La flexión de la etapa aumenta la productividad de la prensa de prensa

Hace años, un operador podría instalar un solo conjunto de punzón y troquel en una prensa y mantener la configuración de las herramientas durante días, incluso semanas. Ejemplificó la visión tradicional de la eficiencia de producción en su máxima expresión.

Pero la reducción del tamaño de los pedidos y los plazos de entrega lo cambió todo. Es posible que un fabricante personalizado ahora necesite ejecutar 20 o más trabajos diferentes en el freno de la prensa durante un turno, y muchos, si no todos, requieren herramientas diferentes, y todo el tiempo de cambio que conlleva. Los fabricantes rara vez pueden permitirse tal ineficiencia en tiempo o trabajo.

Doblar partes complejas crea muchos desafíos. Con varias curvas que requieren diferentes juegos de herramientas, las piezas complejas requieren mucho más trabajo, configuración y tiempo de desmontaje.

¿Cómo ganan eficiencia los fabricantes al formar piezas complejas o una serie de piezas diferentes, todas las cuales requieren múltiples configuraciones de herramientas? En estos casos, los fabricantes se inclinan hacia el plegado, en el que múltiples conjuntos de herramientas (combinaciones de punzonado y troquel) se colocan uno al lado del otro a lo largo de la plataforma del freno de la prensa.

Los operadores pueden completar una parte compleja en una máquina en una configuración. También pueden usar una configuración para doblar una variedad de partes: cinco partes aquí, tres partes allí, una docena de partes después de eso, cada una utilizando una combinación de herramientas en una sola cama de freno de prensa.

La práctica se ha convertido en algo común en muchas tiendas, donde los operadores expertos en frenos de prensa trabajan regularmente en diversas situaciones de herramientas escalonadas. Pero la tarea no es tan sencilla como parece. No solo sucede organizando herramientas seccionadas en la prensa. Una configuración por etapas debe permitir que un operador retire una pieza después de cada curva, sin dañar la pieza. Luego viene el factor más crítico: la altura de cierre, o el espacio entre la cama del freno y el émbolo en la parte inferior de una carrera de flexión para un trabajo en particular. Para que el plegado en etapas funcione, todos los conjuntos de herramientas deben realizar su tarea prevista a la misma altura de cierre.

Teniendo en cuenta todo esto, ¿cómo los técnicos y operadores de la configuración de la prensa de frenos crean estas configuraciones para que puedan realizar la flexión en etapas de manera eficiente y efectiva? Tienen varias opciones.

Calzamiento: una buena opción

Digamos que un operador tiene un juego de herramientas de 90 grados y luego otro juego de herramientas de 90 grados con una apertura en V diferente, una al lado de la otra. Esto supone que la línea de doblez es lo suficientemente corta para cargar ambos juegos de herramientas en el freno al mismo tiempo. Para formar el segundo ángulo de 90 grados en la abertura en V más grande y más profunda, la punta del punzón desciende un poco más. Esto crea un golpe más profundo que, si no se tiene en cuenta, causaría que el primer conjunto de herramientas colisionara, dañando tanto las herramientas como la prensa y creando un grave peligro para la seguridad de cualquier persona que se encuentre cerca.

Para evitar esto, los operadores usan el truco más antiguo en el libro: calzar. Específicamente, insertan un calzo improvisado o un elevador debajo del juego de herramientas con la abertura en V más grande y más profunda, de modo que comparte una altura de cierre común con el primer juego de herramientas. Esto permite al operador cargar ambos conjuntos de herramientas al mismo tiempo en una configuración que evita que las herramientas choquen.

Aunque parezca simple, el uso de calzas y bandas puede ser bastante complejo, lo que requiere tiempo y una gran habilidad del operador. Lo que es más, cada configuración puede requerir cuñas o elevadores de diferentes tamaños debido a las diferentes herramientas requeridas para alcanzar la altura de cierre común. Esto significa que cada configuración puede requerir calzos individuales para cada parte. Esto es más común en algunos tipos de herramientas que en otros. En cualquier caso, puede causar estragos en las prácticas lean y, a menudo, causa tanto tiempo de inactividad que es más rápido para formar las piezas en configuraciones múltiples y más simples.

