TL;DR

Automatiseringssystem med överföringsverktyg representerar en effektiv tillverkningsprocess som använder ett flerstationss verktyg i kombination med en mekanisk eller servodriven överföringsmekanism för att automatiskt förflytta och forma metallkomponenter. Denna metod är idealisk för produktion av komplexa komponenter i medelstor till stor serie och erbjuder större designfrihet för detaljrika delar jämfört med progressiv stansning. Dess främsta fördel är möjligheten att hantera separerade delar, vilket tillåter mer komplexa operationer vid varje station.

Vad är automatiseringssystem med överföringsverktyg?

Ett transferverktygsautomationsystem är en sofistikerad metallformningsprocess som fokuserar kring ett flerstationssverktyg. Till skillnad från enklare stansmetoder utför ett transferverktygssystem flera operationer – såsom formning, perforering, beskärning och djupdragning – i en sekvens. Den avgörande egenskapen är dess automatiserade transportmekanism, som fysiskt lyfter upp en arbetsdel, förflyttar den till nästa station och exakt positionerar den för nästa operation. Denna process är konstruerad för delar som är för komplexa eller stora för en enkelstation eller progressiv verktygsuppställning.

Kärnprincipen innebär att behandla varje arbetstycke som en separat, enskild komponent redan från den första stationen. I de flesta fall är den första operationen att skära ut en blank från en råspole med material. Från den punkten är delen fri från materialbandet. Denna frihet möjliggör operationer som är omöjliga vid progressiv stansning, där delen förblir fästad vid bandet fram till det sista steget. Till exempel kan delar roteras, lyftas eller ompositioneras i olika vinklar, vilket möjliggör tillverkning av djupdragna former, oregelbundna geometrier och komponenter med detaljer på flera sidor.

Tillverkare väljer transferverktygssystem när produktionen kräver en balans mellan hög volym, komplexitet och kostnadseffektivitet. Även om den initiala verktygsinvesteringen kan vara betydande minskar automatiseringen kraftigt arbetskostnaderna och ökar genomströmningen vid långvariga produktioner. Denna teknik är särskilt vanlig inom bilindustrin för tillverkning av delar som strukturella komponenter, kåpor och underredsdelen. För att bättre förstå dess plats inom tillverkning är det användbart att jämföra den med andra vanliga stansningsmetoder.

Kompontenter och typer av överföringssystem

Ett komplett automatiseringssystem för transferverktyg är en integrering av flera kritiska komponenter som arbetar i samklang. De främsta elementen är stanspressen själv, som tillhandahåller kraften; flerstationens verktyg, som innehåller verktygen för varje omformningsoperation; och överföringsmekanismen, som utgör systemets automatiserade hjärta. Det är överföringsmekanismen som verkligen skiljer ut denna teknik, och som styr dess hastighet, precision och flexibilitet.

Överföringsmekanismer har utvecklats avsevärt, från rent mekaniska system till avancerade servodrivna robotar. Denna utveckling har utvidgat möjligheterna för stansning med transferverktyg, vilket möjliggör högre hastigheter och mer komplex hantering av delar. Valet av system beror på ansökningens specifika behov, inklusive delstorlek, produktionshastighet och presskonfiguration. Till exempel, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. specialiserar sig på anpassade stansverktyg för fordonsindustrin och använder avancerade system för att möta de stränga kraven på precision och effektivitet från stora OEM:er.

De olika typerna av transportsystem erbjuder distinkta fördelar och väljs utifrån tillverkningsmiljön:

• Tryckmonterade system: Dessa integreras direkt i stanspressen. De kan vara mekaniska, drivena av pressens huvudvridaxel, eller servodrivena, vilket ger oberoende kontroll över rörelseprofiler. Servosystem ger bättre flexibilitet, vilket tillåter optimerade rörelser som förbättrar precisionen, även om traditionella mekaniska pressar ofta uppnår högre hastigheter för produktion i stor skala.
• Genom-fönstret-transportsystem: Som namnet antyder har dessa system transferbanor som går genom sidöppningarna i pressen. Denna design, ofta ett servosystem med tre axlar, ger utmärkt sikt och tillgång till verktygsområdet för underhåll och byte. Det är en mångsidig lösning som kan eftermonteras på befintliga pressar.
• Robotbaserade transportsystem (Tandemlinjer): Även om det skiljer sig från en enskild transferpress använder denna automatiserade metod industrirobotar för att förflytta stora delar mellan flera pressar uppställda i rad. Det erbjuder stor flexibilitet för mycket stora komponenter, såsom karosseridelar till fordon, men innebär vanligtvis högre kapitalinvestering och större yta.

