Gambar 1. Dalam pembengkokan CNC, umumnya dikenal sebagai pembengkokan panel, logam dijepit pada tempatnya dan bilah pembengkok atas dan bawah membentuk flensa positif dan negatif.
Toko lembaran logam pada umumnya mungkin memiliki kombinasi sistem pembengkokan. Tentu saja, mesin pembengkok adalah yang paling umum, tetapi beberapa toko juga berinvestasi dalam sistem pembentukan lain seperti pembengkokan dan pelipatan panel. Semua sistem ini memfasilitasi pembentukan berbagai bagian tanpa menggunakan alat khusus.
Pembentukan lembaran logam dalam produksi massal juga berkembang. Pabrik-pabrik seperti itu tidak perlu lagi bergantung pada peralatan khusus produk. Mereka kini memiliki lini modular untuk setiap kebutuhan pembentukan, menggabungkan pembengkokan panel dengan berbagai bentuk otomatis, mulai dari pembentukan sudut hingga pengepresan dan pembengkokan gulungan. Hampir semua modul ini menggunakan alat kecil yang spesifik untuk produk untuk menjalankan operasinya.
Garis pembengkokan lembaran logam otomatis modern menggunakan konsep umum "pembengkokan". Ini karena mereka menawarkan berbagai jenis pembengkokan selain yang biasa disebut pembengkokan panel, juga dikenal sebagai pembengkokan CNC.
Pembengkokan CNC (lihat gambar 1 dan 2) tetap menjadi salah satu proses yang paling umum pada jalur produksi otomatis, terutama karena fleksibilitasnya. Panel dipindahkan ke tempatnya menggunakan lengan robot (dengan “kaki” khas yang menahan dan menggerakkan panel) atau ban berjalan khusus. Konveyor cenderung bekerja dengan baik jika lembarannya sebelumnya telah dipotong berlubang sehingga menyulitkan robot untuk bergerak.
Dua jari menjulur dari bawah ke tengah bagian sebelum ditekuk. Setelah itu, lembaran itu diletakkan di bawah penjepit, yang menurunkan dan mengencangkan benda kerja pada tempatnya. Bilah yang melengkung dari bawah akan bergerak ke atas sehingga menghasilkan kurva positif, dan bilah yang melengkung dari atas akan menghasilkan kurva negatif.
Bayangkan penyok sebagai huruf “C” besar dengan bilah atas dan bawah di kedua ujungnya. Panjang rak maksimum ditentukan oleh leher di belakang bilah melengkung atau bagian belakang huruf “C”.
Proses ini meningkatkan kecepatan lentur. Flensa tipikal, positif atau negatif, dapat terbentuk dalam waktu setengah detik. Pergerakan bilah melengkung sangat bervariasi, memungkinkan Anda membuat banyak bentuk, dari yang sederhana hingga yang sangat rumit. Hal ini juga memungkinkan program CNC untuk mengubah radius luar tikungan dengan mengubah posisi yang tepat dari pelat yang ditekuk. Semakin dekat sisipan ke alat penjepit, semakin kecil jari-jari luar bagian tersebut, yaitu sekitar dua kali ketebalan material.
Kontrol variabel ini juga memberikan fleksibilitas dalam urutan pembengkokan. Dalam beberapa kasus, jika tekukan akhir pada satu sisi bernilai negatif (ke bawah), bilah tekuk dapat dilepas dan mekanisme konveyor mengangkat benda kerja dan memindahkannya ke hilir.
Pembengkokan panel tradisional memiliki kelemahan, terutama jika menyangkut pekerjaan yang penting secara estetika. Bilah yang melengkung cenderung bergerak sedemikian rupa sehingga ujung bilahnya tidak diam di satu tempat selama siklus pembengkokan. Sebaliknya, ia cenderung sedikit terseret, sama seperti lembaran diseret sepanjang radius bahu selama siklus pembengkokan rem tekan (walaupun dalam pembengkokan panel, hambatan hanya terjadi ketika bilah pembengkok dan bagian titik-ke-titik bersentuhan. permukaan luar).
Masukkan tikungan rotasi, mirip dengan melipat pada mesin terpisah (lihat gambar 3). Selama proses ini, balok lentur diputar sehingga pahat tetap bersentuhan secara konstan dengan satu titik pada permukaan luar benda kerja. Kebanyakan sistem pembengkokan putar otomatis modern dapat dirancang sedemikian rupa sehingga balok putar dapat ditekuk ke atas dan ke bawah sesuai kebutuhan aplikasi. Artinya, flensa tersebut dapat diputar ke atas untuk membentuk flensa positif, diposisikan ulang untuk memutar mengelilingi sumbu baru, dan kemudian menekuk flensa negatif (dan sebaliknya).
