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Dec 12, 2023

Modernisierungen beim Blechbiegen helfen Metallverarbeitern bei Arbeitskräftemangel

Fortschritte in der Plattenbiegetechnologie helfen Herstellern, schneller und schneller zu biegen

Fortschritte in der Plattenbiegetechnologie helfen Herstellern dabei, schneller und mit weniger Arbeitsaufwand zu biegen. TRUMPF

Das Auffinden, Halten und Ausbilden von Personal stellt für Hersteller nach wie vor eine Herausforderung dar, und Biegebetriebe bilden da keine Ausnahme. Plattenbiegemaschinen wurden entwickelt, um das Biegen zu vereinfachen, effizienter zu machen und die Belastung der Biegearbeiter zu verringern.

An den Blechbiegemaschinen selbst wurden Verbesserungen vorgenommen, um den Effizienzkurs fortzusetzen. Es wurden Verbesserungen in der Technologie entwickelt, um die Arten von Profilen, Größen und Komponentenbereichen, die gebogen werden können, zu erweitern; die Materialhandhabungsaspekte automatisieren; Erhöhen Sie die Anzahl der Werkzeuge, die in der Maschine aufbewahrt werden können. und die Konsistenz des ersten Gutteils verbessern.

Fachexperten für das Panelbiegen von vier OEMs – TRUMPF Head of Smart Factory Applications and Automated Bending Franziska Mashowski, Ursviken Pivatic General Manager Jamie Sims, Prima Power System Sales Manager Fred Cooke und Salvagnini Sales and Applications Engineering Manager Peter Kitzler – beschreiben die Technologie und seine Upgrades.

Vor welchen Herausforderungen stehen Metallverarbeiter derzeit im Zusammenhang mit dem Biegen und insbesondere beim Biegen von Platten?

Franziska Mashowski, TRUMPF: Die Arbeit bleibt eine Herausforderung. Biegefähigkeiten sind sehr gefragt und sehr schwer zu bekommen. Oft wird uns gesagt, dass es schwierig ist, Personal zu finden, das bereit ist, den Umgang mit einer Biegemaschine zu erlernen.

Dies hat dazu geführt, dass viele Metallverarbeiter Schulungen und Unterstützung anbieten, um in ihren Unternehmen organisch qualifizierte Biegekräfte aufzubauen. Leider ist die Ausbildung eines Bedieners auf einem hohen Qualifikationsniveau ein zeitaufwändiger Prozess und es kann schwierig sein, erfahrene Biegebediener zu behalten.

Fred Cooke, Prima Power: Plattenbieger sind äußerst effektive Systeme für Hersteller, da sie die Rüstzeit verkürzen, sich automatisch an unterschiedliche Materialarten und -stärken anpassen und die Qualität mit wiederholbaren Maschinen verbessern. Die Herausforderung besteht darin, den Bieger mit großen Rohlingsmengen – typischerweise 400 bis 600 Platten in einer Acht-Stunden-Schicht – zu beschäftigen und die Teile mit minimalem Kontakt abzuladen, in die richtige Reihenfolge zu bringen und zu sortieren.

Peter Kitzler, Salvagnini: Die industrielle Nachfrage verändert sich. Seit vielen Jahren schrumpfen die Produktionschargen/Losgrößen, während die Erwartung besteht, alle drei Ecken des Projektmanagementdreiecks (Preis, Qualität und Lieferung) zu verbessern. Diese Anforderung bedeutet, dass der Herstellungsprozess insgesamt hinsichtlich Flexibilität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit verbessert werden muss. In einer kürzlich durchgeführten Umfrage unter US-Herstellern sagten sie, dass der Durchsatz ebenso drängend sei wie der Arbeitskräftemangel. Daher stehen Hersteller neben der Suche nach Bedienern vor der Herausforderung, die beste Ausrüstung zu finden.

Beim Biegen von Teilen besteht die Herausforderung darin, sicherzustellen, dass die Rüstzeit der Werkzeuge auf ein Minimum beschränkt wird und die Produktion auf eine Null-Ausschussrate zusteuert.

Jamie Sims, Ursviken Pivatic: Plattenbieger ermöglichen schnellere Biegezykluszeiten, weisen jedoch Einschränkungen hinsichtlich der Profiltypen und Biegehöhen auf. Sie können auch beim Biegen von Teilen, die länger als 10 Fuß sind, eingeschränkt sein.

Der Multipanel-Bieger verfügt optional über einen Manipulator, der das Teil von hinten sichert, sodass auch sehr schmale Teile bearbeitet werden können. Ursviken Pivatic

Wie entwickeln sich Plattenbieger weiter, um diese Herausforderungen zu meistern? Welche aktuellen und kritischen Entwicklungen sehen Sie?