Una mejor opción: herramientas de la misma familia

Normalmente visto como una solución intermedia, este tipo de plegado de escenario utiliza herramientas de la misma familia de punzones junto con el mismo ángulo y la misma abertura en V. El ángulo de troquel y punzón en cada juego de herramientas debe coincidir. Por ejemplo, una configuración por etapas puede tener una matriz de 90 grados con dos punzones de 90 grados.

Los punzones deben ser de la misma familia teórica de altura aguda. Siempre que los operadores coincidan con las herramientas de esta manera, pueden realizar el doblado por etapas. Si los punzones son de la misma familia de altura pero los ángulos no coinciden, o si se cambia la apertura del troquel V, los troqueles no se colocan en el fondo al mismo tiempo.

Esto es, sin duda, más eficiente que el calce. Aún así, diferentes carreras de partes rara vez usan la misma apertura en V y el ángulo de perforación. Este arreglo no ofrece flexibilidad fuera de una sola familia de herramientas.

La mejor opción: herramientas escalonadas

Las herramientas diseñadas con alturas de cierre comunes eliminan la necesidad de calzos y elevadores y ofrecen más flexibilidad que los juegos de herramientas con los mismos ángulos de troquel y punzón. El diseño de herramientas escalonadas (también conocidas como herramientas de altura de cierre común) permite configurar múltiples juegos de punzones y troqueles en una sola prensa. Con las herramientas por etapas, una sola configuración puede tener una combinación de ángulos, compensaciones, herramientas de aplanamiento, incluso punzones de cuello de cisne y matrices con diferentes aberturas en V. Después de cargar los conjuntos de herramientas, los operadores manejan la pieza en blanco una vez, llevándola en una secuencia de un conjunto de herramientas a la siguiente.

Geometría de piezas y perfiles de herramientas

La flexión de la etapa puede llevar a prácticas más ágiles, pero como con cualquier otra cosa, un fabricante primero debe considerar las variables de la aplicación. Esto incluye la geometría de la pieza. Si una pieza es tan larga como la prensa, un operador usará solo un conjunto de herramientas. En este caso, obviamente, la flexión por etapas no es posible. La geometría de la pieza simplemente no permite múltiples configuraciones de herramientas.

Otro factor es la cantidad de perfiles de herramientas diferentes que requiere un trabajo. Decir que un trabajo requiere muchos perfiles de herramientas que tradicionalmente requerirían múltiples cambios de herramientas. Si un fabricante ha implementado herramientas, el doblado de la etapa sería el camino más obvio. En una configuración de doblado por etapas, un operador podría hacer todos los dobleces de una parte sin tener que cambiar o manejar el herramental.

Pero, ¿y si una tienda no tiene tales herramientas? Si un trabajo requiere numerosos perfiles de herramientas, la flexión de etapas utilizando métodos de reducción de la vieja escuela aún podría tener sentido económico. Depende de numerosos factores, que incluyen la cantidad de piezas, la frecuencia de los pedidos, el tiempo que demora la aplicación de la limpieza, la repetibilidad de la configuración por etapas y el tiempo de cambio que eliminaría la configuración de la flexión por etapas.

Doblado descentrado

Una prensa de prensa generalmente realiza curvas con un solo juego de herramientas en el centro de la plataforma de frenos, donde las fuerzas son iguales y las curvas son verdaderas. La creación de curvas en el centro del freno brinda a los operadores el beneficio de fuerzas equilibradas.

La flexión de la etapa a menudo se aplica a las fuerzas de flexión no solo en el centro, sino también en los lados izquierdo y derecho de la plataforma del freno de la prensa cuando el operador se mueve de un juego de herramientas al otro. Esto trae otra consideración: para realizar la flexión en etapas, una prensa de freno debe permitir la flexión descentrada.

