Накратко

Системите за автоматизация с трансферни матрици представляват ефективен производствен процес, при който се използва многопозиционна матрица в комбинация с механичен или сервоуправляем трансферен механизъм за автоматично преместване и оформяне на метални части. Този метод е идеален за производство на сложни компоненти в средни и високи обеми и осигурява по-голяма свобода при проектирането на сложни части в сравнение с прогресивното металоштамповане. Основното предимство е възможността за обработка на отделени части, което позволява по-сложни операции на всяка позиция.

Какво са системите за автоматизация с трансферни матрици?

Системата за автоматизация с преносен умиращ е сложен процес за формоване на метал, който се основава на многопозиционен умиращ. За разлика от по-простите методи за щанцоване, системата с преносен умиращ извършва множество операции – като формоване, пробиване, рязане и дърпане – в последователност. Отличителната характеристика е нейният автоматизиран механизъм за прехвърляне, който физически поема заготовката, премества я до следващата позиция и я позиционира точно за следващата операция. Този процес е проектиран за детайли, които са твърде сложни или големи за еднопозиционна или прогресивна умираща схема.

Основният принцип включва третирането на всеки обработваем елемент като отделна, индивидуална компонента още от първата работна станция. В повечето случаи първоначалната операция е изрязване на заготовка от суровина в навой. От този момент нататък детайлът е освободен от материалната лента. Тази свобода позволява операции, които са невъзможни при щамповане с прогресивни матрици, където детайлът остава прикрепен към лентата до последната стъпка. Например, детайлите могат да бъдат завъртани, повдигани или пренасяни под различни ъгли, което дава възможност за създаване на дълбоко изтеглени форми, неправилни геометрии и компоненти с елементи от множество страни.

Производителите избират системи с преносни матрици, когато производството изисква баланс между висок обем, сложност и икономическа ефективност. Въпреки че първоначалните разходи за инструменти могат да са значителни, автоматизацията рязко намалява разходите за труд и увеличава производителността при продължителни производствени серии. Тази технология е особено разпространена в автомобилната индустрия за производство на елементи като конструкционни компоненти, кутии и части от долната част на шасито. За по-добро разбиране на нейното място в производството, е полезно да се сравни с други разпространени методи за щамповане с матрици.

Основни компоненти и видове системи за прехвърляне

Пълната автоматизирана система за трансферни матрици представлява интеграция на няколко критични компонента, работещи съвместно. Основните елементи са самата печащата преса, която осигурява силата; многопозиционната матрица, която съдържа инструментите за всяка операция по формоване; и трансферният механизъм, който служи като автоматизирано сърце на системата. Точно трансферният механизъм наистина отличава тази технология, като определя нейната скорост, прецизност и гъвкавост.

Трансферните механизми са претърпели значителна еволюция – от изцяло механични системи до напреднали сервоуправлявани роботи. Тази еволюция е разширила възможностите на трансферното печащо формоване, като позволява по-високи скорости и по-сложни манипулации на детайлите. Изборът на система зависи от конкретните изисквания на приложението, включително размера на детайла, скоростта на производството и конфигурацията на пресата. Например, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. се специализира в производството на нестандартни штамповъчни матрици за автомобилна индустрия, като използва напреднали системи, за да отговаря на строгите изисквания за прецизност и ефективност на големите производители на оригинални оборудвания (OEM).

Различните типове трансферни системи предлагат предимства и се избират в зависимост от производствената среда:

• Системи, монтирани на преса: Тези системи се интегрират директно в штамповъчния прес. Те могат да бъдат механични, задвижвани от главния кривошип на преса, или серво-задвижвани, които осигуряват независим контрол върху профила на движението. Серво системите предлагат по-голяма гъвкавост, позволявайки оптимизирани движения, които повишават прецизността, макар че традиционните механични преси често постигат по-високи скорости при производство с голям обем.
• Трансферни системи, преминаващи през отвора на преса: Както самото име сочи, тези системи са с трансферни релси, които минават през страничните отвори на пресата. Тази конструкция, често представляваща 3-осна серво система, осигурява отлична видимост и достъп до матричната зона за поддръжка и смяна. Това е универсално решение, което може да бъде монтирано към съществуващи преси.
• Роботизирани трансферни системи (Тандем линии): Въпреки че се различава от една единствена трансфер преса, този автоматизиран подход използва промишлени роботи за преместване на големи детайли между няколко преси, подредени в линия. Той предлага голяма гъвкавост за много големи компоненти, като панели за автомобилни тела, но обикновено изисква по-висока първоначална инвестиция и по-голямо застроено пространство.

