Avec l'amélioration continue du niveau de production dans l'industrie manufacturière chinoise, l'usinage par poinçon CNC, en tant que méthode de traitement de la tôle flexible, joue un rôle extrêmement important dans le domaine complexe du traitement de la tôle commerciale sur mesure. Afin de tirer davantage parti du rôle de l'usinage CNC de tôlerie dans l'ensemble du processus de production et de fabrication, et d'améliorer l'efficacité d'application des machines de poinçonnage, l'atelier commercial de traitement de la tôle a intégré l'application des machines composites de perforation et de cisaillement CNC. C'est un équipement de traitement de tôle efficace qui intègre la technologie de contrôle informatique, la technologie microélectronique, la technologie de surveillance à distance et la technologie de fabrication de précision. La machine composite de poinçonnage et de cisaillement CNC est équipée de dispositifs de chargement et de déchargement automatiques, de dispositifs de tri et d'empilage automatiques et de dispositifs d'amarrage automatiques pour les entrepôts tridimensionnels, et intègre des méthodes de gestion de l'information, intégrant finalement un mode d'application de traitement de la tôle à base d'unité de poinçonnage et de coupe CNC entièrement automatique.
La machine composite de poinçonnage et de cisaillement CNC se compose principalement d'une poinçonneuse CNC et d'une machine de cisaillement à angle droit CNC, comme le montre la figure 1. Une bibliothèque de moules rotatifs de type disque est installée sur la poinçonneuse CNC, qui peut réaliser le traitement de formage de caractéristiques des pièces en tôle telles que le poinçonnage, le découpage et le bridage; La machine de cisaillement à angle droit CNC est équipée de ciseaux de direction X et Y pour cisailler et séparer les plaques après avoir terminé une série de traitement des fonctionnalités.
La condition préalable pour réaliser un traitement entièrement automatique est que les pièces doivent répondre à la plage de traitement de l'équipement. Par conséquent, les paramètres de traitement de base de l'équipement doivent d'abord être clarifiés. La machine composite de poinçonnage et de cisaillement CNC a une pression de poinçonnage de 30t et une force de cisaillement de 20t; L'entrepôt de la tourelle dispose de 55 postes de travail de moule, y compris des postes de travail 21 A (principalement pour les petits moules d'usinage universels, qui ne nécessitent généralement pas de changements fréquents de moule pendant le changement d'ordre), 24 postes de travail B, Et 2 postes de travail de rotation spéciaux (principalement pour les moules d'usinage de caractéristiques universelles de taille moyenne, avec une plus grande course de poinçonnage pour améliorer l'efficacité de traitement des pièces, et des postes de travail de rotation pour un réglage pratique de rectangulaire, angles d'usinage polygonaux et autres caractéristiques), postes de travail 4 C et postes de travail 2 D, deux postes de travail E (C, D, Les postes de travail E sont généralement de grandes stations de travail universelles de coupe de bord et de traitement des fonctionnalités spéciales telles que les persiennes, les trous de bride et les coques convexes); Les différents moules de caractéristiques ont des codes dédiés, tels que RO pour les trous circulaires, RE pour les rectangles, DJ pour les polygones et SQ pour les carrés; La plage de traitement maximale de l'équipement à la fois: axe X 3000mm, axe Y 1500mm, épaisseur maximale de la plaque de traitement 6.35mm, et épaisseur maximale de la plaque 4mm pour le cisaillement à angle droit (en plaque d'acier Q235); Précision d'usinage de poinçonnage: ± 0.10mm.
Les deux ciseaux des ciseaux à angle droit CNC sont perpendiculaires l'un à l'autre, et l'un des ciseaux à direction X peut être coupé en continu, éliminant ainsi le processus de coupe manuelle des matières premières avant le traitement, l'amélioration de l'efficacité de la coupe de la feuille dans le processus de production. Dans le même temps, il peut également sélectionner la disposition optimale en fonction du contour des pièces, réduisant ainsi le gaspillage de matières premières. La disposition de deux ciseaux à angle droit CNC est illustrée à la figure 2, où la longueur des ciseaux à direction X est plus longue que celle des ciseaux à direction Y, et les deux sont installés perpendiculairement l'un à l'autre à un angle de 90 °. La machine de poinçonnage et de cisaillement CNC comprend deux modes de fonctionnement pour le cisaillement: un cisaillement complet et un demi-cisaillement. Lors d'un cisaillement complet, les ciseaux de direction X et Y coupent de haut en bas en même temps. La forme des pièces de cisaillement est relativement régulière, avec des bords de cathétus évidents; Lors de la coupe à moitié, les ciseaux à direction Y sont soulevés au-dessus de leur tête, et les ciseaux à direction X sont coupés séparément de haut en bas. Les pièces coupées sont généralement de plus grande taille et sont principalement utilisées lorsqu'il y a interférence dans la forme caractéristique dans la direction Y. Le processus de programmation CNC les définit en fonction de la situation réelle.
