เลขที่ 196, Lifa Avenue, เมืองไห่อัน, หนานทง, มณฑลเจียงซู, จีน
ลองนึกภาพใบสั่งผลิตขายึดเฟรมหนึ่งร้อยตัว ชิ้นส่วนดังกล่าวต้องใช้รัศมีการโค้งงอสามรัศมีบนท่อเดียวกัน และรัศมีสองรัศมีนั้นอยู่ในระนาบที่ต่างกัน สำหรับเครื่องดัด CNC แบบแม่พิมพ์เดี่ยวแบบทั่วไป ผู้ปฏิบัติงานจะหยุดหลังจากรัศมีแรก ถอดแม่พิมพ์ดัดออก ติดตั้งชิ้นถัดไป ตรวจสอบการจัดตำแหน่ง และดัดชิ้นส่วนทดลอง การหยุดชะงักแบบเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นก่อนถึงรัศมีสุดท้าย การซ้อนเครื่องมือจะช่วยขจัดรูปแบบส่วนใหญ่นั้นออกโดยการวางชุดเครื่องมือดัดงอครบชุดหลายชุดไว้บนหัว CNC หนึ่งหัว โดยวางไว้เหนืออีกหัวหนึ่ง เครื่องจักรจะเลือกรัศมีที่ถูกต้องโดยการขยับส่วนหัว และท่อจะยังคงอยู่ในปลอกรัดตลอดทั้งลำดับ
การวางซ้อนเครื่องมือจึงเป็นทั้งการจัดเรียงแม่พิมพ์ทางกายภาพและกลยุทธ์การเขียนโปรแกรม เกิดขึ้นเนื่องจากชิ้นส่วนในโลกแห่งความเป็นจริงจำนวนมากต้องการรัศมีการโค้งงอมากกว่าหนึ่งรัศมี และเนื่องจากเวลาในการเปลี่ยนเป็นหนึ่งในตัวขับเคลื่อนต้นทุนที่ใหญ่ที่สุดในการดัดท่อ เมื่อเครื่องจักรสามารถเลื่อนระหว่างระดับเครื่องมือได้โดยอัตโนมัติ ชิ้นส่วนสามารถเคลื่อนที่ไปตามลำดับรัศมีทั้งหมดโดยไม่ต้องปล่อยออก ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวนั้นมีผลโดยตรงต่อรอบเวลา ความแม่นยำของชิ้นส่วน และปริมาณงานของผู้ปฏิบัติงาน
เพื่อให้เข้าใจแนวคิดนี้อย่างถ่องแท้จึงช่วยทบทวน การดัด CNC เกี่ยวข้องกับการอะไร ที่ระดับแกน ส่วนที่เหลือของบทความนี้จะอธิบายเกี่ยวกับส่วนประกอบเครื่องมือ ความต้องการของเครื่องจักร และสถานการณ์การผลิตที่การเรียงซ้อนกันให้ผลดี
เครื่องมือแบบเรียงซ้อนหมายความว่าชุดแม่พิมพ์โค้งตั้งแต่ 2 ชุดขึ้นไปใช้พื้นที่ติดตั้งร่วมกันบนหัวเครื่องจักร แต่ละชุดเป็นการผสมผสานกันอย่างลงตัวสำหรับรัศมีการโค้งงอหนึ่งรัศมี และรวมถึงแม่พิมพ์โค้งงอ แม่พิมพ์แคลมป์ แม่พิมพ์แรงดัน และแม่พิมพ์ไวเปอร์ (เมื่อจำเป็น) ส่วนประกอบเหล่านี้ติดตั้งในระดับแนวตั้งที่แตกต่างกัน ในระหว่างลำดับการโค้งงอ ระบบ CNC จะยกหรือลดส่วนหัวลงเพื่อนำระดับที่ถูกต้องเข้าสู่ระนาบการดัดงอ
รุ่นที่ง่ายที่สุดคือแม่พิมพ์แบบเรียงซ้อนเดียว โดยที่ร่องหลายอันใช้บล็อกโค้งงอร่วมกัน ซึ่งใช้งานได้เมื่อรัศมีอยู่ใกล้และท่อไม่ต้องการตำแหน่งการจับยึดที่แตกต่างกัน เวอร์ชันที่มีความสามารถมากกว่าคือการจัดเรียงหลายสแต็คพร้อมชุดเครื่องมือที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์สำหรับแต่ละรัศมี ผู้ผลิตส่วนใหญ่หมายถึงสิ่งนี้เมื่อพูดถึงการวางเครื่องมือบนเครื่องดัดท่อ CNC