Kitzler: Der Plattenbieger entwickelt sich auf verschiedene Weise weiter. Erstens gibt es Automatisierung. Plattenbiegemaschinen wurden ursprünglich entwickelt, um eine neuere Technologie anzubieten, die es Herstellern ermöglicht, vier oder mehr Abkantpressen zu ersetzen. Diese hochautomatisierte Technologie hilft nicht nur bei Arbeitsproblemen, sondern verbessert auch die Teilegenauigkeit und die erhöhte Geschwindigkeit bei der Herstellung von Teilen ist erheblich. Normalerweise benötigt ein Blechbieger in einer Schicht fünf Sekunden pro Biegung.

Die automatische Werkzeugbestückung ist ein weiterer Bereich der Plattenbiegetechnologie, der sich ständig weiterentwickelt. Abhängig von den Teilen, die der Hersteller produziert, können Plattenbieger Biegehöhen von 10 Zoll erreichen und Funktionen zur Herstellung sehr kleiner Teile implementieren. Eine weitere wichtige Entwicklung betrifft die Software. Alle Softwareanwendungen rund um das Plattenbiegen, wie CAD/CAM, 3D-Konstruktion, Maschinenprogrammierung, Parametrik, das Auftragsabwicklungssystem und das Produktionsmanagement im Allgemeinen, entwickeln sich zu einem noch höheren Automatisierungsgrad. Produktionsmaschinen und zugehörige Softwareanwendungen müssen für jeden nutzbar werden, der auch über geringe Qualifikationen in der Blechbearbeitung verfügt.

Cooke: Unsere Plattenbiegemaschinen haben sich in den letzten Jahren erheblich weiterentwickelt und sich von Einzelmaschinen, die manuell beladen werden mussten, zu integrierten Systemen entwickelt. Dies hatte große Auswirkungen auf den gesamten Prozess. Zuschnitte können per Coil direkt den Ladevorrichtungen der Stanzmaschinen, wie der Stanz-Scheren-Kombination Shear Brilliance oder der Stanz-Laser-Kombination Combi Genius, zugeführt werden.

Diese Innovation hat zu einer Reduzierung des Arbeitskräftebedarfs geführt, da ein Bediener nun die Rolle des Vorgesetzten übernehmen kann. Mit einem 18-ga., 15.000-Pfund. Da die Spule mehr als 140 Rohlinge mit einer Größe von 60 x 120 Zoll bereitstellen kann, kann das System jedes Mal die richtige Länge schneiden. Die Folge sind explodierende Erträge und sinkende Kosten. Darüber hinaus übergibt der Bieger die Teile an den nächsten Prozess und liefert so nachgelagerte Daten.

Mashowski: Eine Biegemaschine ist eine Maschine, die zur Optimierung des Biegeprozesses entwickelt wurde. Dies wird erreicht, indem der Biegevorgang vereinfacht und gleichzeitig die Effizienz gesteigert wird. Ein Teil, das auf einer Abkantpresse ein paar Minuten dauern kann, kann in der Hälfte oder einem Drittel dieser Bearbeitungszeit gebogen werden. Diese Effizienzsteigerungen werden durch das kontinuierlich schnellere Laserschneiden und andere vorgelagerte Vorgänge noch wichtiger.

Das Biegen von Platten erleichtert auch den Bedienern den Biegevorgang. Der Bediener muss das Material nicht mehr bei jeder Biegung handhaben. Dies reduziert Ermüdungserscheinungen und die Möglichkeit von Fehlern während des Biegeprozesses. Bei einem Blechbieger muss ein Bediener das Teil nicht an einen Anschlag legen und sich auf seine Koordination verlassen, um ein gutes Teil herzustellen. Plattenbieger erledigen dies alles durch einen automatisierten und zuverlässigen Prozess. Ein Rohling wird in die Maschine eingelegt und der Blechbieger fertigt das ganze Teil.

Sims: Plattenbieger sind aufgrund der interpolierten Biegemesserbewegungen sehr präzise und flexibel, wodurch sowohl kleine als auch große Radien in den Biegungen möglich sind, ohne dass ein Werkzeugwechsel erforderlich ist. Unser Multipanel-Biegegerät wurde entwickelt, um das Tageslicht für Anwendungen mit mehr als 12 Zoll zu erhöhen. Biegehöhen und 13 Fuß. Längen in einer einzigen Maschine. Sie können Bauteile mit einer Länge von bis zu 26 Fuß biegen, wenn die Biegemaschinen als Tandem konfiguriert sind.

Wie gehen Sie mit diesen Herausforderungen um? Was haben Sie bei den Plattenbiegemaschinen neu oder bedeutsam entwickelt?