En general, los frenos de presión de acción descendente pueden acomodar fuerzas desequilibradas mejor que los frenos de acción, ya que los sistemas de acción descendente están equipados para compensar el tonelaje en el lado izquierdo o derecho de la máquina. Específicamente, una prensa plegadora de acción descendente tiene cilindros hidráulicos a la izquierda y derecha de la viga. A través del control de la máquina, estos suelen compensar el tonelaje en el lado izquierdo o derecho de la máquina y permiten que el centro se doble sin que la máquina se apague.

Sin embargo, los frenos de presión de acción en marcha tienen mecanismos que apagan la máquina cuando se detecta un exceso de tonelaje fuera del centro. Esto no quiere decir que la flexión fuera del centro no se pueda hacer en un freno de acción ascendente, pero la aplicación tendría limitaciones de longitud y tonelaje de la curva.

Cantidad de piezas y frecuencia de pedido

Cuando se producen más piezas con más frecuencia, la flexión por etapas proporciona mayores eficiencias. También puede beneficiar otros escenarios de cantidad y frecuencia: un cierto trabajo complejo, ordenado en cantidades bajas pero producido con frecuencia, por ejemplo.

Se trata de analizar el tiempo sin valor agregado, incluido el tiempo de inactividad de los cambios largos y el manejo excesivo de material. Menos es mejor.

Consideraciones de tope trasero

Los modernos frenos de prensa CNC tienen indicadores traseros programables. Se mueven inmediatamente de un conjunto de herramientas a otro, midiendo con precisión una curva tras otra. El moderno tope multiaxis ha flexibilizado el escenario más que nunca.

La medición de máquinas antiguas, anteriores o no CNC es otra historia. El eje R del indicador trasero, es decir, el movimiento hacia arriba y hacia abajo de los dedos del indicador trasero, plantea el mayor desafío. El tope trasero debe colocarse en el eje R para que pueda medir a diferentes alturas de hombro del troquel, donde el operador coloca la pieza en blanco sobre el troquel antes de iniciar el ciclo de doblado.

Para ajustar el tope trasero en frenos de presión no CNC, el operador gira una manivela. En cualquier caso, girar una manivela por lo general no toma mucho tiempo. Y, afortunadamente, para los operadores de frenos de prensa pre-CNC, los ajustes del tope trasero generalmente son mínimos o innecesarios, siempre y cuando las alturas de los hombros sean similares. Con algunas excepciones, la mayoría de los frenos de prensa pre-CNC son compatibles con la flexión de la etapa si la altura del hombro del troquel varía ligeramente, siempre que el tope trasero esté en un punto medio.

Hecho en uno

A medida que la tecnología de doblado avanza para satisfacer las necesidades de fabricación a corto plazo y flexible, el doblado en etapas se ha vuelto aún más generalizado. La programación de curva sin conexión y la simulación en 3-D pueden mostrar a un programador exactamente cómo se formará una parte de un conjunto de herramientas a otro. Además, si una brida previamente formada chocará con una herramienta adyacente, el programador lo verá antes de que el trabajo llegue a la prensa.

El moderno controlador del freno muestra una simulación en 3D que guía al operador a través de la secuencia de flexión. Algunos frenos de presión tienen pedales que se mueven hacia donde se produce la siguiente curva, y otros tienen LED justo encima de las herramientas que muestran exactamente dónde debe ir el operador para la siguiente curva.

Aún así, incluso en máquinas más antiguas, las herramientas en etapas pueden ahorrar mucho tiempo y dinero. Si bien la práctica de la vieja escuela de calzar es todavía común y efectiva, los fabricantes tienen otras opciones de doblado por etapas. Una solución es usar punzones de la misma altura y ángulo con la misma matriz; Otra solución es la puesta en escena del utillaje.

En última instancia, se trata de ahorrar tiempo al eliminar el manejo de material sin valor agregado y el tiempo de cambio, los desechos clásicos de Lean. Las herramientas de altura de cierre común permiten que los talleres de fabricación se doblen en etapas con frenos de prensa de estilo tanto estadounidense como europeo y múltiples estilos de herramientas para realizar cada curva necesaria para un trabajo. En pocas palabras, la flexión de la etapa permite que un fabricante lo haga en uno.