Assurer la sécurité lors du pliage rapide de pièces sur une presse plieuse
La technologie moderne de la presse plieuse augmente la productivité et la sécurité
Presse plieuse électrique Bystronic
Figure 1
Les pièces peuvent être traitées jusqu'à deux fois plus vite sur une presse-plieuse électrique par rapport à une presse-plieuse hydraulique traditionnelle.
Historiquement, la plupart des développements dans la technologie des presses plieuses ont été concentrés sur les temps de réglage. L'évolution des exigences du marché a obligé les fabricants à rechercher des moyens plus économiques de traiter des lots de plus petite taille. Dans les années 90, les équipementiers et leurs fournisseurs ne souhaitaient plus avoir de stocks importants en cas de ralentissement de l’économie. Ils imposaient donc davantage de demandes juste à temps aux fabricants.
Aujourd'hui, l'industrie assiste à la prolifération de la technologie de découpe laser à fibre à haute vitesse, qui a également un impact significatif sur l'industrie de la tôle. Les lasers à fibre sont capables de produire plus de deux fois plus de pièces que le laser CO 2 classique standard dans le même temps de coupe. En raison de ce changement radical dans les capacités de coupe, d'autres procédés de fabrication liés à la tôle ont inévitablement dû s'adapter également.
Pour de nombreux fabricants, l'opération suivante en aval après la découpe est le pliage de ces pièces sur une presse plieuse. Cependant, augmenter simplement la vitesse des vérins n'est pas la solution ultime pour répondre à la demande croissante des clients et aux machines de découpe laser plus rapides. L'objectif est d'augmenter la productivité globale sans compromettre la sécurité de l'opérateur. C'est ici que la technologie donne un coup de main.
L'émergence de la presse plieuse électrique
De toute évidence, l'amélioration de la motivation de la presse a beaucoup à voir avec la productivité. La plus récente technologie permettant de plier des pièces plus rapidement est ce que l'on appelle l'entraînement de la presse électrique (voir Figure 1 ). La presse électrique ou presse-plieuse électrique est une presse à action directe dans laquelle les tours du moteur sont directement liés au mouvement du vérin. Ceci est généralement accompli par une réduction mécanique massive. Les vitesses de ram réalisables sont plus élevées avec cette technologie à entraînement direct. Une grande partie des gains de productivité provient de la capacité du bélier à accélérer rapidement; bien entendu, avec ce scénario, le bélier décélère également rapidement pour assurer la sécurité de l'opérateur.
Les presses plieuses électriques sont environ deux fois plus productives qu'une presse plieuse hydraulique conventionnelle. Ceci est en phase avec les augmentations de production associées à la technologie de découpe au laser à fibre.
Les presses-plieuses hydrauliques hybrides sont souvent classées dans la même catégorie que les presses-plieuses électriques, car elles fonctionnent beaucoup comme un entraînement de presse à action directe. Cette technologie de presse-plieuse hybride utilise le rapport de déplacement de la pompe et le diamètre du cylindre pour obtenir un avantage mécanique, tout comme une presse-plieuse hydraulique classique, mais la similitude se termine là. Le moteur d'entraînement de la presse de la technologie hybride est un servomoteur et la pompe envoie l'huile directement dans les cylindres. Lorsque la pompe tourne, le vérin se déplace, éliminant ainsi les retards de temps de réaction typiques associés aux vannes de contrôle du débit dans les presses plieuses hydrauliques.
Une vision de la sécurité
Les barrières immatérielles sont utilisées depuis des décennies pour protéger l'opérateur. Ils créent une barrière virtuelle à l'avant de la machine. Si l'opérateur place par inadvertance une partie de son corps dans la zone protégée, le bélier est désactivé. Étant donné que la plupart de ces barrières sont basées sur un seul point d'interruption physique de la lumière, elles ne peuvent pas distinguer le flan partiellement formé de toute partie de l'opérateur. De ce fait, l'opérateur de la presse plieuse met souvent la zone de la barrière en sourdine ou ferme complètement le système de protection.
