Листогиб с ЧПУ: принцип работы, устройство

О чем речь? Листогиб с ЧПУ — станок с числовым программным управлением. Используется для обработки тонкого листового металла. Благодаря автоматизации позволяет добиться высокой точности изготовления изделий.

Как работает? Листогиб с ЧПУ выполняет запрограммированные сгибы с помощью матриц и пуансонов. Программы и оснастка меняются по мере необходимости. Однако есть у этого оборудования и недостатки.

Принцип работы листогиба с ЧПУ

Листогибочный станок применяется для обработки металлических листов и представляет собой универсальный инструмент. С его помощью из листов металла получают детали сложной формы во многих промышленных отраслях.

Листогибочный станок оснащен специальными устройствами, с помощью которых можно настраивать угол сгиба и радиус кривизны. Благодаря этому из листового металла получают сложные изделия и формы. На станке обрабатывают нержавеющую сталь, алюминий и другие виды металла.

На станке с ЧПУ можно выполнять сгибание с еще более высокой точностью, а также автоматизировать процесс. ЧПУ позволяет запрограммировать требуемые параметры сгиба, чтобы машина выполняла повторяющиеся операции практически без участия оператора. За счет программного управления станок настраивается быстрее, а производительность работы возрастает.

Гидравлический листогиб с ЧПУ представляет собой полностью автоматизированное оборудование.

Фото: AntonyGridin (2) / Freepik

Такие CNC-системы имеют следующие отличия от NC-станков:

• Ход рабочих цилиндров зависит от давления масла. Для регулировки система оснащена сервопропорциональными клапанами.
• Максимальная рабочая скорость равна 200 мм/сек.
• Есть датчики обратной связи, сигнализирующие о прогибе стола, изменении угла, глубине гибки, размещении заднего упора.
• Угол гибки, координаты и прочие параметры рассчитываются автоматически.

Настройка и программирование станка выполняются с помощью промышленного компьютера.

Оборудование имеет сенсорный дисплей, производительный контроллер и механические выключатели, позволяющие запустить станок, остановить его в штатном режиме либо выполнить аварийную остановку.

Все управление происходит посредством специального программного обеспечения. Гибка настраивается с использованием двух- или трехмерной модели. Благодаря этому оператор листогиба с ЧПУ может производить сложные детали разной формы.

Чертежи для заготовок можно выполнять в контроллере либо на компьютере, используя САПР. Для последующей работы с контроллером в него можно загружать данные в формате САМ или САD.

Количество осей, которые можно автоматизировать с помощью CNC-контроллера, составляет от четырех до шестнадцати. У станков разной комплектации этот параметр отличается.

Также CNC-система позволяет выполнять следующие действия:

• Делать чертежи деталей с самого начала.
• Определять порядок операций, чтобы получить заготовку нужной формы.
• Вычислять время, которое требуется для изготовления детали;

• Вычислять смещение осей и требуемую скорость рабочих элементов;
• Вычислять компенсацию прогиба.
• Удалять или добавлять гибы, настраивать для них новые параметры.
• Автоматически выбирать инструмент, чтобы получить нужную конфигурацию изделия.

Трехмерная визуализация, используемая в системе, позволяет за счет вращения увидеть заготовку со всех сторон, благодаря чему становится понятен результат работы и появляется возможность корректировать настройки перед запуском гибки в автоматическом режиме.

Процесс обработки металлического листа состоит из следующих этапов:

• Матрица размещается в нижней части рабочей зоны. В верхней части находится траверса с пуансоном (рабочим элементом).
• Лист металла помещается между траверсой и матрицей. При запуске программы траверса опускается на заготовку.

Фото: AntonyGridin / Freepik

• Во время контакта с заготовкой траверса перемещается с рабочей скоростью.
• Когда траверса доходит до заданной точки, она останавливается и удерживает деформированный металл заданное время.
• После завершения прессовки траверса поднимается вверх до конкретной точки с определенной скоростью.
• Полученная деталь автоматически снимается, а на ее место помещается следующая.

Конструкция листогиба с ЧПУ

Все компоненты листогиба подразделяются на следующие группы:

• Механические. Они обеспечивают физические движения станка, в том числе сгибание металла и придание заготовке определенной формы.
• Электрические. Они нужны для управления такими процессами, как освещение и питание двигателя машины. В электросистему станка входит пульт ЧПУ, электрический щит управления, пост оператора. Изготовитель оборудования обычно сопровождает его инструкцией по эксплуатации и схемой подключения.

• Гидравлические. К ним относятся насос, цилиндры и клапаны. Гидравлическая система станка позволяет достичь необходимого усилия, чтобы сгибать металл и придавать заготовкам нужную форму.
• Система управления с ЧПУ. Она обеспечивает управление и автоматизацию работы станка благодаря технологии числового управления. Станок обычно представлен рамой с закрепленным на ней рабочим столом. Также в систему входит плунжер, матрица, пуансон, гидроцилиндры, педали, передние и задние упоры, контроллер ЧПУ.

Рассмотрим более подробно основные части листогиба с ЧПУ:

Рама

Это опорная система станка. Часто она представлена цельносварной конструкцией С-образного вида, в которую входит станина, две вертикальные пластины и соединительные элементы. Рама придает корпусу установки прочность и жесткость, а также увеличивает площадь, обеспечивая отвод тепла от масла, находящегося в гидравлической системе.

Контроллер

Работа станков с программным управлением регулируется встроенным в прибор компьютером, который называется контроллером. Он регулирует функции и манипуляции станка согласно заданной программе.

Контроллеры различных моделей имеют разный набор функций, необходимых для управления станком, а также обеспечивают удобство работы оператора.

