают изношенный инструмент, плохую центровку, неправильный зазор и недостаточное техническое обслуживание.