Con la mejora continua del nivel de producción en la industria manufacturera de China, mecanizado por punzón CNC, como un método de procesamiento de chapa flexible, juega un papel extremadamente importante en el complejo campo del procesamiento de chapa comercial personalizado. Para aprovechar aún más el papel del mecanizado CNC de chapa metálica en todo el proceso de producción y fabricación, y para mejorar la eficiencia de la aplicación de las punzonadoras, el taller comercial de procesamiento de chapa ha integrado la aplicación de máquinas compuestas de perforación y cizallamiento CNC. Es un equipo de procesamiento de chapa eficiente que integra tecnología de control por computadora, tecnología de microelectrónica, tecnología de monitoreo remoto y tecnología de fabricación de precisión. La máquina compuesta de perforación y cizallamiento CNC está equipada con dispositivos automáticos de carga y descarga, dispositivos automáticos de clasificación y apilamiento, y dispositivos de acoplamiento automático para almacenes tridimensionales, e integra métodos de gestión de información, en última instancia, la integración de un modo de aplicación de procesamiento de chapa basada en unidad de corte y punzonado CNC totalmente automático.
La máquina compuesta de punzonado y cizallado CNC consiste principalmente en una punzonadora CNC y una máquina de corte en ángulo recto CNC, como se muestra en la Figura 1. Se instala una biblioteca de moldes giratorios tipo disco en la punzonadora CNC, que puede lograr un procesamiento de formación de características de piezas de trabajo de chapa metálica como punzonado, recorte y flanging; La máquina de corte de ángulo recto CNC está equipada con tijeras de dirección X e Y para cortar y separar las placas después de completar una serie de procesamiento de características.
El requisito previo para lograr un procesamiento completamente automático es que las piezas deben cumplir con el rango de procesamiento del equipo, por lo tanto, los parámetros básicos de procesamiento del equipo deben aclararse primero. La máquina compuesta de perforación y cizallamiento CNC tiene una presión de perforación de 30t y una fuerza de cizallamiento de 20t; El almacén de la torreta tiene 55 estaciones de trabajo de moldes, incluyendo 21 estaciones de trabajo A (principalmente para pequeños moldes de mecanizado de características universales, que generalmente no requieren cambios frecuentes de molde durante la conmutación de pedidos), estaciones de trabajo 24 B, Y 2 estaciones de trabajo de rotación especiales (principalmente para moldes de mecanizado de características universales de tamaño mediano, con una carrera de perforación más grande para mejorar la eficiencia de procesamiento de las piezas, y estaciones de trabajo de rotación para un ajuste conveniente de rectangular, poligonal y otros ángulos de mecanizado), estaciones de trabajo 4 C y estaciones de trabajo 2 D, dos estaciones de trabajo E (C, D, Las estaciones de trabajo E son generalmente grandes estaciones de trabajo de corte universal y procesamiento de características especiales, como persianas, orificios de reborde y cascos convexos); Los moldes de diferentes características tienen códigos dedicados, como RO para agujeros circulares, RE para rectángulos, DJ para polígonos y SQ para cuadrados; El rango máximo de procesamiento del equipo a la vez: eje X 3000mm, eje Y 1500mm, espesor máximo de la placa de procesamiento 6,35mm, Y el espesor máximo de la placa de 4mm para el corte en ángulo recto (Q235 hecho de placa de acero); Punzonado de precisión de mecanizado: ± 0,10mm.
Las dos tijeras de las tijeras de ángulo recto CNC son perpendiculares entre sí, y una de las tijeras de dirección X se puede cortar continuamente, eliminando el proceso de corte manual de las materias primas antes del procesamiento, mejora de la eficiencia del corte de la hoja en el proceso de producción. Al mismo tiempo, también puede seleccionar el diseño óptimo de acuerdo con el contorno de las piezas, reduciendo efectivamente el desperdicio de materias primas. El diseño de dos tijeras de ángulo recto CNC se muestra en la Figura 2, donde la longitud de las tijeras de dirección X es más larga que la de las tijeras de dirección Y, Y los dos se instalan perpendiculares entre sí en un ángulo de 90 °. La máquina de compuesto de perforación y cizallamiento CNC tiene dos modos de trabajo para el cizallamiento: cizallamiento completo y medio cizallamiento. Cuando se corta completamente, las tijeras de dirección X e Y cortan hacia arriba y hacia abajo al mismo tiempo. La forma de las Partes de cizallamiento es relativamente regular, con bordes de Cathetus obvios; Al cortar a la mitad, las tijeras en dirección Y se levantan por encima de la cabeza, y las tijeras de dirección X se cortan por separado hacia arriba y hacia abajo. Las partes cortadas son generalmente de mayor tamaño y se utilizan principalmente cuando hay interferencia en la forma característica en la dirección Y. El proceso de programación CNC los establece de acuerdo con la situación real.
