Innovations dans le traitement des métaux en bobines, l'alimentation des presses

Jan 14, 2024

Une ligne de traitement de bobines qui comprend le découpage en ligne, le refendage, le poinçonnage, l'encochage, le nettoyage des matériaux, l'application de plastique, le cisaillement et le rembobinage de bobine à bobine élimine une grande partie de la manipulation de matériaux par l'homme. Images fournies

La technologie a eu un impact direct et indirect sur tous les aspects de la vie quotidienne des gens, de la façon dont ils effectuent leurs transactions commerciales et bancaires à la façon dont ils regardent la télévision et font leurs achats, pour n'en nommer que quelques-uns. Ce qui a moins fait la une des journaux, c'est l'impact de la technologie sur l'environnement de fabrication. Qu'il s'agisse des logiciels et du matériel utilisés par les emboutisseurs pour concevoir et fabriquer des produits ou des outils tels que des servomoteurs, des contrôleurs, des interfaces homme-machine, des communications avancées et des équipements de sécurité, la technologie a modifié la fabrication d'emboutissage de manière positive.

Il n'y a pas si longtemps, une ligne de manutention de bobines typique se composait d'une bobine, d'un redresseur et d'un alimentateur mécanique entraînés par une manivelle par la presse. Bien que certaines de ces lignes fonctionnent encore aujourd'hui, elles sont aussi courantes qu'une cabine téléphonique ou une machine à écrire. Un certain nombre de facteurs motivent la mise en œuvre et l'adoption de lignes automatisées plus récentes et plus sûres, flexibles dans leur portée et leur utilisation.

Certains d'entre eux sont axés sur l'industrie et d'autres sur les possibilités d'amélioration des opérations que les progrès technologiques ont rendues possibles :

Figure 1 : Le découpage et le dépilage peuvent être intégrés au système de presse.

L'automatisation a contribué à la relocalisation de certains processus de fabrication, car il est possible d'accomplir davantage avec une composante main-d'œuvre réduite, ce qui minimise l'avantage concurrentiel de la main-d'œuvre à moindre coût dans les sociétés offshore.

Par exemple, une ligne de traitement de bobines qui comprend le découpage en ligne, le refendage, le poinçonnage, l'encochage, le nettoyage des matériaux, l'application de plastique, le cisaillement et le rembobinage bobine à bobine élimine une grande partie de la manipulation manuelle des matériaux (voirimage principale).

Pouvez-vous remplacer une ligne d'alimentation de bobine conventionnelle par une ligne capable de traiter le matériau enroulé dans la presse, de fabriquer des ébauches, de les alimenter directement dans une presse à transfert et, enfin, de désempiler et de sélectionner et de placer avec précision les ébauches hors ligne, le tout dans l'empreinte existante ? Oui.

La bobine peut être traitée directement dans la presse comme elle le serait dans une ligne conventionnelle. Un système conçu sur mesure donne à un fabricant d'emboutissage la flexibilité de produire les longueurs d'ébauches requises en ligne à la vitesse de production. Les flans peuvent ensuite être introduits directement dans le système de transfert de presse existant. Les bras d'un système de convoyeur magnétique peuvent être construits et conçus pour s'ajuster d'un côté à l'autre, de haut en bas, d'intérieur et d'extérieur, indépendamment les uns des autres, pour s'adapter à différentes largeurs et longueurs de matériau en fonction de l'emplacement du premier poste de matrice. Enfin, un dépileur de flans peut être intégré au système pour dépiler et placer précisément les flans sur les bras convoyeurs magnétiques (voirFigure 1).

Une autre innovation est une alimentation à quatre rouleaux, conçue pour les applications non marquantes, les matériaux coupés à longueur et de gros calibre. Contrairement à une alimentation standard à deux rouleaux, l'alimentation à quatre rouleaux permet de doubler la surface de contact avec la moitié de la pression.