Gambar 2. Berbeda dengan lengan robot konvensional, sel pembengkok panel ini menggunakan ban berjalan khusus untuk memanipulasi benda kerja.
Beberapa operasi pembengkokan rotasi, yang dikenal sebagai pembengkokan rotasi ganda, menggunakan dua balok untuk membuat bentuk khusus seperti bentuk Z yang mencakup tikungan positif dan negatif secara bergantian. Sistem balok tunggal dapat melipat bentuk ini dengan menggunakan rotasi, namun akses ke semua garis lipatan memerlukan pemutaran lembaran. Sistem pembengkokan pivot balok ganda memungkinkan akses ke semua garis lengkung pada tikungan Z tanpa membalik lembaran.
Pembengkokan rotasi mempunyai keterbatasan. Jika geometri yang sangat kompleks diperlukan untuk aplikasi otomatis, pembengkokan CNC dengan pergerakan bilah pembengkok yang dapat disesuaikan tanpa batas adalah pilihan terbaik.
Masalah kekusutan rotasi juga terjadi ketika kekusutan terakhir bernilai negatif. Meskipun bilah lentur pada pembengkokan CNC dapat bergerak mundur dan ke samping, balok pembelok yang berputar tidak dapat bergerak dengan cara ini. Tikungan negatif terakhir mengharuskan seseorang untuk mendorongnya secara fisik. Meskipun hal ini mungkin terjadi dalam sistem yang memerlukan campur tangan manusia, hal ini sering kali tidak praktis pada jalur pembengkokan yang sepenuhnya otomatis.
Garis otomatis tidak terbatas pada pembengkokan dan pelipatan panel – yang disebut opsi “pembengkokan horizontal”, di mana lembaran tetap rata dan rak dilipat ke atas atau ke bawah. Proses pencetakan lainnya memperluas kemungkinan. Ini termasuk operasi khusus yang menggabungkan pengereman tekan dan pembengkokan gulungan. Proses ini diciptakan untuk pembuatan produk seperti kotak rana rol (lihat gambar 4 dan 5).
Bayangkan sebuah benda kerja sedang diangkut ke stasiun pembengkokan. Jari-jari menggeser benda kerja ke samping di atas meja sikat dan di antara pelubang atas dan cetakan bawah. Seperti proses pembengkokan otomatis lainnya, benda kerja berada di tengah dan pengontrol mengetahui di mana garis lipatan berada, sehingga tidak diperlukan alat pengukur belakang di belakang cetakan.
Untuk melakukan tikungan dengan rem tekan, pukulan diturunkan ke dalam cetakan, tikungan dibuat, dan jari-jari memajukan lembaran ke garis tikungan berikutnya, seperti yang dilakukan operator di depan rem tekan. Pengoperasiannya juga dapat melakukan pembengkokan tumbukan (juga dikenal sebagai pembengkokan langkah) sepanjang radius, seperti pada mesin pembengkok konvensional.
Tentu saja, seperti halnya rem tekan, pembengkokan bibir pada jalur produksi otomatis akan meninggalkan jejak pada garis tikungan. Untuk tikungan dengan jari-jari besar, penggunaan tumbukan saja dapat menambah waktu siklus.
Di sinilah fitur roll bending berperan. Ketika punch dan die berada pada posisi tertentu, alat tersebut secara efektif berubah menjadi penyok pipa tiga gulungan. Ujung pukulan atas adalah “rol” atas dan tab dari V-die bawah adalah dua rol bawah. Jari-jari mesin mendorong lembaran, menciptakan radius. Setelah ditekuk dan digulung, pukulan atas bergerak ke atas dan keluar, memberikan ruang bagi jari untuk mendorong bagian cetakan ke depan keluar dari jangkauan kerja.
Tikungan pada sistem otomatis dapat dengan cepat menciptakan tikungan yang besar dan lebar. Namun untuk beberapa aplikasi ada cara yang lebih cepat. Ini disebut radius variabel fleksibel. Ini adalah proses eksklusif yang awalnya dikembangkan untuk komponen aluminium di industri pencahayaan (lihat Gambar 6).
Untuk mengetahui prosesnya, pikirkan apa yang terjadi pada selotip saat Anda menggesernya di antara pisau gunting dan ibu jari Anda. Dia memutar. Ide dasar yang sama berlaku untuk tikungan radius variabel, hanya dengan sentuhan ringan dan lembut pada alat, dan radius terbentuk dengan cara yang sangat terkontrol.
Gambar 3. Pada saat menekuk atau melipat secara berputar, balok lentur diputar sehingga pahat tetap bersentuhan dengan satu tempat pada permukaan luar lembaran.
