CNC 벤딩 머신은 어떻게 작동합니까? 구성 요소, 단계 및 정밀도 설명

차량의 단일 연료 라인은 튜브 400mm 내에서 3개의 굴곡을 지닐 수 있습니다. 두 번째 굴곡이 목표에서 0.5도 벗어나면 라인이 더 이상 포트를 충족하지 못하고 조립이 중지됩니다. 이것이 CNC 벤딩 머신이 해결해야 할 정확한 문제입니다. 작동 방식에 대한 간단한 대답: 기계는 프로그래밍된 부품 파일을 조정된 서보 모션으로 변환합니다. 튜브를 정확한 길이로 공급하고 정확한 방향으로 회전시키고 정확한 각도로 구부리는 동시에 인코더는 모든 축 위치를 컨트롤러에 실시간으로 보고하고 제어 시스템은 자동으로 스프링백을 수정합니다. 명령, 동작 및 측정의 폐쇄 루프가 1만 번 굴곡이 1번 굴곡과 일치할 수 있는 이유입니다.

작동 원리: 폐쇄 루프 제어 하에 조정된 3개의 축

튜브의 모든 굽힘은 세 가지 숫자, 즉 튜브가 굽힘 사이를 이동하는 거리, 굽힘 사이의 튜브 회전 및 굽힘 각도 자체로 완전히 정의됩니다. 기계 제작자는 이러한 축에 Y, B 및 C 라벨을 붙이고 부품 프로그램은 단순히 이러한 값을 순서대로 나열한 것입니다. 컨트롤러는 해당 목록을 서보 모터에 대한 모션 명령으로 변환하고, 모터는 캐리지, 콜릿 및 벤드 암을 구동하며, 각 축의 인코더는 초당 수천 번씩 실제 위치를 보고합니다. 실제 위치가 목표 위치에서 벗어날 때마다 컨트롤러는 동일한 주기 내에서 이를 수정합니다.

이 폐쇄 루프는 CNC를 NC 및 수동 작업과 분리하는 요소입니다. NC 기계는 기계적 정지 장치에 의해 설정된 위치에 도달하며 수동 벤딩은 작업자의 눈과 레버 느낌에 따라 달라집니다. CNC 기계는 자체적으로 측정, 비교 및 ​​조정하므로 배치 전체에 걸쳐 정확성이 유지됩니다. 아래 설명은 우리가 가장 잘 알고 있는 장비군인 튜브 및 파이프에 사용되는 로터리 드로우 방법을 따릅니다. 판금용 CNC 절곡기는 다른 툴링에 동일한 제어 논리를 적용합니다.

작업을 수행하는 핵심 구성 요소

컨트롤러 및 서보 드라이브

컨트롤러는 부품 프로그램을 일련의 굽힘 기록, 각 유지 거리, 회전, 각도 및 속도 데이터로 저장합니다. 거기에서 드라이브가 인계받습니다. 풀 서보 기계에서는 서보 모터와 볼 나사가 굽힘 축 자체를 포함한 모든 축의 위치를 ​​지정하므로 모션이 부드럽고 측정 가능하며 반복 가능합니다. 유압 기계는 굽힘력을 전달하기 위해 여전히 펌프와 실린더를 사용하지만, 인코더는 모든 최신 설계에 대한 위치 피드백을 처리합니다. 풀 서보 설계는 더 빠르게 반응하고 더 깔끔하게 작동하며 더 엄격한 반복 정확도를 유지하므로 정밀 튜브 작업을 지배합니다.

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굴곡을 형성하는 툴링 세트

다섯 가지 도구가 물리적인 작업을 수행합니다. 굽힘 다이는 굽힘 반경을 설정하고 튜브의 모양을 지정합니다. 클램프 다이는 튜브를 벤드 다이에 고정하여 두 개가 함께 회전하도록 합니다. 압력 다이는 굽은 부분의 바깥쪽을 따라 움직이며 곧은 다리를 지지합니다. 튜브 내부에서 맨드릴은 보어를 지지하여 굽은 부분이 주름지거나 무너지지 않도록 하며, 와이퍼 다이는 접선 지점에 위치하여 내부 반경에 주름이 형성되는 것을 방지합니다. 툴링 선택은 굽힘 품질이 승패를 좌우하는 부분이며, 멀티 스택 다이 설정은 수동 툴 교체 없이 한 부품에 여러 반경을 허용합니다.

포지셔닝 및 측정

캐리지의 측정 인코더는 튜브가 얼마나 멀리 공급되었는지 정확하게 추적하고, 회전식 인코더는 튜브 회전을 기록하며, 각도 인코더는 굽힘 자체를 추적합니다. 사양이 높은 기계에는 굽힘 후 각도 측정이 추가되어 명령된 각도와 달성된 각도 사이의 마지막 간격을 좁힙니다.