Figure 3 : L'orientation horizontale de la presse nécessitait un montage vertical du redresseur et un enfilage mains libres.

Cela le rend adapté aux applications à surface critique dans lesquelles le glissement, les rayures et les marques sur le matériau sont inacceptables.

Avoir deux fois plus de surface de contact sur un matériau épais élimine pratiquement tout glissement qui peut nuire à la précision de la longueur d'alimentation.

Une alimentation servo en zigzag permet une configuration rapide et facile dans un format à un ou deux axes (voirFigure 2 ). La commande calcule automatiquement le mouvement optimal dans chaque axe et l'alimentation délivre simultanément ou séquentiellement le matériau en mouvement XY. Un modèle à deux ou trois sorties est standard; jusqu'à un motif à six sorties est possible.

figure 3 représente une innovation dictée par les besoins d'un fabricant d'emboutissage. Pour cette application, une presse orientée horizontalement (couchée sur le dos) nécessitait une alimentation servo en zigzag avec un redresseur à tirage à monter verticalement pour introduire correctement le matériau dans la presse.

Ce projet était un nouveau concept et nécessitait un développement pour le montage vertical. Alors que cette ligne avait un redresseur motorisé, un redresseur à tirage était nécessaire pour faire face à la réintroduction potentielle du jeu de bobines, dans lequel la boucle se réoriente de la position horizontale à la position verticale. Un dernier défi à surmonter était que l'ensemble du processus d'enfilage devait être mains libres car le chargeur/redresseur en zigzag était à environ 8 pieds au-dessus du niveau du sol.

Figure 4 : Les poinçonneuses peuvent alimenter une marque de repérage, permettant un positionnement précis du matériau grâce à la rétroaction précise d'un capteur optique.

Certaines des avancées les plus remarquables en matière de manipulation et d'alimentation des bobines sont axées sur la sécurité.

Plus de bras de maintien. L'utilisation croissante d'aciers à plus haute résistance à la traction dans un plus grand nombre d'ateliers a accru la nécessité de gérer la quantité d'énergie stockée inhérente aux bobines. La quantité de mémoire dans les bobines à haute résistance est bien supérieure à celle de l'acier doux, de sorte que lorsque les bandes sont coupées, le matériau a tendance à "ressort d'horloge". Aujourd'hui, de nombreuses protections conçues pour protéger le personnel et l'équipement sont disponibles. Ceux-ci incluent des bras de maintien supplémentaires pour aider à contenir le matériau et empêcher la bobine de rebondir lorsque les bandes sont coupées (voirFigure 5).

Les bras de maintien sont également utilisés pour enfiler ou rembobiner une bobine. Les rouleaux de guidage latéraux, qui peuvent être manuels ou motorisés, sont utilisés pour empêcher la bobine de se télescoper, ainsi que pour maintenir l'alignement lors du rembobinage d'une bobine.

Absence sûre du couple (STO) . Une autre caractéristique de sécurité de plus en plus utilisée est STO, une fonction qui empêche le variateur de générer du couple dans le moteur. Il garantit qu'aucune énergie génératrice de couple ne continue d'agir sur le moteur et que le moteur ne peut pas être redémarré tant que le STO n'est pas retiré. Cela signifie qu'une fois le STO activé, le moteur ne tournera pas après son arrêt.

Vitesse limitée de sécurité (SLS) . Il s'agit d'une autre innovation récente en matière de sécurité. En pratique, cela est souvent appliqué en tant que "vitesse réduite en toute sécurité". Par conséquent, une transition définie de la vitesse de fonctionnement en mode automatique à la vitesse réduite en mode réglage doit être garantie. Si la fonction de surveillance détecte un dépassement de la valeur limite, l'entraînement doit être arrêté en toute sécurité.