Les déchets et les pièces séparées par le cisaillement à angle droit sont transportés à travers une bande transporteuse de brosse automatique. Différentes tailles de déchets sont automatiquement introduites dans deux types différents de bacs à déchets installés à mi-chemin pendant le processus de transport. Le processus de tri et le processus de découpe des déchets et des pièces sont effectués simultanément, tandis que la découpe et le tri sont effectués. Le petit déchetPendant le traitement du moule est transporté de manière synchrone par un autre dispositif de transport, assurant le fonctionnement continu et stable de la poinçonneuse et évitant le gaspillage de l'équipement en attente. L'ensemble du processus de traitement tente de convertir la commutation interne en commutation externe, améliorant considérablement l'efficacité de traitement des pièces en tôle.
Lorsque les machines composites de poinçonnage et de cisaillement CNC traitent des pièces en tôle avec différentes épaisseurs de plaques, la bibliothèque de moules de tourelle de poinçonneuse CNC remplace les moules de poinçonnage ou de formage avec différents dégagements selon les normes de processus. Le cisaillement CNC à angle droit ajuste le jeu de cisaillement grâce à une commande électrique pour assurer la qualité de la section transversale du traitement des pièces en tôle.
L'importance du composite de poinçonnage et de cisaillement CNC
La fonction de coupe à angle droit fournit une garantie de base pour le tri automatique et l'empilement des pièces dans le traitement de nidification automatique, et est une partie fonctionnelle indispensable de l'unité de traitement pour obtenir un traitement entièrement automatisé. Cependant, l'usinage par poinçon CNC traditionnel nécessite une découpe manuelle de la tôle à l'aide d'une machine de découpe en fonction des dimensions globales des pièces, puis l'édition du programme CNC pour entrer dans l'étape d'usinage.
Les avantages du traitement d'imbrication des machines composites de poinçonnage et de cisaillement CNC sont résumés comme suit:. La disposition du traitement est réalisée par un logiciel de programmation d'imbrication automatique, et la coupe et la séparation automatiques des pièces et des déchets sont effectuées, améliorant le taux d'utilisation des matières premières; La machine-outil a un degré élevé d'intégration, éliminant le processus de transport manuel de la tôle, améliorant la précision d'usinage des pièces en tôle, réduire les déchets de manutention et d'attente pendant le processus d'usinage et améliorer l'efficacité d'usinage de la machine-outil.
Composition des unités de traitement
L'unité de poinçonnage CNC entièrement automatique est composée de dispositifs matériels automatisés et de systèmes de contrôle de l'information, et sa structure globale est illustrée à la figure 3. Le dispositif matériel d'automatisation comprend 8 modules fonctionnels: chariot d'accueil automatique de matières premières, dispositif de chargement automatique de matière première, machine composite de poinçonnage et de cisaillement CNC, dispositif d'exportation automatique de déchets, Dispositif de pulvérisation de code automatique, dispositif de tri et d'empilage automatique de pièces, chariot d'accueil automatique et dispositif de protection photoélectrique; le système de contrôle de l'information comprend un système de contrôle de poinçon (système de contrôle d'usinage de poinçonnage CNC et système de contrôle de cisaillement à angle droit CNC), un module d'interaction du système de contrôle de poinçon MES WCS, Et un module de système de contrôle de protection optoélectronique. Les huit principaux modules fonctionnels matériels sont à la base de la mise en œuvre de processus d'usinage entièrement automatisés, tandis que le module d'interaction du système de contrôle de poinçon MES WCS est la clé de la gestion de l'information dans les unités d'usinage.
L'unité de traitement adopte le système MES pour la planification automatique de la production, et le logiciel de programmation capture automatiquement les détails de la commande et effectue l'imbrication selon les exigences de la commande pour s'assurer que les pièces automatiquement programmées selon la commande peuvent être produites en utilisant les spécifications standard des matières premières. Les spécifications standard des matières premières sont à la base de l'entreposage automatisé, et les matières premières après la nidification sont complètement disposées pour éviter le gaspillage de matières premières. La fonction de cisaillement à angle droit réalise la séparation des pièces après l'imbrication.