En raison de cette fausse sécurité avec les barrières immatérielles, des systèmes de protection de type laser et vision ont été introduits (voir Figure 2 ). Ces systèmes sont «plus intelligents» que les rideaux de lumière conventionnels. Par exemple, ils peuvent reconnaître la différence entre une bride pliée sur une boîte à quatre côtés et la main de l'opérateur sous le poinçon. Les systèmes de type vision ont également tendance à permettre un pliage ininterrompu de brides avant plus courtes. Les systèmes de type laser agissent comme un fin de course: coupez le faisceau et le vérin s’arrête.
Un avantage important des systèmes de vision est qu’ils permettent au bélier de rester dans la vitesse d’approche élevée plus longtemps avant de passer à la vitesse de flexion plus lente. Cette fonctionnalité à elle seule réduit le temps de cycle du bélier de 20% supplémentaires par rapport aux presses plieuses hydrauliques traditionnelles.
Certains systèmes de vision redimensionnent même automatiquement la zone de sécurité devant le poinçon en fonction de la vitesse du piston. Chaque course est ensuite encore optimisée. Allemagne Pilz Système de protection laser pour frein de presse CNC
Figure 2
Les systèmes de vision sont «plus intelligents» que les rideaux de lumière conventionnels.
Les systèmes basés sur la vision réagissent non seulement plus rapidement que les protecteurs de lumière classiques, mais ils ont également tendance à avoir plus de fonctionnalités car ils «voient» plus d'informations. Par exemple, les systèmes d’image peuvent être utilisés pour vérifier la hauteur et l’angle de perforation. Si le système de protection de la vue ne reconnaît pas un outil, la machine s’arrête. Cela réduit considérablement la possibilité de briser l'outillage mal installé.
Contrôles avancés aide à la flexion
La technologie est également utilisée pour gérer simultanément les risques inhérents au travail avec ces machines hautes performances. L’amélioration la plus spectaculaire est la divergence entre le contrôle numérique et le contrôle graphique.
Les presses plieuses NC classiques informent l'opérateur du nombre de cycles de processus. Les presses plieuses, quant à elles, ont évolué pour devenir des machines multiaxes. Il n’est pas inhabituel d’avoir quatre à six axes de contrôle automatisé uniquement sur une butée arrière. La grande quantité de chiffres affichés à l’opérateur est accablante et parfois indéchiffrable, en particulier lorsque vous travaillez dans des unités non natives, telles que des millimètres pour les opérateurs américains.
Les commandes graphiques les plus avancées fournissent désormais à l'opérateur des modèles de balance détaillés. L'opérateur voit un aperçu du processus (voir la figure 3 ), et ce qu'il voit est ce qu'il obtient lorsqu'il appuie sur la pédale. Ceci alerte l'opérateur du backgauge potentiellement en poussant la feuille en lui.
Un exemple de la façon dont ce type de contrôle graphique peut faire la différence est lorsque la pièce entre en collision avec la presse plieuse lors du pliage (voir Figure 4 ). Il est extrêmement important que l'opérateur de la presse plieuse sache quand et où ces collisions ou points de pincement secondaires peuvent se produire.
L'environnement autour de la presse plieuse contient généralement des piles de flans plats, des paniers de pièces moulées, des tables de travail, des coffres à outils et des supports de feuilles avant connectés à la presse plieuse. Tous ces éléments sont des dangers potentiels lorsque les pièces sont formées plus rapidement. La technologie peut être utilisée pour identifier la taille et la forme de la zone de danger pour chaque partie différente. Par exemple, lorsque des brides sont présentes au centre de la pièce, la bride avant se forme vers le bas (voir Figure 5 ). Même certains des opérateurs les plus expérimentés ne prévoient pas le moment où la pièce se déplacera pendant le pliage.