| เครื่องมือ | บทบาทในชุดรัศมีเดียว | การเปลี่ยนแปลงซ้อนอะไร |
|---|---|---|
| โค้งตาย | กำหนดรัศมีด้านในของส่วนโค้ง | แต่ละระดับที่ซ้อนกันจะมีรัศมีของตัวเอง |
| แคลมป์ตาย | จับท่อกับดายโค้งงอเพื่อไม่ให้ลื่นหลุด | กรามแคลมป์แยกปิดในแต่ละระดับ |
| ความดันตาย | รองรับท่อตรงอีกด้านของส่วนโค้ง | ขยับศีรษะไปสู่ระดับแอคทีฟ |
| ที่ปัดน้ำฝนตาย | ป้องกันรอยยับด้านในของส่วนโค้งของผนังบาง | ใช้เฉพาะในระดับที่ต้องการความหนาของผนังเท่านั้น |
เครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อหน้าที่นี้จะมีส่วนหัวที่เสริมความแข็งแรง แกนแนวตั้งที่ควบคุมด้วยเซอร์โว และพื้นที่คอที่เพียงพอในการเคลียร์เครื่องมือที่ซ้อนกัน หากไม่มีคุณสมบัติเหล่านั้น การเพิ่มระดับสแต็กจะลดความแข็งและความทนทานต่อความเจ็บปวด นั่นคือเหตุผลที่กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่มีการกำหนดค่าเครื่องมือแบบสองกอง สามกอง และหลายกองไม่ได้มีเพียงแม่พิมพ์ที่สูงกว่าเท่านั้น ออกแบบมาให้รับน้ำหนักและการเคลื่อนที่ของศีรษะที่ซ้อนกัน
เครื่องดัดท่อแบบ Double-Stack และ Multi-Stack เครื่องจักรนี้ใช้แม่พิมพ์แบบเรียงซ้อนเพื่อรองรับการโค้งงอหรือรัศมีหลายแบบในการตั้งค่าครั้งเดียว ลดการเปลี่ยนแปลงแม่พิมพ์และรองรับมุมโค้งงอขนาดใหญ่ได้สูงสุดถึง 190° เหมาะสำหรับท่อที่มีรูปทรงซับซ้อนซึ่งต้องการระยะห่างส่วนโค้งที่ใกล้กัน ดูผลิตภัณฑ์ → เครื่องมือที่ซ้อนกันไม่ได้เรียงกันบนจุดศูนย์กลางโค้งเดียวกันเสมอไป ชั้นวางแบบตรงทำให้เส้นกึ่งกลางของเครื่องมือทั้งหมดอยู่ในแนวตั้ง กองออฟเซ็ต บางครั้งเรียกว่ากองขาสุนัข วางรัศมีแต่ละอันไว้ที่ตำแหน่งแนวนอนและความสูงต่างกัน การจัดเรียงออฟเซ็ตช่วยให้สามารถโค้งงอตามท่อได้อย่างใกล้ชิด และลดการรบกวนกับส่วนที่โค้งงอก่อนหน้านี้ เค้าโครงทั้งสองใช้หลักการเปลี่ยนเกียร์ CNC เดียวกัน ความแตกต่างอยู่ที่รูปทรงของด้ามจับเครื่องมือและวิธีการตั้งโปรแกรมระนาบโค้ง
ในระหว่างการเขียนโปรแกรม การโค้งงอแต่ละครั้งจะได้รับการกำหนดระดับเครื่องมือ นอกเหนือจากมุมโค้งงอ มุมการหมุน และระยะป้อน ก่อนเริ่มการโค้งงอ เครื่องจักรจะยืนยันระดับปัจจุบันและเปลี่ยนหากจำเป็น เนื่องจากท่อยังคงอยู่ในปลอกรัด ระนาบการโค้งงอจึงยังคงเชื่อมโยงทางคณิตศาสตร์กับส่วนโค้งก่อนหน้า นี่เป็นการออกจากการเปลี่ยนแปลงด้วยตนเองครั้งใหญ่ โดยที่การตั้งค่าใหม่แต่ละครั้งทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการอ้างอิงครั้งใหม่