Los residuos y las partes separadas por la cizalla en ángulo recto se transportan a través de una cinta transportadora automática de cepillos. Los diferentes tamaños de materiales de desecho se introducen automáticamente en dos tipos diferentes de contenedores de desecho configurados a mitad de camino durante el proceso de transporte. El proceso de clasificación y el proceso de corte de residuos y piezas se llevan a cabo simultáneamente, mientras se realizan cortes y clasificadores. Los pequeños residuosDurante el procesamiento del molde es transportado síncrono por otro dispositivo de transporte, asegurando el funcionamiento continuo y estable de la punzonadora y evitando el desperdicio de equipo en espera. Todo el proceso de procesamiento intenta convertir la conmutación interna a la conmutación externa, mejorando en gran medida la eficiencia de procesamiento de las piezas de chapa.
Cuando las máquinas compuestas de punzonado y cizallado CNC procesan piezas de chapa con diferentes espesores de placa, la Biblioteca de moldes de torreta de la punzonadora CNC reemplaza los moldes de punzonado o conformado con diferentes espacios libres de acuerdo con los estándares del proceso. El corte de ángulo recto CNC ajusta el espacio de corte a través del control eléctrico para garantizar la calidad de la sección transversal del procesamiento de piezas de chapa.
La importancia del compuesto de perforación y cizalla CNC
La función de corte en ángulo recto proporciona una garantía básica para la clasificación y apilamiento automático de piezas en el procesamiento automático de anidación, y es una parte funcional indispensable de la unidad de procesamiento para lograr un procesamiento completamente automatizado. Sin embargo, El mecanizado por punzón CNC tradicional requiere el corte manual de la chapa metálica utilizando una máquina de corte de acuerdo con las dimensiones generales de las piezas, y luego Editar el programa CNC para ingresar a la etapa de mecanizado.
Las ventajas del procesamiento de anidación de la máquina compuesta de perforación y cizallamiento CNC se resumen de la siguiente manera: el diseño del procesamiento se lleva a cabo mediante un software de programación de anidación automática, Y el corte automático y la separación de piezas y materiales de desecho se llevan a cabo, mejorando la tasa de utilización de las materias primas; La máquina herramienta tiene un alto grado de integración, eliminando el proceso de transporte manual de chapa, mejorando la precisión de mecanizado de las piezas de chapa, reducir el desperdicio de manipulación y espera durante el proceso de mecanizado, y mejorar la eficiencia de mecanizado de la máquina herramienta.
Composición de las unidades de procesamiento
La Unidad de punzonado CNC totalmente automática se compone de dispositivos de hardware automatizados y sistemas de control de información, y su estructura general se muestra en la Figura 3. El dispositivo de hardware de automatización incluye 8 módulos funcionales: Carro de acoplamiento automático de materia prima, dispositivo de carga automática de materia prima, máquina compuesta de perforación y corte CNC, dispositivo de exportación automática de residuos, Dispositivo de pulverización de código automático, dispositivo de clasificación y apilamiento automático de parte, carrito de acoplamiento automático de parte y dispositivo de protección fotoeléctrica; el sistema de control de información incluye un sistema de control de punzón (Sistema de Control de mecanizado de punzonado CNC y Sistema de Control de corte de ángulo recto CNC), un módulo de interacción del sistema de control de punzón MES WCS, Y un módulo de sistema de control de protección Optoelectrónica. Los ocho principales módulos funcionales de hardware son la base para la implementación de procesos de mecanizado completamente automatizados, mientras que el módulo de interacción del sistema de control de perforación MES WCS es la clave para lograr la gestión de la información en unidades de mecanizado.
La unidad de procesamiento adopta el sistema MES para la programación automática de la producción, Y el software de programación captura automáticamente los detalles de la Orden y realiza el anidamiento de acuerdo con los requisitos de la orden para garantizar que las piezas programadas automáticamente de acuerdo con la orden se pueden producir utilizando especificaciones estándar de materias primas. Las especificaciones estándar de las materias primas son la base del almacenamiento automatizado, y las materias primas después de la anidación están completamente dispuestas para evitar el desperdicio de materias primas. La función de corte de ángulo recto realiza la separación de partes después de anidar.