굽힘 주기, 단계별

모든 부품에서 기계는 동일한 순서로 실행됩니다.

1. 부품을 프로그래밍하십시오. 작업자는 증분 거리, 회전, 각도 등 굽힘 데이터를 입력하거나 가져옵니다. 컨트롤러는 어떤 것이 움직이기 전에 프로그램의 충돌을 확인합니다.
2. 로드하고 클램프합니다. 튜브는 맨드릴 위로 미끄러져 들어가 캐리지 콜릿의 후면 정지 장치에 고정됩니다.
3. 밥을 먹이다. 캐리지는 프로그래밍된 거리만큼 튜브를 앞으로 밀어냅니다.
4. 회전합니다. 콜릿은 튜브를 프로그래밍된 방향으로 회전시켜 다음 굽힘이 올바른 평면에 놓이도록 합니다.
5. 만곡부. 클램프 다이는 튜브를 굽힘 다이에 고정하고, 압력 다이는 전진하며, 맨드릴과 와이퍼 다이가 벽을 지지하는 동안 굽힘 다이는 프로그래밍된 각도로 회전합니다.
6. 릴리스 및 색인. 다이가 열리고 캐리지가 다음 굽힘 위치로 이송되며 부품이 완성될 때까지 이 순서가 반복됩니다.

3~6단계가 연속적으로 실행되므로 한 번의 처리로 6개의 굴곡과 3개의 회전이 있는 부품이 나옵니다. 두 개의 벤딩 헤드가 있는 기계는 긴 튜브의 양쪽 끝에서 동시에 작동하며 여러 평면에 벤드가 있는 3D 부품은 용접된 어셈블리 대신 단일 구성 요소로 생산됩니다. 더 넓은 용어를 한 곳에서 확인하려면 다음 가이드를 참조하세요. CNC 벤딩이란? 더 높은 수준의 프로세스를 다룹니다.

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스프링백: 기계가 의도적으로 과도하게 구부러지는 이유

금속은 탄력적입니다. 벤드 다이가 튜브를 풀면 재료는 재료, 벽 두께 및 굽힘 반경에 따라 일반적으로 1~5도 정도 원래 모양으로 되돌아갑니다. CNC 벤딩 머신은 오버벤딩을 통해 이에 답합니다. 컨트롤러는 약간 더 큰 각도를 명령하여 부품이 스프링백 후 대상에 안착되도록 합니다. 현대 시스템은 한 단계 더 발전합니다. 각도 측정 시스템은 완성된 굽힘을 확인하고 그 결과를 컨트롤러에 다시 공급하며 기계는 작업자의 입력 없이 부품 간 보정을 조정합니다.

위 차트는 적당한 반경으로 구부러진 일반 튜브 재질의 일반적인 스프링백 값을 보여줍니다. 구리와 같은 부드러운 재료는 회복력이 덜한 반면, 고강도 저합금강은 5도 이상 튀어 나올 수 있습니다. 특정 기계의 정확한 값은 반경 대 직경 비율, 벽 계수 및 툴링 상태에 따라 달라지므로 이러한 수치를 고정 상수가 아닌 계획 규모로 취급하십시오. 가장 중요한 것은 제어 시스템이 숫자로 수행하는 작업입니다. CNC 기계는 각 부품의 보정 값을 저장하고 이를 자동으로 적용하며 측정된 결과를 바탕으로 이를 미세 조정합니다. 폐쇄형 수정 루프는 기계가 전체 생산 실행에서 0.5도 범위를 유지하는 방법입니다.

유압식, 서보 전기식 또는 하이브리드: 드라이브 선택

두 구동 개념 모두 굽힘력을 적용하는 방법이라는 동일한 질문에 답하지만 서로 다른 작업에 적합합니다. 유압식 기계는 매우 높은 힘을 전달하므로 두꺼운 벽과 큰 직경의 튜브에 기본적으로 선택됩니다. 서보 전기 기계는 모든 축에 모터를 장착하여 사이클 속도, 에너지 사용 및 청결도 측면에서 승리합니다. 하이브리드는 유압식 굴곡 축과 서보 포지셔닝을 결합하며 중급 장비의 일반적인 절충안입니다.

숫자가 보여주는 것: 정확성과 능력

CNC 컨트롤이 실제로 무엇을 구매하는지 확인하는 가장 명확한 방법은 세 가지 컨트롤 세대를 나란히 배치하는 것입니다.

