Choć historia pras krawędziowych sięga XIX wieku, dopiero ostatnie lata przyniosły skokowy rozwój technologiczny tych urządzeń – od pras mechanicznych, przez hydrauliczne, po maszyny hybrydowe wyposażone w zaawansowane systemy sterowania i kontroli procesu gięcia. Stworzone z myślą o gięciu profili blachy o długości przekraczającej możliwości standardowych pras zachowały swoją pierwotną funkcję, ewoluując jednak pod względem wyposażenia. W ten sposób powstały zaawansowane urządzenia hydrauliczne CNC gwarantujące 100-procentową dokładność przy relatywnie wysokich prędkościach gięcia. I choć zdawać by się mogło, że owa zmiana stanowiła punkt kulminacyjny w rozwoju technologii gięcia na krawędziarkach, ich konstruktorzy nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa. Coraz większą popularnością cieszą się bowiem prasy hybrydowe, w których rozbudowany układ hydrauliczny zastąpiły serwonapędy połączone z pompami kontrolowanymi przez system sterowania.

Energooszczędna hybryda
W procesach gięcia na prasach krawędziowych zdecydowanie szybciej niż w przypadku innych technik formowania blach zrezygnowano z napędu mechanicznego na rzecz hydraulicznego, w którym nurnik zastąpiony został pompą napędzaną silnikiem elektrycznym. Niebagatelny wpływ na to miały szczególne wymagania względem dokładności, powtarzalności i szybkości przebiegu całego procesu: ze względu na brak obróbki wykończeniowej gięcie blach i profili musiało cechować się precyzją znacznie wykraczającą poza standardy charakterystyczne dla obróbki plastycznej na ciepło, a jednocześnie być na tyle szybkie i tanie w eksploatacji, aby gwarantować szybki zwrot z inwestycji w drogie urządzenie.

Wymaganą precyzję zapewniło połączenie napędu hydraulicznego z zaawansowanym układem sterowania czterech osi: Y1, Y2, X i R wyposażonym w opcję wizualizacji procesu gięcia i system korekcji strzałki narzędzia. Dzisiejsze prasy można też opcjonalnie doposażyć w sterowanie osiami X1 i X2, Z1 i Z2 oraz R1 i R2 zapewniające odpowiednio: autonomiczny ruch palców zderzaka w płaszczyźnie poziomej, w prawą i lewą stronę, a także w pionie.

Jednak prawdziwą rewolucją okazało się wprowadzenie napędów hybrydowych łączących zalety pomp hydraulicznych z zaawansowanym serwonapędem elektrycznym. Takie rozwiązanie pozwala nie tylko na skrócenie czasów produkcyjnych i długości instalacji rurociągowej, ale przede wszystkim na zmniejszenie zużycia olejów hydraulicznych i energii (średnio o 55% w stosunku do standardowej prasy hydraulicznej). Możliwość taką zapewnia inteligentny system sterowania pracą napędu, który – dzięki funkcji sprzę żenia zwrotnego między nim a belką gnącą – na bieżąco sczytuje informacje o położeniu tej ostatniej, selektywnie uruchamiając silniki w celu realizacji procesów opadania, gięcia i podnoszenia belki suwaka.

Intuicyjne programowanie 3D
Poza napędem hybrydowym bezpośredni wpływ na optymalizację procesów produkcyjnych wywierają także hydrauliczne lub pneumatyczne systemy mocowania stempli oraz systemy automatycznej wymiany narzędzi. To ostatnie rozwiązanie maksymalizuje elastyczność prasy oraz eliminuje przestoje spowodowane koniecznością częstego przezbrajania urządzenia, a tym samym zwiększa jej produktywność w skali całego procesu.

– Należy jednak pamiętać, że systemy tego typu sprawdzają się tylko w produkcji seryjnej z wykorzystaniem przynajmniej dwóch zestawów narzędzi. Mają też wiele ograniczeń, a co za tym idzie – do każdego projektu należy podejść indywidualnie, dostosowując go do potrzeb klienta – wyjaśnia Wojciech Chudy, dyrektor sprzedaży w firmie BOSCHERT Polska Sp. z o.o.

Zwiększeniu elastyczności procesów produkcyjnych służy również równoległy rozwój zautomatyzowanych systemów kontroli i regulacji procesów gięcia bazujących na aktywnej komunikacji między urządzeniami w czasie rzeczywistym – bez udziału operatora.

– Opcja ta zapewnia przede wszystkim wysoką powtarzalność gięcia. Systemy pomiarowe pracujące w pętli sprzężenia zwrotnego pozwalają na ciągła kontrolę położenia belki gnącej. Automatyczna kalkulacja skoku belki oraz siły gięcia w znaczący sposób ułatwiają pracę oraz pozwalają na minimalizację błędu, a tym samym maksymalną redukcję odpadów i kosztów produkcji – tłumaczy Tomasz Jereczek z firmy EKOMET.

Skomplikowane programy do modelowania zastępowane są dziś przyjaznymi dla użytkownika modułami umożliwiającymi programowanie graficzne 3D zarówno za pomocą panelu operatorskiego, jak i offline – na ekranie osobistego komputera. Generowane pliki CAD/CAM mogą być importowane bezpośrednio do urządzenia przy wykorzystaniu uniwersalnych formatów lub w prosty sposób konwertowane do formatu maszyny, zaś zaawansowane systemy ostrzegawcze ułatwiają wczesne wykrywanie kolizji lub przekroczenia dopuszczalnej siły nacisku stempli.