Función de alimentación automática
La función de alimentación automática es la base para el acoplamiento automático de materias primas entre la unidad de procesamiento y la Biblioteca tridimensional. El sistema MES no solo envía tareas de pedido a la unidad de punzonadora, sino que también sincroniza la información de materia prima de Especificación estándar requerida para su procesamiento al centro de programación de almacén tridimensional inteligente. El Centro de programación coincide con los palés de materia prima necesarios en el almacén de acuerdo con el orden de las tareas de salida y emite automáticamente las instrucciones de salida. En este momento, solo confirme que la máquina herramienta puede procesar normalmente, y las paletas de materia prima correspondientes se enviarán al puerto de recepción de la materia prima de la máquina herramienta, recupere el palé de la materia prima a través del acoplamiento del carro de carga automático y transfiera el palé de la materia prima a la posición de carga automática. Para adaptarse a la alimentación de hojas diferentes, el dispositivo de alimentación automática separará las ventosas de alimentación para evitar la succión vacía de la hoja, como se muestra en la Figura 4. El dispositivo de separación de placas está instalado en el manipulador de carga. Mientras recogía el material, una esquina de THLa placa se levanta y la placa se agita continuamente para completar un conjunto completo de acciones para la separación de la placa (simulando la separación manual). Una vez completada la succión, también se requiere la medición automática del espesor. La Medición del espesor es principalmente para confirmar si las materias primas son consistentes con los requisitos del pedido y evitar un procesamiento incorrecto. Si el espesor de la placa de succión excede el espesor de una hoja, el dispositivo de detección de la placa se alarmará y la máquina dejará de funcionar. Si se detecta que el espesor de la placa de succión es el espesor de la hoja especificada, la máquina continuará trabajando. Finalmente, las materias primas se transfieren a la abrazadera de posicionamiento de la máquina herramienta a través de la ventosa de alimentación para su posicionamiento y sujeción. En este punto, la unidad de procesamiento ha completado un conjunto completo de procesos automáticos de carga de materia prima.
Función de clasificación y apilamiento automático
El corte en ángulo recto CNC es un requisito previo para lograr la clasificación y el apilamiento automáticos de piezas. Las piezas separadas son productos semiacabados y el dispositivo de apilamiento clasifica y apila los productos semiacabados. El tamaño mínimo de la placa de apilamiento requerido por el dispositivo de apilamiento automático es de 400mm × 100mm, con un tamaño de formato máximo de 3000mm × 1500mm, espesor máximo de la placa 4mm (placa de acero al carbono), espesor mínimo de la placa 0,5mm, peso máximo de apilamiento 3000kg.
El programa CNC de la Unidad de mecanizado adopta el software de programación de anidación automática. Después de que se genera el programa de mecanizado, el módulo de programa de clasificación identifica las partes dentro del programa. Las partes con el mismo Código se asignan a la misma área de la bandeja de productos semiacabados, y el área de apilamiento se muestra en la Figura 5. La altura máxima de apilamiento en la misma área es de 500mm. Si la altura excede esto, el área de apilamiento se reasigna para evitar el problema de apilamiento excesivo causado por el número excesivo de piezas con el mismo Código.
Después de que se emite el programa de procesamiento, el sistema confirmará la colocación real de las piezas en el área de apilamiento nuevamente, y el sistema de inducción fotoeléctrica También detectará la altura de apilamiento de las piezas. Si hay una situación en la que las piezas en el área de apilamiento del producto semiacabado son retiradas por el siguiente proceso orden urgente, el operador debe restablecer el número correspondiente del área de apilamiento, para que el sistema pueda volver a incluirlos en el área de almacenamiento y evitar el desperdicio de espacio en el área de apilamiento. Después de confirmar que el área de apilamiento cumple con los requisitos para apilamiento de piezas, el dispositivo de clasificación separará y cargará las partes con el mismo Código y las apilará en secuencia. La clasificación adopta un dispositivo de clasificación y paletización automático tipo rodillo dividido, que clasifica y paletiza automáticamente las piezas de trabajo cortadas en palés semiacabados. Las paletas se colocan en un carrito interactivo de corte especial. Después de completar el procesamiento del pedido, el carro interactivo recibe la instrucción de retorno del producto semiacabado y transporta los palés del producto semiacabado a la entrada de la unidad de procesamiento correspondiente del almacén tridimensional. El coche de transporte de almacén tridimensional ingresa automáticamente las paletas de productos semiacabados. El sistema MES sincroniza la creación de información de devolución de palés semiacabados. Al salir del almacén, solo necesita buscar el número de pedido correspondiente para encontrar la ubicación y el número de palé del almacén tridimensional donde se encuentra el pedido. Esto crea un orden de tareas saliente automático y realiza la salida de las piezas semiacabadas.