Cooke: Hersteller wollen die Kontrolle über die Produktionsreihenfolge. Wir haben mehrere große Biegemaschinen mit unserem Kommissionier-/Stapelroboter installiert. Ein kartesischer Pick-and-Place-Greifer ermöglicht es dem Bieger, gleichzeitig mehrere Tische und Kassetten aus Lagersystemen zu entnehmen. Während eine Kassette gewechselt wird, läuft die andere. Auf diese Weise verpasst der Bender nie einen Takt.

Die Plattenbiegemaschinen von Prima können in automatisierte Be- und Entladegeräte integriert werden. Prima Power

Zum Entladen können Bediener die Teile direkt auf ein Förderband schicken, wo Nachbearbeitungsvorgänge wie Clinchen, Punktschweißen oder Schaumfüllen durchgeführt werden können. Nachdem die Teile gebogen sind, kann ein Ladegreifer die Teile automatisch stapeln. In einigen Fällen können Biegebediener einen zweiten Ladegreifer am Träger verwenden, um die Taktzeiten weiter zu verkürzen. Dies gilt für leicht stapelbare Teile.

Für kompliziertere Stapelungen empfiehlt sich ein 6- oder 7-Achs-Industrieroboter. Die neue Entwicklung bei fahrerlosen Transportfahrzeugen schließlich sind autonome mobile Roboter (AMRs), die Teile auf Stationen laden.

Mashowski: Jeder automatisierte Prozess bringt erhebliche Vorteile mit sich. Die Schwierigkeit, mit der viele Metallverarbeiter zu kämpfen haben, besteht darin, festzustellen, ob ihre Teile und Anwendungen für das Biegen von Platten geeignet sind. Das Biegen von Platten ist eine effiziente und produktive Möglichkeit, Teile zu formen, aber nur, wenn die Teile in den Anwendungsbereich dessen passen, was ein Plattenbieger leisten kann.

Eine häufige Einschränkung beim Biegen von Platten ist die Flanschhöhe und die Kastenhöhe. TRUMPF hat die TruBend Center 7020 vorgestellt, die eine Kastenhöhe von bis zu 13,7 Zoll Höhe bilden wird. Dies eröffnet ein neues Anwendungsspektrum für Gehäuse und Schaltkästen bis hin zum Biegen von Platten, ohne dass Geschwindigkeit oder Flexibilität darunter leiden.

Sims: Ein einzigartiges Merkmal ist die Multitool-Konsole, mit der Bediener bis zu fünf Biegemesser an derselben Maschine installieren können. Dies erhöht die Flexibilität. Der Multipanel-Bieger verfügt optional über einen Manipulator, der das Teil von hinten sichert, sodass auch sehr schmale Teile bearbeitet werden können.

Kitzler: Salvagnini hat die Plattenbiegemaschinen so entwickelt, dass sie in allen Aspekten des Biegevorgangs vollständig automatisiert sind und keine Einrichtung erfordern. Dazu gehören auch spezielle Werkzeuge für spezielle Biegevorgänge. Folglich können alle Plattenbiegemaschinenmodelle ohne menschliche manuelle Einrichtung und mit höchster Flexibilität im Produktionsplan betrieben werden. Das reicht vom Einzelstückfluss bis hin zur Produktion mittlerer Losgröße. Auf der Automatisierungsseite sind alle Maschinenmodelle und -größen für die vollständige Integration in FMS [Flexible Fertigungssysteme] oder vollautomatische Stand-Alone-Systeme vorbereitet.

Kompakte Plattenbiegemaschinen und Plattenbiegemaschinen mit geringem Automatisierungsgrad können weiterhin für den manuellen Betrieb sowie für die Be- und Entladung durch Roboter installiert und eingerichtet werden. Salvagnini nennt diese Technologie P-Robot.

Blechbieger müssen in der Lage sein, ein „erstes Gutteil“ herzustellen. Heutzutage kann sich die Blechindustrie nicht den Luxus leisten, zusätzliche Teile für die Teilequalifizierung und die Feinabstimmung von Produktionsabläufen zu stanzen oder zu lasern. Aus diesem Grund hat Salvagnini eine Technologie entwickelt, die Rohmaterialinkonsistenzen und Materialeigenschaftenschwankungen bei Blechdickentoleranzen und Zug-/Streckfestigkeiten erkennt. Sobald es erkannt und gemessen wird, wird es automatisch kompensiert und aufgezeichnet. Dies sind Standardfunktionen in jedem Plattenbiegermodell.

Schließlich ist der Energieverbrauch ein heißes Thema. Salvagnini verwendet bei allen seit 2015 hergestellten Biegemaschinenmodellen elektrische Antriebssysteme, sogenannte Aktuatoren. Diese Technologie, gepaart mit elektrischen und pneumatischen Anwendungen, hat den Energieverbrauch unserer Plattenbiegemaschinen auf ein so niedriges Niveau gesenkt, dass der Energieverbrauch keine Rolle mehr spielt.