Fonction d'alimentation automatique
La fonction d'alimentation automatique est la base de l'amarrage automatique des matières premières entre l'unité de traitement et la bibliothèque tridimensionnelle. Le système MES envoie non seulement les tâches de commande à l'unité de poinçonneuse, mais synchronise également les informations de spécification standard sur les matières premières requises pour le traitement vers le centre de planification d'entrepôt tridimensionnel intelligent. Le centre de planification correspond aux palettes de matières premières requises dans l'entrepôt selon l'ordre des tâches sortantes et émet automatiquement les instructions de départ. À ce moment, confirmez seulement que la machine-outil peut traiter normalement, et les palettes de matière première correspondantes seront envoyées au port de réception de la matière première de la machine-outil, récupérer la palette de matière première grâce à l'amarrage du chariot de chargement automatique et transférer la palette de matière première à la position de chargement automatique. Pour s'adapter à une alimentation de feuille différente, le dispositif d'alimentation automatique cloisonnera les ventouses d'alimentation pour éviter l'aspiration vide de la nappe, comme le montre la figure 4. Le dispositif de séparation de plaque est installé sur le manipulateur de chargement. Tout en ramassant le matériel, un coin de thLa plaque e est levée et la plaque est continuellement secouée pour compléter un ensemble complet d'actions pour la séparation des plaques (simulant la séparation manuelle). Une fois l'aspiration terminée, une mesure automatique de l'épaisseur est également requise. La mesure d'épaisseur vise principalement à confirmer si les matières premières sont conformes aux exigences de la commande et à éviter un traitement incorrect. Si l'épaisseur de la plaque d'aspiration dépasse une épaisseur de feuille, le dispositif de détection de plaque alarmera et la machine cessera de fonctionner. Si l'épaisseur de la plaque d'aspiration est détectée comme étant l'épaisseur de la feuille spécifiée, la machine continuera à fonctionner. Enfin, les matières premières sont transférées dans la pince de positionnement de la machine-outil à travers la ventouse d'alimentation pour le positionnement et le serrage. À ce stade, l'unité de traitement a achevé un ensemble complet de processus de chargement automatique des matières premières.
Fonction de tri et d'empilage automatique
Le cisaillement CNC à angle droit est une condition préalable pour réaliser le tri automatique et l'empilement des pièces. Les pièces séparées sont des produits semi-finis, et le dispositif d'empilage classe et empile les produits semi-finis. La taille minimale de la plaque d'empilage requise par le dispositif d'empilage automatique est de 400mm × 100mm, avec une taille de format maximale de 3000mm × 1500mm, épaisseur maximale de la plaque 4mm (plaque en acier au carbone), épaisseur minimale de la plaque 0.5mm, poids d'empilage maximum 3000kg.
Le programme CNC de l'unité d'usinage adopte un logiciel de programmation d'imbrication automatique. Une fois le programme d'usinage généré, le module du programme de tri identifie les pièces du programme. Les pièces avec le même code sont affectées à la même zone du plateau de produit semi-fini, et la zone d'empilage est représentée sur la figure 5. La hauteur maximale d'empilage dans la même zone est de 500mm. Si la hauteur dépasse celle-ci, la zone d'empilage est réaffectée pour éviter le problème d'empilement excessif causé par le nombre excessif de pièces avec le même code.
Une fois le programme de traitement émis, le système confirmera à nouveau l'emplacement réel des pièces dans la zone d'empilage, et le système à induction photoélectrique détectera également la hauteur d'empilement des pièces. S'il y a une situation où les pièces dans la zone d'empilage du produit semi-fini sont enlevées par l'ordre urgent du processus suivant, l'opérateur doit réinitialiser le numéro correspondant de la zone d'empilage, afin que le système puisse les réinclure dans la zone de stockage et éviter les déchets d'espace dans la zone d'empilage. Après avoir confirmé que la zone d'empilage répond aux exigences d'empilage de pièces, le dispositif de tri séparera et chargera les pièces avec le même code et les empilera en séquence. Le tri adopte un dispositif de tri et de palettisation automatique de type rouleau divisé, qui trie et palettisonne automatiquement les pièces découpées en palettes semi-finies. Les palettes sont placées sur un chariot interactif de coupe spéciale. Après avoir terminé le traitement de la commande, le chariot interactif reçoit l'instruction de retour du produit semi-fini et transporte les palettes du produit semi-fini à l'entrée de l'unité de traitement correspondante de l'entrepôt tridimensionnel. La navette d'entrepôt tridimensionnelle entre automatiquement dans les palettes de produits semi-finis. Le système MES synchronise la création d'informations de retour de palettes semi-finies. Lorsque vous quittez l'entrepôt, il vous suffit de rechercher le numéro de commande correspondant pour trouver l'emplacement et le numéro de palette de l'entrepôt tridimensionnel où se trouve la commande. Cela crée un ordre de tâche sortant automatique et réalise le départ des pièces semi-finies.