Bayangkan sebuah blanko tipis dipasang di tempatnya dengan bahan yang akan dicetak ditopang sepenuhnya di bawahnya. Alat pembengkok diturunkan, ditekan pada material dan dimajukan menuju gripper yang memegang benda kerja. Pergerakan alat menimbulkan tegangan dan menyebabkan logam “memutar” di belakangnya dengan radius tertentu. Gaya alat yang bekerja pada logam menentukan besarnya tegangan induksi dan jari-jari yang dihasilkan. Dengan gerakan ini, sistem pembengkokan radius variabel dapat menghasilkan tikungan radius besar dengan sangat cepat. Dan karena satu alat dapat menghasilkan radius berapa pun (sekali lagi, bentuknya ditentukan oleh tekanan yang diberikan alat tersebut, bukan bentuknya), prosesnya tidak memerlukan alat khusus untuk membengkokkan produk.
Membentuk sudut pada lembaran logam menghadirkan tantangan unik. Penemuan proses otomatis untuk pasar panel fasad (kelongsong). Proses ini menghilangkan kebutuhan akan pengelasan dan menghasilkan tepi melengkung yang indah, yang penting untuk kebutuhan kosmetik yang tinggi seperti fasad (lihat gambar 7).
Anda mulai dengan bentuk kosong yang dipotong sehingga jumlah bahan yang diinginkan dapat ditempatkan di setiap sudut. Modul pembengkokan khusus menciptakan kombinasi sudut tajam dan jari-jari halus pada flensa yang berdekatan, menciptakan ekspansi “pra-tikungan” untuk pembentukan sudut berikutnya. Terakhir, alat menikung (terintegrasi ke dalam stasiun kerja yang sama atau lainnya) menciptakan sudut.
Setelah jalur produksi otomatis dipasang, itu tidak akan menjadi monumen tak bergerak. Ini seperti membangun dengan batu bata Lego. Situs dapat ditambahkan, disusun ulang, dan didesain ulang. Asumsikan bahwa suatu bagian dalam suatu rakitan sebelumnya memerlukan pengelasan sekunder pada suatu sudut. Untuk meningkatkan kemampuan manufaktur dan mengurangi biaya, para insinyur meninggalkan pengelasan dan mendesain ulang komponen dengan sambungan terpaku. Dalam hal ini, stasiun paku keling otomatis dapat ditambahkan ke garis lipatan. Dan karena salurannya bersifat modular, maka tidak perlu dibongkar seluruhnya. Ini seperti menambahkan potongan LEGO lain ke dalam keseluruhan yang lebih besar.
Semua ini membuat risiko otomatisasi menjadi lebih kecil. Bayangkan sebuah lini produksi yang dirancang untuk memproduksi lusinan komponen berbeda secara berurutan. Jika lini ini menggunakan alat khusus produk dan lini produk berubah, biaya perkakas bisa menjadi sangat tinggi mengingat kompleksitas lini tersebut.
Namun dengan alat yang fleksibel, produk baru mungkin mengharuskan perusahaan untuk menata ulang balok Lego. Tambahkan beberapa blok di sini, atur ulang blok lainnya di sana, dan Anda dapat menjalankannya lagi. Tentu saja tidak semudah itu, namun mengkonfigurasi ulang lini produksi juga bukanlah tugas yang sulit.
Lego adalah metafora yang tepat untuk garis autoflex secara umum, baik yang berhubungan dengan banyak atau set. Mereka mencapai tingkat kinerja pengecoran lini produksi dengan alat khusus produk tetapi tanpa alat khusus produk apa pun.
Seluruh pabrik diarahkan pada produksi massal, dan mengubahnya menjadi produksi lengkap tidaklah mudah. Penjadwalan ulang seluruh pabrik memerlukan penutupan yang lama, yang berdampak mahal bagi pabrik yang memproduksi ratusan ribu atau bahkan jutaan unit per tahun.
Namun, untuk beberapa operasi pembengkokan lembaran logam skala besar, terutama untuk pabrik baru yang menggunakan batu tulis baru, dimungkinkan untuk membentuk volume besar berdasarkan kit. Untuk penerapan yang tepat, imbalannya bisa sangat besar. Faktanya, salah satu pabrikan Eropa telah mengurangi waktu tunggu dari 12 minggu menjadi satu hari.
Hal ini tidak berarti bahwa konversi batch-to-kit tidak masuk akal di pabrik yang sudah ada. Lagi pula, mengurangi waktu tunggu dari berminggu-minggu menjadi berjam-jam akan menghasilkan laba atas investasi yang besar. Namun bagi banyak bisnis, biaya di muka mungkin terlalu tinggi untuk mengambil langkah ini. Namun, untuk lini baru atau yang benar-benar baru, produksi berbasis kit masuk akal secara ekonomi.
Beras. 4 Dalam mesin pembengkok gabungan dan modul pembentuk gulungan ini, lembaran dapat ditempatkan dan ditekuk di antara pelubang dan cetakan. Dalam mode rolling, punch dan die diposisikan sedemikian rupa sehingga material dapat didorong hingga membentuk radius.