Съвременните системи предимно са сервоелектрически, тъй като осигуряват прецизен, програмируем контрол върху трите оси на движение: затягане, повдигане и преместване/наклон. Това позволява гладко, повтаряемо позициониране и работа с висока скорост, като функции като оси за повдигане с противотежести и линейни лагери без нужда от поддръжка гарантират дългосрочна надеждност и висока производителност.

Процесът на щамповане с трансферни матрици – обяснение

Процесът на щамповане с трансферни матрици превръща плоска метална заготовка в готов триизмерен компонент чрез точно синхронизирана последователност от операции. Всеки цикъл на пресата напредва едновременно с няколко части, като всяка част преминава през различна фаза от формирането си. Процесът е пример за автоматизирана ефективност, която логично протича от суровината до завършената детайл.

Въпреки че точните операции се различават в зависимост от конструкцията на детайла, основният работен поток следва последователна, многостъпкова последователност:

1. Подаване на материала и изрязване: Полуфабрикатът в бобина се подава в първата станция на матрицата. Тук пресата извършва операция по изрезка, като изрязва първоначалната равнина форма на детайла и я отделя напълно от лентата материал. Тази свободна заготовка вече е готова за трансфер.
2. Вземане и прехвърляне на детайла: Докато буталото на пресата се движи нагоре, задейства се механизмът за трансфер. Комплект механични или пневматични "пръсти", монтирани на трансферни греди, здраво хващат заготовката. След това гредите вдигат детайла вертикално, преместват го хоризонтално до следващата станция и го спускат в следващата кухина на матрицата.
3. Операции по формоване и пробиване: След като детайлът е точно позициониран във втората станция, буталото на пресата се спуска и извършва следващата операция. Това може да е операция по изтегляне, за да се създаде дълбочина, пробиване за образуване на отвори или триминг за оформяне на ръбовете. Тази стъпка се повтаря в няколко станции, като всяка добавя все повече детайли и усъвършенства детайла.
4. Сложни операции и препозициониране: На междинните станции трансферната система може да завърта или преориентира детайла, за да се осигчат операции по различни повърхности. Тази възможност е от решаващо значение за създаването на сложни геометрии, които иначе биха изисквали вторична обработка. Операциите могат да включват класоване, навиване на ръбове, образуване на гофри или дори нарязване в матрицата.
5. Финално оформяне и изхвърляне: В крайните станции детайлът преминава последните операции по оформяне, отрязване или фланширане, за да отговаря на окончателните спецификации. След като детайлът е завършен, трансферната система го премества към изходна станция, където се изхвърля от пресата върху транспортьор или в контейнер за събиране.

Целият процес е напълно синхронизиран. Движението на трансферната система се синхронизира с хода на пресата, за да се гарантира, че детайлите ще бъдат извън матриците преди те да се затворят и ще бъдат точно позиционирани за всеки удар. Тази висока степен на автоматизация осигурява последователност, качество и производство в големи обеми.

Основни приложения и предимства за индустрията

Автоматизацията с преходни матрици предлага уникална комбинация от универсалност и ефективност, което я превръща в предпочитания производствен метод за сложни метални компоненти в няколко ключови индустрии. Възможността ѝ да произвежда големи, дълбоко изтеглени части със сложни характеристики в големи обеми осигурява ясно конкурентно предимство там, където както формата, така и функционалността са от решаващо значение. Технологията е особено жизненоважна в сектори, които изискват висока прецизност и повтаряемост.