Surveillance de périmètre et d'accès. Qu'il s'agisse d'une sécurisation matérielle, optique ou d'une combinaison des deux, la sécurisation de périmètre et d'accès est plus que jamais utilisée. Leur intégration dans un équipement ou dans toute une ligne apporte une plus grande sécurité à l'équipement et, plus important encore, au personnel.

Système de freinage automatisé. À l'aide d'un laser pour mesurer le diamètre de la bobine et l'entraînement, le système de freinage de la bobine de bobine est automatiquement ajusté tout au long de l'épuisement de la bobine. Cela prolonge la durée de vie du système de freinage. Cela enlève également cette responsabilité à l'opérateur, lui permettant de se concentrer sur ce qui sort de la presse au lieu de ce qui y entre.

Lecteur de code-barres. Les technologies intégrées d'aujourd'hui permettent un équipement entièrement automatisé qui peut configurer une ligne via un lecteur de code à barres ou un numéro de pièce. Les guides latéraux, les guides de stock, les paramètres du redresseur ou de la planeuse, les longueurs d'alimentation, etc., sont tous automatiquement ajustés en fonction du code à barres ou du numéro de travail. Ces fonctions automatiques peuvent s'étendre à un système d'empilage dans une ligne de coupe à longueur.

Regardez la vidéo du flux vers la marque d'enregistrement.

IIoT, communication d'accès externe. Une bonne communication IIoT dans une ligne qui comprend des machines fabriquées par plusieurs fournisseurs est essentielle pour un fonctionnement sûr et transparent. Les équipements tels que les lubrificateurs, les nettoyeurs, les gaufreuses, le soudage, les systèmes de transfert, les convoyeurs, l'inspection, les applicateurs de papier et de plastique, les encocheuses, les perforatrices et les commandes de presse ne sont que quelques-uns.

Figure 5 : L'équipement de bobine plus récent est équipé de bras de maintien supplémentaires pour éviter les blessures causées par le ressort d'horloge lorsque les bandes de bobine sont coupées. Celui-ci est équipé de trois bras de maintien.

Les estampeurs utilisent de plus en plus la communication avec un accès externe à un réseau interne. La capacité du personnel de service du fabricant de l'équipement à effectuer des diagnostics ou des modifications de programme à distance est très importante pour que les machines fonctionnent de manière optimale. Le COVID-19 a démontré l'avantage des diagnostics à distance en tant que méthode sûre de dépannage de l'équipement sans avoir à entrer dans l'établissement.

Un problème croissant dans la plupart des installations est la disponibilité insuffisante de l'espace. En règle générale, les emboutisseurs sont limités par l'espace existant pour leurs presses et leurs équipements auxiliaires, leurs fosses, leurs zones de stockage de bobines et leurs allées. Un fabricant d'emboutis a relevé ce défi, plus un autre : le coût et l'utilisation de l'air comprimé. L'entreprise avait en partie besoin d'un système d'alimentation compact qui minimise la consommation d'air.

L'innovation était un alimentateur/redresseur compact avec un élévateur de tête à servocommande au lieu du système pneumatique que l'entreprise utilisait. Contrairement à la tête pneumatique qui avait une distance de déplacement fixe pour soulever et abaisser la tête du redresseur, le servo-élévateur est programmable et réglable.

Non seulement le relevage servo de la tête a considérablement réduit la consommation d'air de l'usine, mais il a prolongé la durée de vie de l'équipement car il a éliminé les mouvements répétitifs de haut en bas du relevage pneumatique de la tête. Cela a permis d'atteindre les objectifs de l'emboutisseur en réduisant considérablement l'usure de la machine et en réduisant la consommation d'air comprimé.

Figure 2 : L'illustration montre une alimentation servo à quatre rouleaux, en zigzag et à deux axes. Il comprend un lubrificateur tiers avec un support de montage spécialement conçu qui lui permet d'être élevé au-dessus de la ligne de passe. Cette dérivation permet au matériau de passer sous le lubrificateur afin qu'aucun lubrifiant ne contamine l'acier.