แผนภูมิแสดงเวลาการตั้งค่าโดยทั่วไปสำหรับการเปลี่ยนแปลงรัศมี ค่านี้เป็นตัวอย่างสำหรับท่อขนาดกลางที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 12 ถึง 60 มม. งานแม่พิมพ์เดี่ยวแบบแมนนวลประกอบด้วยเวลาในการยกแม่พิมพ์ ทำความสะอาดหน้ายึด และจัดแนวเครื่องมือใหม่ เครื่องมือแบบเรียงซ้อนทำให้งานสั้นลงเหลือเพียงแค่การเคลื่อนเซอร์โวและการโค้งงอในการตรวจสอบหนึ่งครั้ง เครื่องมือที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนั้นรวดเร็ว แต่ยังต้องมีการสลับทางกายภาพของผู้ขนส่งทั้งหมด เครื่องซ้อนหลายชั้นจะทำการเลือกเพิ่มเติมโดยอัตโนมัติโดยการย้ายสถานีใดสถานีหนึ่งจากหลายสถานีที่เตรียมไว้ไปยังตำแหน่งดัดงอ การประหยัดที่แท้จริงไม่ใช่ตัวนาทีเอง เป็นการลดชิ้นส่วนทดลองและลดความเสี่ยงในการตัดสินใจของผู้ปฏิบัติงานที่ส่งผลต่อคุณภาพ
ประโยชน์หลักของการใช้เครื่องมือแบบเรียงซ้อนจะมองเห็นได้ในจำนวนการผลิตได้ง่ายกว่าในตัวเครื่องมือเอง หัวซ้อนกันช่วยลดจำนวนครั้งที่ผู้ปฏิบัติงานต้องเปิดประตูเครื่องจักร นอกจากนี้ยังจับยึดท่อไว้สำหรับการโค้งงอหลายครั้ง ซึ่งช่วยขจัดปัญหาคลาสสิกในการสูญเสียตำแหน่ง Datum หลังจากประกอบใหม่ ประเด็นต่อไปนี้สรุปข้อดีในทางปฏิบัติในสภาพแวดล้อมของร้านค้า
แผนภูมิเส้นแสดงให้เห็นว่าปริมาณงานเพิ่มขึ้นเมื่อขนาดชุดงานเพิ่มขึ้น การใช้เครื่องมือแบบกองเดียวใช้เวลาส่วนใหญ่ของทุกกะในการเปลี่ยน ดังนั้นผลผลิตจะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ จนกระทั่งแบทช์ยาว การใช้เครื่องมือแบบเรียงซ้อนจะช่วยลดโทษดังกล่าว เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงรัศมีเป็นเพียงการเปลี่ยนส่วนหัวในแนวตั้งเท่านั้น เครื่องจักรแบบหลายกองเพิ่มระบบอัตโนมัติอีกชั้นหนึ่งโดยบรรทุกชุดเครื่องมือที่สมบูรณ์มากขึ้นในรอบเดียวกัน สำหรับการผลิตที่มีส่วนผสมสูง ช่องว่างทางด้านซ้ายของแผนภูมิมีความสำคัญมากกว่าค่าด้านขวาบน นั่นคือเหตุผลที่ร้านขายงานหลายแห่งเลือกการซ้อน แม้ว่าคำสั่งซื้อโดยเฉลี่ยจะเป็นเพียง 50 หรือ 100 ชิ้นก็ตาม
ทางเลือกหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในการซ้อนคือเครื่องมือแบบเปลี่ยนด่วน โดยที่แม่พิมพ์โค้งแต่ละอันจะถูกติดตั้งบนส่วนรองรับ และส่วนรองรับทั้งหมดจะถูกสลับภายในไม่กี่นาที การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเป็นสิ่งที่น่าสนใจเมื่อชิ้นส่วนใช้รัศมีและสต็อกที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง การซ้อนจะดีกว่าเมื่อมีรัศมีสองหรือสามรัศมีเดียวกันปรากฏในเกือบทุกงาน แผนภูมิเรดาร์จะเปรียบเทียบทั้งสองแนวทางโดยใช้เกณฑ์เชิงปฏิบัติ 6 ข้อ พื้นที่บนแกนใดๆ ที่ใหญ่ขึ้นหมายถึงคะแนนที่ดีกว่าสำหรับเกณฑ์นั้น
แผนภูมิเรดาร์แสดงจุดหนึ่งที่ชัดเจนมาก: วิธีการใช้เครื่องมือที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับว่ากลุ่มชิ้นส่วนของคุณสามารถทำซ้ำได้เพียงใด เครื่องมือแบบเรียงซ้อนได้คะแนนสูงในด้านความเร็วในการติดตั้ง ความสามารถในการทำซ้ำ และความสามารถในการจัดการชิ้นส่วนที่ซับซ้อน เครื่องมือแบบเปลี่ยนเร็วได้รับความยืดหยุ่นเนื่องจากรัศมีที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ต้นทุนเครื่องมือมีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกันในการตั้งค่าแต่ละครั้ง เนื่องจากเครื่องมือแบบเรียงซ้อนต้องใช้ชุดแม่พิมพ์เต็มต่อรัศมี ในขณะที่ระบบเปลี่ยนเร็วสามารถใช้ตัวพาร่วมกันได้ หากกำหนดการผลิตของคุณคงที่เป็นเวลาหลายเดือน การใช้เครื่องมือแบบเรียงซ้อนจะให้ความสมดุลโดยรวมดีขึ้น หากคุณไม่รู้ว่าสัปดาห์หน้าจะมาถึงรัศมีใด เปลี่ยนด่วนเป็นเส้นทางที่ปลอดภัยกว่า
| เกณฑ์ | เครื่องมือซ้อนกัน | เครื่องมือที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว |
|---|---|---|
| ความเร็วการตั้งค่า during a batch | รวดเร็วมาก ควบคุมด้วย CNC | รวดเร็ว แต่ยังคงเป็นการแลกเปลี่ยนทางกายภาพ |
| การทำซ้ำ | สูง การจัดตำแหน่งคงที่โดยเครื่องจักร | ขึ้นอยู่กับสภาพของผู้ให้บริการ |
| เครื่องมือ cost for each extra radius | สูงกว่าเพราะต้องใช้ครบชุด | ปานกลาง ผู้ให้บริการสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ |
| ความยืดหยุ่น with new radii | จำกัดด้วยความสูงของสแต็ก | สูงสามารถเก็บผู้ให้บริการได้จำนวนมาก |
| พอดีที่สุด | ซ้ำส่วนของครอบครัว | งานร้านงานมีการเปลี่ยนแปลงบ่อย |
การใช้เครื่องมือแบบเรียงซ้อนจะให้ผลดีภายใต้เงื่อนไขที่หลากหลาย กลุ่มชิ้นส่วนจะต้องมีความมั่นคงเพียงพอที่จะซื้อชุดแม่พิมพ์ครบชุดหลายชุด ชุดงานควรมีขนาดใหญ่พอที่จะได้รับประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็วขึ้น แต่ไม่มากจนทำให้เวลาการตั้งค่าไม่เกี่ยวข้อง เรขาคณิตควรมีรัศมีตั้งแต่สองรัศมีขึ้นไปที่ทำซ้ำจากงานหนึ่งไปอีกงานหนึ่ง กำหนดการผลิตควรทนต่อความพยายามทางวิศวกรรมเบื้องต้นระยะสั้น เนื่องจากลำดับสแต็กจะต้องได้รับการตั้งโปรแกรมและพิสูจน์ในบทความแรก