막대 차트는 세 가지 컨트롤 세대의 일반적인 굽힘 각도 허용 오차를 비교하며 낮을수록 좋습니다. 수동 굽힘은 작업자의 기술과 설정 품질에 따라 달라지므로 약 2도의 공차가 현실적인 생산 기대치입니다. NC 기계에는 기계적 정지 기능과 보다 일관된 위치 지정 기능이 추가되어 수치가 약 0.5도 수준으로 낮아집니다. 서보 축과 스프링백 보정 기능을 갖춘 CNC 기계는 반복 작업 시 일반적으로 0.2도 이상을 유지합니다. 여러 개의 굴곡이 있는 부품에서는 작은 각도 오류가 복합적으로 발생하므로 0.5도에서 0.2도 사이의 간격이 다운스트림 맞춤 및 마무리에 직접 나타납니다. 툴링 조건과 자재 배치도 중요한 역할을 하기 때문에 이는 보증이 아닌 일반적인 생산 값입니다.

레이더 차트는 0부터 10까지의 예시 등급을 사용하여 6개의 실제 치수에 걸쳐 동일한 세 가지 제어 유형의 점수를 매깁니다. CNC 벤딩은 정밀성, 반복성, 복잡한 형상 기능 및 작업자 기술로부터의 독립성을 제공하며 이는 바로 미션 크리티컬 부품이 요구하는 것입니다. 수동 작업은 여전히 ​​매우 간단한 부품, 단기 작업 및 일회성 수리 분야에서 그 자리를 차지하고 있으며 에너지 사용과 낮은 투자 측면에서 유리합니다. NC는 중간에 위치하며 자본 예산이 부족할 때 간단하고 반복적인 굴곡에 대한 합리적인 선택으로 남아 있습니다. 정답은 단일 점수가 아닌 부품 혼합, 배치 크기 및 허용 오차 요구 사항에 따라 달라집니다. 차트를 선별 ​​도구로 사용한 다음 자신의 튜브에 시험 굴곡을 적용하여 결정을 확인하십시오.

처리량: 작업 현장의 변화

세로 막대형 차트는 8시간 교대 근무 시 3개 굴곡 강철 튜브 부품의 일반적인 출력을 비교합니다. 작업자가 모든 부품을 설정, 확인 및 조정하기 때문에 수동 생산에는 약 120개의 부품이 사용됩니다. NC 기계는 각도 설정 작업을 제거하고 약 350개의 부품을 출력합니다. 자동 공급 기능이 있는 CNC 기계는 사이클을 더욱 단축하고 훨씬 적은 감독으로 실행되어 동일한 창에서 약 700개의 부품에 도달합니다. 실제 결과는 튜브 길이, 굴곡 수, 벽 두께 및 기계 주변의 로딩 자동화 수준에 따라 달라집니다. 차트를 용량 계획의 규모 순서로 취급한 다음 자체 주기 시간 연구를 통해 이를 확인합니다.

기계를 부품에 일치시키기

CNC 벤딩 머신 지정은 브로셔가 아닌 부품부터 시작됩니다. 구부려야 하는 가장 큰 튜브 직경과 벽 두께, 가장 좁은 반경, 부품당 구부리고 회전할 수 있는 횟수를 수정하세요. 두꺼운 벽, 큰 직경의 작업에는 튼튼한 프레임과 강력한 굽힘 축이 필요하고, 얇은 벽의 정밀 작업에는 맨드릴 툴링과 풀 서보 축이 필요합니다. 멀티 스택 다이와 빠른 전환으로 인한 높은 혼합 생산 이점과 안정적인 대용량 부품 공급 자동화는 물론 절단, 모따기 및 엔드 포밍 업스트림 및 다운스트림과의 통합을 정당화합니다. 구매자가 종종 건너뛰는 조달 세부 사항 중 하나는 공급업체가 기계를 배송하기 전에 어떻게 확인하는지 물어보는 것입니다. 공장 및 현장 승인 테스트, 중요 부품의 사내 가공, 90~120일과 같은 예측 가능한 배송 기간은 어떤 사양 시트보다 귀하가 받게 될 기계에 대해 더 많은 것을 말해줍니다.

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그렇다면 CNC 벤딩 머신은 어떻게 작동합니까? 부품 프로그램을 읽고, 서보 정밀도로 3개의 조정 축을 구동하고, 일치하는 다이 세트 사이에서 튜브를 형성하고 자체 결과를 측정하여 스프링백을 극복합니다. 명령, 동작 및 측정의 루프는 긴 튜브를 반복 가능한 정밀 구성 요소로 바꾸는 것입니다. 귀하의 부품에 대한 장비를 평가하는 경우 튜브 사양과 배치 크기를 보내주십시오. 견적을 요청하다 그래야 우리 엔지니어들이 귀하의 작업에 적합한 구성을 찾아드릴 수 있습니다.