Основните индустрии, които разчитат на штамповане с преходни матрици, включват автомобилна, битова техника, климатизация (HVAC) и арматура за водопровод. В автомобилния сектор тя се използва за производство на всичко – от структурни рамки и двигатели до резервоари за гориво и маслени паници. За битовата техника се произвеждат сложни корпуси, дълбоко изтеглени барабани на перални машини и черупки на компресори. Общото между тях е нуждата от геометрично сложни части, които са здрави, леки и произведени икономически изгодно в милиони бройки.

Основните предимства, които подпомагат внедряването ѝ, са:

• Свобода в дизайна: Тъй като детайлът е отделен от транспортната лента, конструкторите имат по-голяма гъвкавост. Дълбокото изтегляне, страничното пробиване и елементите по множество оси са възможни в единичен процес, както може да се види в дизайна на производители като Layana .
• Изгодност при големи обеми: Въпреки че разходите за инструменти са високи, ниската цена на детайлите при масово производство осигурява добра възвръщаемост на инвестициите. Автоматизацията намалява нуждата от ръчен труд, а високото използване на материала минимизира отпадъците.
• Подходящ за по-големи детайли: В сравнение с прогресивното штамповане, трансферните системи могат да обработват значително по-големи и по-дебели материали, което ги прави идеални за здрави структурни компоненти.
• Интеграция на операциите: Множество стъпки, включително нетрадиционни формообразуващи операции и дори сглобяване или нарязване на резба в матрицата, могат да бъдат обединени в един прес, което премахва необходимостта от вторична обработка.

За да се определи дали тази технология е подходяща, производителят трябва да вземе предвид следните фактори:

Подходящо ли е преносното щанцоване за вашия проект?

• Сложност на детайла: Частта има ли дълбоко изтеглени елементи, високо съотношение между дължина и диаметър или изисква операции от няколко страни?
• Обем на производството: Производствените нужди са в средния до висок диапазон (десетки хиляди до милиони части)?
• Размер на детайла: Частта твърде голяма или обемиста, за да се управлява практически чрез носеща лента за прогресивно щанцоване?
• Тип и дебелина на материала: Приложението включва ли материали с по-голяма дебелина, които изискват здравословни инструменти и добра управляемост?

Ако отговорът на няколко от тези въпроси е положителен, вероятно най-ефективното и икономично производствено решение е автоматизация с преносни матрици.

Често задавани въпроси

1. Какво е преносна матрица?

Трансферната матрица е вид штамповъчен инструмент, използван в преси с няколко работни станции за извършване на последователност от операции. Нейната отличителна характеристика е, че работи с детайли, които са отделени от лентата с материал. Механична или роботизирана трансферна система премества тези отделни части от една станция до следващата, което позволява производството на големи или сложни компоненти, които не могат да бъдат изработени с прогресивна матрица.

2. Какви са различните типове трансферни механизми, използвани в системите за автоматизация?

Най-често срещаните видове трансферни системи са двуосни и триосни (или триосни) системи. Двуосна система обикновено премества детайл напред и го затега/отпуска. Триосната система добавя вертикално повдигащо движение, което е от съществено значение за дълбоко изтеглени части. Тези системи могат да бъдат монтирани на пресата или интегрирани в матрицата. Съвременните системи обикновено са сervo-задвижвани, което позволява напълно програмируемо движение, докато по-старите преси могат да използват фиксирана механична автоматизация. В някои приложения, особено при тандемни линии, се използват и индустриални роботи за прехвърляне на части между пресите.

3. Каква е разликата между тандем матрица и трансферна матрица?

Системата с прехвърляне извършва множество щанцоване операции в единичен, голям прес, използвайки интегриран механизъм за прехвърляне на детайла между щанците в този прес. Линията с последователни щанци се състои от няколко отделни преса, подредени последователно, като детайлите се преместват от един прес към следващия, често чрез промишлени роботи. Щанците с прехвърляне обикновено се използват за малки до средни сложни детайли, докато последователните линии обикновено се използват за много големи детайли, като панели за автомобилни тела.