เครื่องดัดซีเอ็นซีบางรุ่นใช้เค้าโครงด้านข้างทั่วไปจากขวาไปซ้าย โดยที่หัวข้างหนึ่งสามารถทำงานได้จากด้านใดด้านหนึ่งของตำแหน่งเครื่องมือตรงกลาง เลย์เอาต์นี้ยังใช้เครื่องมือที่ซ้อนกันและมีประโยชน์สำหรับชิ้นส่วนที่มีการโค้งงอที่ด้านตรงข้ามของระนาบศูนย์กลาง
หัวเดียวขวา-ซ้ายทั่วไป CNC Bender ซีรีส์ห้ารุ่นนี้โค้งงอจากด้านใดด้านหนึ่งของตำแหน่งเครื่องมือตรงกลาง ให้ความแม่นยำที่ขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวและโปรแกรมการจัดเก็บสำหรับการผลิตเป็นชุดที่ทำซ้ำได้ มีประโยชน์สำหรับชิ้นส่วนที่มีการโค้งงอที่ด้านตรงข้ามของระนาบศูนย์กลาง ดูผลิตภัณฑ์ → การซ้อนไม่ใช่ตัวเลือกฟรี คอเครื่องจักรและโครงสร้างลูกปืนจำกัดจำนวนชั้นที่สามารถซ้อนได้ก่อนที่ความแข็งจะลดลง รัศมีที่เพิ่มขึ้นแต่ละอันหมายถึงแม่พิมพ์โค้งงอ แม่พิมพ์แคลมป์ ดายแรงดัน และมักจะเพิ่มดายไวเปอร์ ดังนั้นต้นทุนจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามจำนวนระดับ กลุ่มเครื่องมือยังสร้างความเสี่ยงใหม่ในการรบกวนระหว่างแม่พิมพ์และส่วนที่โค้งงอก่อนหน้านี้ การเข้าถึงการบำรุงรักษามีความเข้มงวดมากขึ้น เนื่องจากส่วนหัวมีมวลมากกว่าและพื้นผิวการจัดตำแหน่งตรวจสอบได้ยากกว่า คำตอบในทางปฏิบัติคือให้ผู้สร้างเครื่องจักรมีส่วนร่วมในการตรวจสอบชิ้นส่วนก่อนที่จะสรุปการออกแบบเครื่องมือ
ข้อโต้แย้งเชิงปริมาณประการหนึ่งสำหรับการใช้เครื่องมือแบบเรียงซ้อนมาจากความสามารถของกระบวนการ แผนภูมิคอลัมน์ด้านล่างเปรียบเทียบดัชนีความสามารถสำหรับมุมโค้งงอบนชิ้นส่วนที่ซับซ้อนปานกลาง ค่าที่สูงกว่าหมายถึงการโค้งงอนอกแถบพิกัดความเผื่อที่น้อยลง
แผนภูมิคอลัมน์เปรียบเทียบความสามารถของกระบวนการทั่วไปสำหรับมุมโค้งสุดท้าย ค่า Cp 1.0 ยอมให้ประมาณ 0.27 เปอร์เซ็นต์ของการโค้งงอหลุดออกไปนอกแถบพิกัดความเผื่อ ลูกค้ายานยนต์และไฮดรอลิกจำนวนมากต้องการ Cp ขั้นต่ำ 1.33 เครื่องมือแบบเรียงซ้อนมักจะถึงระดับ 1.67 เนื่องจากการจัดตำแหน่งเครื่องมือได้รับการแก้ไขโดยโครงสร้างของเครื่องจักร เครื่องมือแบบเปลี่ยนเร็วมีความสม่ำเสมอมากกว่าแม่พิมพ์เดี่ยวแบบแมนนวล แต่พื้นผิวการกำหนดตำแหน่งอาจสึกหรอและจำเป็นต้องได้รับการตรวจสอบ ข้อดีก็คือการซ้อนไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความเร็ว แต่ยังมีเสถียรภาพในระยะยาวอีกด้วย