MES programación y envío automático
Las órdenes de producción de la unidad de procesamiento son enviadas automáticamente por el sistema MES de acuerdo con la lógica de programación planificada. La información de pedido incluye datos de información necesarios para la producción, tales como materiales de pieza, cantidades, especificaciones y códigos de tamaño, información gráfica y textual, información de programa, información de flujo de proceso, horas de procesamiento, etc. Académicos como Li Yakai y Shen Yan discutieron el sistema de programación de producción que coordina SOA y tecnología de fabricación flexible. Analizar específicamente los problemas de planificación y programación en el proceso de producción, y describir la forma y la implementación del envío de producción a la máquina, proporcionando una solución para el problema de envío de las unidades de procesamiento. La tarea de producción de la Unidad de punzonado CNC totalmente automática adopta una copia de seguridad y un uso, es decir, el sistema MES asigna dos órdenes a la misma máquina herramienta, siendo el primero un orden en proceso y el segundo un orden preparatorio. Después de la finalización de la Orden en proceso, la orden preparatoria se convierte automáticamente en una orden en proceso. La lista de tareas de producción de equipos automáticos IS se muestra en la Figura 6. El Módulo de interacción entre MES y WCS programa simultáneamente el almacén tridimensional para emitir tareas de salida de la materia prima y las tareas de entrada de la materia prima del pedido anterior. La preparación antes de que comience el procesamiento y, a través de la operación cruzada del orden, se reduce el tiempo de conmutación interno, se reduce el modo de espera de la máquina herramienta, se mejora la utilización del equipo y, en última instancia, se logra una producción eficiente.
Producción totalmente automatizada de unidades de procesamiento
Después de recibir la tarea de producción asignada por el sistema MES, la Unidad de perforación CNC totalmente automática solo necesita verificar los requisitos de configuración del molde del programa de procesamiento y confirmar la seguridad del entorno de producción para comenzar la producción de la Orden. En este momento, el equipo procesará de acuerdo con el código NC del programa. Si las partes involucradas en el pedido tienen procesos especiales, el sistema proporcionará un mensaje de reemplazo del molde al comenzar la producción del pedido, y los moldes correspondientes para el proceso se reemplazarán y complementarán manualmente.
Cuando el sistema MES recibe retroalimentación sobre la información de procesamiento de la tarea de pedido iniciada por la unidad de procesamiento, envía síncrono la tarea de salida de materia prima correspondiente al sistema de programación WCS de almacén tridimensional. El camión de transporte tridimensional del almacén transporta el palé de materia prima correspondiente a la posición de acoplamiento del carro receptor de la unidad de procesamiento. En este momento, la unidad de procesamiento recibe la información de llegada de la materia prima, y el sistema envía el carro de recepción para la recuperación de material. Todo el proceso de procesamiento no requerirá intervención manual. Después del procesamiento, se lleva a cabo la clasificación automática y el apilamiento de piezas y el transporte de residuos. El Sistema de Clasificación y apilamiento se divide según el tipo de piezas y completa el trabajo de clasificación y apilamiento en secuencia. El sistema toma los pedidos como un ciclo y registra la información de estado de toda la unidad de procesamiento hasta que se complete el pedido. Durante el proceso, el trabajo se informa automáticamente y el panel de control de administración de información de la línea de producción se muestra en la Figura 7. Una vez completado el pedido, las piezas semiacabadas se acoplan automáticamente con la lanzadera de almacén tridimensional para almacenamiento, y la información de almacenamiento se sincroniza con el sistema MES.
Además, la unidad de procesamiento está equipada con una máquina todo en uno de PC en red, que permite a los operadores iniciar sesión en la interfaz del sistema MES a través de la máquina todo en uno de PC. En la página de información de informes de pedidos, pueden ingresar directamente al sistema de documentos básicos internos de la empresa haciendo clic en el número de gráficos, que está asociado con los requisitos de procesamiento y los dibujos de diseño de las partes correspondientes, para realizar la inspección inicial de las piezas. El proceso de gestión de la información facilita enormemente las operaciones in situ.
Con el continuo desarrollo de la industria manufacturera de China, la aplicación de unidades de mecanizado totalmente automatizadas que integran la automatización y la informatización se generalizarán cada vez más. La Unidad de troquelado y corte CNC totalmente automatizada descrita en este artículo, con máquinas compuestas de punzonado y cizallado CNC como cuerpo principal, utiliza un enfoque de gestión de procesos basado en información, aprovechando completamente las ventajas de procesamiento de los equipos de automatización y, en cierta medida, logrando un modo de producción de chapa menos orientada a los humanos. Esto tiene una importancia de referencia importante para lograr una producción completamente automatizada en industrias de fabricación discretas, como el procesamiento de chapa.
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