Плунжер

Плунжер листогиба представляет собой цельную пластину из стали. Он соединяется со штоком поршня в центральной части правого и левого гидравлических цилиндров. Цилиндры соединены с пластиной, которая скрепляет правую и левую стенку рамы, а шток поршня, передвигаясь за счет гидравлической энергии, перемещает ползун в вертикальном положении.

Чтобы плунжер располагался точно в верхней мертвой точке, по обеим сторонам от него находятся датчики, которые передают данные о его расположении контроллеру. При необходимости он регулирует положение плунжера и обеспечивает его синхронизированную работу.

Рабочий стол

Двигатель перемещает задний упор вперед и назад, а контроллер обеспечивает точность его перемещения до 0,01 мм.

Фото: superpicture / Freepik

Чтобы задний упор не сдвигался дальше, чем нужно, в переднем и заднем положениях предусмотрены концевые выключатели хода.

Система синхронизации

Благодаря этой системе станок работает стабильно и точно. Механизм представлен торсионом, шарнирными подшипниками и поворотным рычагом. За управление системой отвечает контроллер, а положение механических упоров листогиба регулирует двигатель.

Задние упоры

Главная задача заднего упора — перемещение по разным осям с целью обеспечения точного расположения заготовки для гибки. Лист металла размещается на матрицу и пуансон, после чего прижимается к заднему упору. Настройками программы определяется то, как именно они будут перемещаться в ходе работы листогиба. Синхронность движения достигается благодаря шарико-винтовой паре и зубчатому ремню. Как правило, листогибы оснащаются 2–4 задними упорами.

Передние опоры

Передние опоры устанавливаются на линейной направляющей, которая находится в передней части станка, либо закрепляются на Т-образном пазу. Благодаря этим рычагам есть возможность зафиксировать лист при гибке.

Обычно опоры применяются для работы с большими и тяжелыми заготовками и позволяют предотвратить их падение, когда пресс приходит в первоначальное положение.

Педаль

Педаль используется для управления перемещением пуансона листогибочного пресса. Для непредвиденных ситуаций предусмотрена аварийная кнопка, которая расположена в верхней части переключателя.

Система безопасности

Листовой металл в процессе работы оператор передвигает и позиционирует вручную, поэтому он находится рядом с работающим механизмом и рискует получить травму. Для предотвращения таких последствий на станки устанавливают разные защитные устройства.

Однако, даже если станок оборудован аналогичными системами, оператору необходимо хорошо знать правила техники безопасности и работать с листогибом максимально аккуратно.

Гидравлическая система

Гидравлика нужна для регулировки давления и расхода в гидравлическом цилиндре. В систему входит двигатель, масляный цилиндр, масляный насос и клапан для заливки масла. Все элементы крепятся к раме листогиба.

Масляных цилиндров в станке два, размещаются они на противоположных сторонах рамы (левой и правой) параллельно друг другу (по осям Y1 и Y2). Гидравлический насос приводит к переходу механической энергии в энергию гидравлического давления, необходимую для привода системы гидравлики. Затем гидроцилиндр трансформирует давление жидкости в кинетическую энергию, за счет которой передвигается плунжер.

Фото: Ekaharwito / Freepik

Чтобы оборудование служило долгое время нужно регулярно очищать масляный бак от отработанного гидравлического масла и заливать новое.

Преимущества и недостатки листогибов с ЧПУ

Достоинства листогибов с ЧПУ:

• Возможность получать заготовки различной конфигурации.
• Большая скорость выполнения операций.
• Предотвращение влияния ошибок оператора на итоговый результат.
• Возможность передавать данные на персональный компьютер.
• Автоматизация и программирование операций.

• Высокая точность процессов благодаря обратной связи.
• Возможность проведения самодиагностики.
• Удобный и понятный интерфейс для программирования и установки настроек.
• Большой объем памяти, что дает возможность формировать базу алгоритмов с заданным порядком операций.

Минусы листогибов с ЧПУ:

• Дорогостоящее оборудование.
• Высокие требования к квалификации и образованию оператора.

Листогибы позволяют делать высокоточную прецизионную гибку.

Часто задаваемые вопросы о листогибе с ЧПУ

Где используются листогибы с ЧПУ?

Листогибы, оснащенные управляемым программным оборудованием, применяются в сферах промышленности, где из листового металла делаются различные детали.

К таким сферам относятся:

• машиностроение;
• производство контейнеров и лифтов;
• судостроение;

Фото: Powerlightss / Freepik

• авиастроение;
• космическая промышленность.

На что обратить внимание при выборе листогиба с ЧПУ?

Выбирая станок, нужно принимать во внимание потребности производства, используемые материалы, специфику изготавливаемого продукта и так далее. Важные характеристики листогибов с ЧПУ это:

• Мощность главного двигателя.
• Наибольшая длина гибки.
• Вес и размеры станка.
• Номинальное усилие гибки.
• Скорость рабочего и холостого хода.

Все эти параметры нужно выбирать так, чтобы был небольшой запас, иначе оборудование будет постоянно работать на пределе возможностей и может сломаться раньше предусмотренного срока эксплуатации.

Что влияет на точность гибки листогибов с ЧПУ?

Листогибы загибают заготовки с высокой точностью за счет штампов, прилагаемого усилия и специальных инструментов. Точность результата зависит от свойств материала, способа гибки, оснастки, радиуса гибки.

Приводные силы, с помощью которых выполняется гибка, делятся на механические, гидравлические, пневматические и сервоэлектрические. Использование того или иного типа зависит от конструкции оборудования и требований к нему. На сегодняшний день чаще всего используются электрические, гидравлические и сервомеханические силы.

Их можно использовать для работы с разными материалами и выполнять гибку металла разной толщины, благодаря чему такие станки пользуются большой популярностью во многих сферах промышленности.

Изображение в шапке статьи: viktorosipenko / Freepik