เครื่องดัด CNC ทุกเครื่องที่โฆษณาเครื่องมือแบบเรียงซ้อนไม่เหมือนกัน บางหัวสามารถยกได้ 2 ระดับ เฉพาะท่อเล็กเท่านั้น ส่วนอื่นๆ ได้รับการออกแบบมาสำหรับสามระดับขึ้นไปและมีกองแม่พิมพ์ที่มีน้ำหนักมาก ซอฟต์แวร์เครื่องจักรยังต้องรองรับลำดับสแต็ก รวมถึงการเลือกระดับเครื่องมือในช่วงกลางของโปรแกรมการโค้งงอ ขอการจำลองชิ้นส่วนตัวอย่างและข้อความระบุความสูงสูงสุดของปึกกระดาษเป็นลายลักษณ์อักษร การเข้าถึงบริการเข้าถึงตัวจับยึดดายแรงดันและบริเวณดายไวเปอร์นั้นคุ้มค่าที่จะตรวจสอบเมื่อเครื่องจักรอยู่ในสถานะจ่ายไฟ
สำหรับชิ้นส่วนที่มีการโค้งงอในหลายระนาบ เครื่องดัดเซอร์โว 3D แบบเต็มหัวสองหัวจะขยายลอจิกเดียวกันให้ดียิ่งขึ้นไปอีก หัวสองหัวสามารถทำงานบนปลายด้านตรงข้ามของท่อ และการหมุนที่ควบคุมด้วยเซอร์โวทำให้สามารถลำดับที่ทับซ้อนกันได้ในหนึ่งรอบ
3D Double-Head Full-Servo เครื่องดัดท่อ เครื่องดัดไฟฟ้าทั้งหมดนี้ทำงานปลายท่อทั้งสองพร้อมกันในรอบเดียว โดยรองรับท่อได้สูงถึง 180 มม. และจุดโค้งงอได้สูงสุดถึง 300 จุด เหมาะสำหรับท่อยาวและละเอียดในงานยานยนต์ เครื่องจักร และเครื่องปรับอากาศ ดูผลิตภัณฑ์ → เมื่อข้อมูลจำเพาะของเครื่องจักรชัดเจนแล้ว ให้เปรียบเทียบราคารวมของแพ็คเกจเครื่องมือ ไม่ใช่แค่ราคาพื้นฐาน สแตกสองระดับในทุกสถานีมีราคาพอๆ กับระบบเปลี่ยนด่วนขนาดเล็ก การตัดสินใจควรขึ้นอยู่กับส่วนผสมชิ้นส่วนจริงของคุณและขนาดชุดที่บันทึกไว้ในช่วงหกเดือนที่ผ่านมา
คำตอบสั้นๆ สำหรับคำถามก็คือ เครื่องมือที่วางซ้อนกันบนเครื่องดัดท่อ CNC เป็นวิธีหนึ่งในการถือชุดเครื่องมือดัดงอครบชุดตั้งแต่ 2 ชุดขึ้นไปบนหัวเดียวกันและเลือกตามโปรแกรม ข้อดีคือสามารถสร้างรัศมีได้หลายรัศมีในการจับยึดเพียงครั้งเดียว โดยที่ผู้ปฏิบัติงานไม่ต้องดำเนินการใดๆ ค่านี้มาจากการเปลี่ยนแปลงที่น้อยลง ความสามารถในการทำซ้ำที่ดีขึ้น และผลผลิตต่อกะที่สูงขึ้น ตัวเลือกที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับกลุ่มชิ้นส่วน ขนาดชุดงาน และข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ เมื่อคุณเปรียบเทียบ เครื่องดัดซีเอ็นซี ให้ถามว่าหัวสามารถบรรทุกปึกได้กี่ระดับ และจะให้บริการอย่างไร คำตอบนั้นจะบอกคุณว่าเครื่องจักรนั้นถูกสร้างขึ้นสำหรับงานที่คุณใช้งานจริงหรือไม่