– Dzięki zastosowaniu oprogramowania 2D/3D można znacznie uprościć etap programowania prasy. Zaawansowane funkcje automatycznie generują kod maszynowy, jednocześnie badając możliwość kolizji oraz bezpieczeństwo obsługi. Pozwala to znacznie skrócić czas programowania, zwiększyć bezpieczeństwo pracowników i wyeliminować ewentualne błędy – wyjaśnia Paweł Janas, dyrektor generalny w firmie HACO FAT Sp. z o.o.

Automatyczna kontrola parametrów
Podobnie jak w innych technikach produkcji wykorzystujących zaawansowane obrabiarki numeryczne, także w przypadku pras krawędziowych wzrost złożoności systemów sterowania skutkuje poprawą parametrów jakościowych procesów obróbczych przy jednoczesnym zwiększeniu stopnia zautomatyzowania tychże procesów. Dzisiejsze krawędziarki w dużym stopniu same dokonują regulacji parametrów gięcia przy zastosowaniu zaawansowanych systemów kontrolno-pomiarowych pracujących w czasie rzeczywistym, takich jak automatyczny system kompensacji kąta gięcia, system kontroli wygięcia konstrukcji tylnej części maszyny umożliwiający uzyskanie takiej samej głębokości gięcia niezależnie od długości arkusza czy system regulowania prędkości w zależności od odległości blachy od stempla i rodzaju detalu.

– We wszystkich prasach krawędziowych kontrolowane muszą być trzy punkty ulegające deformacji: suwak, stół oraz słupy. Za pozycjonowanie suwaka odpowiedzialne są systemy zbudowane na bazie przetworników liniowych dokonujących nawet do 250 odczytów pozycji na sekundę. Tego typu przetworniki wykorzystywane są również do pomiarów deformacji stołu w trakcie gięcia. Natomiast deformacja suwaka i słupów mierzona jest za pomocą systemów pomiaru naprężenia materiału, takich jak STRING-GAGE stosowany w prasach Vimercati – wyjaśnia Paweł Świtała, właściciel firmy DIG Świtała Sp. z o.o.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Produkty

Współpraca robota z prasą krawędziową

Firma Boschert opracowała zrobotyzowane stanowisko obsługi prasy krawędziowej - Boschert G-Bend 3014 współpracującej z robotem MOTOMAN VS50. Robot MOTOMAN serii VS50 to 7-osiowy robot przystosowany do wielu aplikacji przemysłowych - m.in. do obsługi maszyn i pras krawędziowych.

Otwarty system sterowania pozwala również na integrację szeregu urządzeń peryferyjnych zwiększających dokładność gięcia elementów długich i/lub cienkich, w tym specjalnych wysuwanych ramion śledzących i podtrzymujących materiał. W przypadku blach długich alternatywnym rozwiązaniem może być też połączenie pras szeregowo w tzw. tandem.

Prasa zintegrowana z robotem
Zautomatyzowane systemy mocujące i kontrolno-pomiarowe ograniczają wkład operatora w proces gięcia, ale nie eliminują go całkowicie, pozostawiając mu zadanie zaprogramowania urządzenia, a także podawania i odbierania obrabianych detali. Z tego względu muszą być wyposażone w szereg zabezpieczeń, takich jak osłony, kurtyny świetlne, systemy STOP wstrzymujące pracę urządzenia w sytuacjach zagrożenia oraz zasilacze UPS gwarantujące utrzymanie zasilania w przypadku przerw lub zakłóceń w dostawach prądu z sieci elektrycznej.

W przeciwieństwie do nich zrobotyzowane komory gięcia składające się z prasy krawędziowej zintegrowanej z robotem w dużym stopniu eliminują ryzyko związane z udziałem czynnika ludzkiego w tym procesie, zapewniając tym samym możliwość wykorzystania pełnego potencjału maszyny. Osiągane w takich grupach funkcyjnych prędkości pracy ograniczane są jedynie wydajnością systemu sterowania i obsługi procesów przez urządzenia peryferyjne, takie jak systemy transportu i pozycjonowania płyt w prasie, stacje przechwytu i separacji blach oraz tory jezdne.

O stopniu autonomii samej komory decyduje z kolei typ wykorzystywanego robota: w przypadku robotów kartezjańskich programowanie ich ruchów może odbywać się zarówno zdalnie, jak i za pomocą joysticka. Operator zachowuje wówczas pełną kontrolę nad jednostką, decydując o kolejnych ruchach i ich prędkości, zaś prasa współpracująca z tego typu robotem jest przystosowana zarówno do obsługi manualnej, jak i zrobotyzowanej – w zależności od bieżących potrzeb. W przeciwieństwie do niej wyspa zintegrowana z robotem przegubowym stanowi zamkniętą, autonomiczną strefę roboczą przeznaczoną wyłącznie do pracy w trybie w pełni automatycznym. Zaprogramowany online lub offline robot wykonuje wszystkie funkcje związane z przemieszczaniem, pozycjonowaniem i bieżącą obsługą prasy.