Ces avancées technologiques ne se limitent pas toujours aux seules presses plieuses électriques. Les presses plieuses électriques ont leur place privilégiée, entre 90 tonnes et moins. En effet, le système d'entraînement de la presse électrique devient exponentiellement plus compliqué lors de la répartition de charges plus élevées sur des longueurs de faisceau plus longues. D'autre part, les entraînements de presse hydraulique conventionnels peuvent facilement obtenir un avantage mécanique en augmentant simplement le diamètre du cylindre. Grâce à l’application de la technologie moderne, ces machines hydrauliques conventionnelles peuvent maintenant se rapprocher de la productivité des presses plieuses électriques. Avec un débit hydraulique amélioré, les vitesses des vérins peuvent être augmentées de 40% environ par rapport aux installations hydrauliques classiques.
Les presses-plieuses électriques sont également associées à des coûts énergétiques réduits, mais cela peut également s'appliquer aux presses-plieuses hydrauliques classiques grâce à une technologie de pointe. Les émulateurs à fréquence variable sont placés en amont sur l'alimentation du moteur principal. Au lieu de faire fonctionner le groupe pompe / moteur à un courant alternatif constant de 60 cycles par seconde, l'émulateur à fréquence variable modifie progressivement la vitesse du moteur en augmentant ou en diminuant progressivement la fréquence du courant alternatif. Ce processus crée un système dynamique car la vitesse est contrôlée par les cycles par minute du courant alternatif, pas par la tension. La consommation d'énergie est réduite de 30%.
Support supplémentaire
Des productivités plus élevées dans des machines plus grandes posent d'autres problèmes de sécurité. Les pièces plus grosses traitées plus rapidement signifient que les opérateurs s'usent plus vite aussi. Certains ateliers de production progressive tournent maintenant leurs opérateurs de la presse plieuse pour leur permettre de se libérer de tous les efforts lourds. La technologie peut aider ici.
Des supports de feuille dynamiques peuvent être ajoutés pour soulever des objets lourds (voir Figure 6 ). L'opérateur place simplement la plaque contre les butées de butée arrière et appuie sur la pédale. L'élévation est synchronisée automatiquement avec le mouvement du vérin. En raison des mouvements de rotation et d'étirement du matériau pendant la flexion, trois autres axes de contrôle du mouvement sont nécessaires pour assurer un mouvement harmonisé entre la plaque et l'élévateur.
figure 3
Une ébauche mal placée est éjectée par l'avant de la presse plieuse lorsque le cycle est lancé.
Les supports de feuille dynamiques améliorent également la qualité en éliminant la possibilité d'une courbure en arrière lorsque l'opérateur ne prend pas correctement en charge la pièce tout au long du cycle de compression.
La technologie change également la forme de l'outillage. La plupart des presses plieuses modernes sont équipées d'un système de serrage pour outils électriques. Ces systèmes affectent principalement le temps d'installation en réduisant non seulement la perte de temps liée au serrage des vis, mais également en plaçant automatiquement les outils en position initiale, éliminant ainsi le risque d'outils mal installés.
La plupart des fabricants d’outils à rectifier avec précision utilisent une sorte de verrou de sécurité pour protéger l’opérateur de la chute d’outils. Une prise intégrale en queue d'aronde est une nouvelle fonctionnalité introduite sur le marché nord-américain (voir la figure 7 ). Ce système protège non seulement le poinçon de la chute si le dispositif de serrage est ouvert lorsque le poinçon est relevé, mais permet également l’installation verticale avant et le retrait de toute taille ou de tout poids du poinçon.
Une autre caractéristique notable en matière de sécurité et de productivité est que l’installation et le retrait latéraux horizontaux sont améliorés grâce à la glissière à queue d’aronde pleine longueur.
Dans l’ensemble, les progrès technologiques récents ont permis aux fabricants de chaînes de cintrer plus facilement les systèmes de coupe plus rapides d’aujourd’hui, tout en améliorant considérablement la sécurité de l’opérateur.
Cintrage de tôle avant