Sanctions et dispatching automatiques MES
Les ordres de production de l'unité de traitement sont automatiquement expédiés par le système MES selon la logique d'ordonnancement planifiée. Les informations de commande comprennent les données d'informations nécessaires pour la production, telles que les matériaux de pièce, les quantités, les spécifications et les codes de taille, les informations graphiques et textuelles, les informations sur le programme, les informations sur le flux de processus, les heures de traitement, etc. Des chercheurs tels que Li Yakai et Shen Yan ont discuté du système de planification de la production qui coordonne SOA et la technologie de fabrication flexible, Analyser spécifiquement les problèmes de planification et de planification dans le processus de production, et décrire la manière et la mise en œuvre de l'envoi de production à la machine, fournissant une solution pour le problème d'expédition des unités de traitement. La tâche de production de l'unité de poinçonnage CNC entièrement automatique adopte une sauvegarde et une utilisation, c'est-à-dire que le système MES attribue deux commandes à la même machine-outil, le premier étant un ordre de processus et le second étant un ordre préparatoire. Après l'achèvement de l'ordre dans le processus, l'ordre préparatoire est automatiquement converti en un ordre de processus. La liste des tâches de production d'équipement automatique iS illustré à la figure 6. Le module d'interaction entre MES et WCS planifie simultanément l'entrepôt tridimensionnel pour émettre des tâches sortantes de matière première et les tâches entrantes de la commande précédente de matière première. La préparation avant le début du traitement, et grâce à une opération croisée des commandes, le temps de commutation interne est réduit, la veille de la machine-outil est réduite, l'utilisation de l'équipement est améliorée et une production efficace est finalement réalisée.
Production entièrement automatisée d'unités de traitement
Après avoir reçu la tâche de production assignée par le système MES, l'unité de poinçonnage CNC entièrement automatique n'a besoin que de vérifier les exigences de configuration du moule du programme de traitement et de confirmer la sécurité de l'environnement de production pour démarrer la production de la commande. À ce moment, l'équipement traitera selon le code NC du programme. Si les pièces impliquées dans la commande ont des processus spéciaux, le système fournira une invite de remplacement de moule lors du démarrage de la production de commande, et les moules correspondants pour le processus seront manuellement remplacés et complétés.
Lorsque le système MES reçoit un retour d'information sur les informations de traitement de la tâche de commande initiée par l'unité de traitement, il envoie de manière synchrone la tâche sortante de matière première correspondante au système de planification WCS de l'entrepôt tridimensionnel. Le camion-navette d'entrepôt tridimensionnel transporte la palette de matière première correspondante à la position d'amarrage du chariot de réception de l'unité de traitement. À ce moment, l'unité de traitement reçoit les informations d'arrivée de matière première et le système envoie le chariot de réception pour la récupération de matière. L'ensemble du processus de traitement ne nécessitera pas d'intervention manuelle. Après le traitement, le tri et l'empilement automatiques des pièces et le transport des déchets sont effectués. Le système de tri et d'empilage est divisé selon le type de pièces et complète les travaux de tri et d'empilage en séquence. Le système prend les commandes sous forme de cycle et enregistre les informations d'état de l'ensemble de l'unité de traitement jusqu'à ce que la commande soit terminée. Pendant le processus, le travail est automatiquement signalé et le tableau de bord de gestion des informations de la ligne de production est illustré à la figure 7. Une fois la commande terminée, les pièces semi-finies sont automatiquement ancrées avec la navette d'entrepôt tridimensionnelle pour l'entreposage, et les informations d'entreposage sont synchronisées avec le système MES.
De plus, l'unité de traitement est équipée d'une machine tout-en-un PC en réseau, qui permet aux opérateurs de se connecter à l'interface système MES via la machine tout-en-un PC. Sur la page d'informations sur le rapport de commande, ils peuvent entrer directement dans le système de documents de base interne de l'entreprise en cliquant sur le numéro graphique, qui est associé aux exigences de traitement et aux dessins de conception des pièces correspondantes, afin de procéder à l'inspection initiale des pièces. Le processus de gestion de l'information facilite grandement les opérations sur place.
Avec le développement continu de l'industrie manufacturière chinoise, l'application d'unités d'usinage entièrement automatisées qui intègrent l'automatisation et l'informatisation deviendra de plus en plus répandue. L'unité de poinçonnage et de coupe CNC entièrement automatisée décrite dans cet article, avec des machines composites de poinçonnage et de cisaillement CNC comme corps principal, utilise une approche de gestion de processus basée sur l'information, tirer pleinement parti des avantages de traitement des équipements d'automatisation et, dans une certaine mesure, atteindre un mode de production de tôle moins orienté par l'homme. Cela a une importance de référence importante pour réaliser une production entièrement automatisée dans des industries de fabrication discrètes telles que le traitement de la tôle.
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