Saat merancang lini produksi bervolume tinggi berdasarkan kit, pertimbangkan dengan cermat metode pemberian pakan. Garis lentur dapat dirancang untuk menerima material langsung dari kumparan. Bahan tersebut akan dilepas, diratakan, dipotong memanjang dan dilewatkan melalui modul stamping dan kemudian melalui berbagai modul pembentuk yang dirancang khusus untuk satu produk atau rangkaian produk.
Ini semua terdengar sangat efisien – dan ini untuk pemrosesan batch. Namun, sering kali tidak praktis untuk mengubah jalur pembengkokan gulungan menjadi produksi kit. Membentuk satu set bagian yang berbeda secara berurutan kemungkinan besar akan membutuhkan bahan dengan kualitas dan ketebalan yang berbeda, sehingga memerlukan penggantian gulungan. Hal ini dapat mengakibatkan waktu henti hingga 10 menit – waktu yang singkat untuk produksi batch tinggi/rendah, namun waktu yang lama untuk jalur pembengkokan berkecepatan tinggi.
Ide serupa berlaku untuk penumpuk tradisional, di mana mekanisme pengisapan mengambil masing-masing benda kerja dan memasukkannya ke jalur pencetakan dan pembentukan. Biasanya hanya memiliki ruang untuk satu ukuran benda kerja atau mungkin beberapa benda kerja dengan geometri berbeda.
Untuk sebagian besar kabel fleksibel berbasis kit, sistem rak paling cocok. Menara rak dapat menyimpan lusinan benda kerja dengan ukuran berbeda, yang dapat dimasukkan ke jalur produksi satu per satu sesuai kebutuhan.
Produksi berbasis kit otomatis juga memerlukan proses yang andal, terutama dalam hal pencetakan. Siapapun yang pernah bekerja di bidang pembengkokan lembaran logam mengetahui bahwa sifat-sifat lembaran logam berbeda-beda. Ketebalan, serta kekuatan tarik dan kekerasan, dapat bervariasi dari satu lot ke lot lainnya, yang semuanya mengubah karakteristik cetakan.
Ini bukan masalah besar dengan pengelompokan garis lipatan otomatis. Produk dan jalur produksi terkait biasanya dirancang untuk memungkinkan variasi bahan, sehingga seluruh batch harus sesuai spesifikasi. Namun sekali lagi, terkadang materi berubah sedemikian rupa sehingga garis tidak dapat mengimbanginya. Dalam kasus ini, jika Anda memotong dan membentuk 100 bagian dan beberapa bagian berada di luar spesifikasi, Anda cukup menjalankan kembali lima bagian dan dalam beberapa menit Anda akan memiliki 100 bagian untuk operasi berikutnya.
Dalam garis pembengkokan otomatis berbasis kit, setiap bagian harus sempurna. Untuk memaksimalkan produktivitas, lini produksi berbasis kit ini beroperasi dengan cara yang sangat terorganisir. Jika lini produksi dirancang untuk berjalan secara berurutan, katakanlah tujuh bagian berbeda, maka otomatisasi akan berjalan dalam urutan tersebut, dari awal lini hingga akhir. Jika Bagian #7 buruk, Anda tidak dapat menjalankan Bagian #7 lagi karena otomatisasi tidak diprogram untuk menangani satu bagian tersebut. Sebaliknya, Anda harus menghentikan antrean dan memulai kembali dengan bagian nomor 1.
Untuk mencegah hal ini, garis lipatan otomatis menggunakan pengukuran sudut laser waktu nyata yang dengan cepat memeriksa setiap sudut lipatan, sehingga memungkinkan mesin memperbaiki ketidakkonsistenan.
Pemeriksaan kualitas ini sangat penting untuk memastikan bahwa lini produksi mendukung proses berbasis kit. Seiring dengan peningkatan proses, lini produksi berbasis kit dapat menghemat banyak waktu dengan mengurangi waktu tunggu dari berbulan-bulan dan berminggu-minggu menjadi berjam-jam atau berhari-hari.
FABRICATOR adalah majalah fabrikasi dan pembentukan baja terkemuka di Amerika Utara. Majalah ini menerbitkan berita, artikel teknis, dan kisah sukses yang memungkinkan produsen melakukan pekerjaannya dengan lebih efisien. FABRICATOR telah berada di industri ini sejak tahun 1970.
Akses digital penuh ke The FABRICATOR kini tersedia, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Akses digital penuh ke The Tube & Pipe Journal kini tersedia, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Akses digital penuh ke The Fabricator en Español kini tersedia, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Andy Billman bergabung dengan podcast The Fabricator untuk berbicara tentang karirnya di bidang manufaktur, ide di balik Arise Industrial,…
Waktu posting: 18 Mei-2023