Moderna system är främst servo-elektriska, eftersom de ger exakt, programmerbar kontroll över alla tre rörelseaxlarna: klämning, lyft och transport/lutning. Detta möjliggör smidig, upprepningsbar positionering och höghastighetsdrift, med funktioner som motvikt för lyftaxlar och underhållsfria linjärlager som säkerställer långsiktig tillförlitlighet och prestanda.

Processen för transferverktygspressning förklarad

Processen för transferverktygspressning omvandlar en platt metallblank till en färdig tredimensionell komponent genom en noggrant synkroniserad sekvens av operationer. Varje presscykel för fram flera delar samtidigt, där varje del genomgår en annan etapp av sin formning. Processen är ett exempel på automatiserad effektivitet och följer en logisk sekvens från råmaterial till färdig del.

Även om de exakta operationerna varierar beroende på delens design följer grundläggande arbetsflöde en konsekvent, flerstegssekvens:

1. Materialtillförsel och blankning: En råmaterialspole matas in i den första stationen i verktyget. Här utför pressen en blankeringsoperation, där den skär ut den initiala platta formen av delen och helt separerar den från materialbandet. Denna fria blank är nu redo för överföring.
2. Plocka upp del och överför: När pressens släde rör sig uppåt aktiveras överföringsmekanismen. Ett antal mekaniska eller pneumatiska "fingrar" monterade på överföringsstänger griper tag i blanken. Stängerna lyfter sedan delen vertikalt, förflyttar den horisontellt till nästa station och sänker ner den i nästa verktygshållare.
3. Formnings- och genomslagsoperationer: När delen är exakt positionerad i den andra stationen sänker pressens släde ner sig och utför nästa operation. Detta kan vara en djupdragningsoperation för att skapa djup, en genomslagsoperation för att skapa hål eller en trimningsoperation för att forma kanterna. Detta steg upprepas i flera stationer, där varje station lägger till mer detalj och finjustering av delen.
4. Komplexa operationer och ompositionering: Vid mellanliggande stationer kan transportsystemet rotera eller omorientera delen för att möjliggöra operationer på olika ytor. Denna funktion är avgörande för att skapa komplexa geometrier som annars skulle kräva sekundär bearbetning. Operationer kan inkludera kantslagning, rullning, försänkning eller till och med gängning i verktyget.
5. Slutlig formning och utmatning: I de sista stationerna genomgår delen sin slutgiltiga formning, trimning eller vikning för att uppfylla de slutgiltiga specifikationerna. När delen är färdig flyttar transportsystemet den till en avslutningsstation, där den expelleras från pressen till en transportbana eller i en uppsamlingsbehållare.

Hela processen är perfekt synkroniserad. Rörelsen hos transportsystemet är tidtagen i förhållande till pressens slag för att säkerställa att delar är klara ur verktygen innan dessa stängs och att de är exakt positionerade för varje slåg. Denna höga grad av automatisering säkerställer konsekvens, kvalitet och hög produktionsvolym.

Nyckelapplikationer och bransfördelar

Transferteknik för stansning erbjuder en unik kombination av mångsidighet och effektivitet, vilket gör den till den föredragna tillverkningsmetoden för komplexa metallkomponenter inom flera nyckelindustrier. Förmågan att tillverka stora, djupdragna delar med invecklade detaljer i höga volymer ger en tydlig konkurrensfördel där både form och funktion är avgörande. Tekniken är särskilt viktig inom sektorer som kräver hög precision och repeterbarhet.

De främsta industrierna som är beroende av transferteknik för stansning inkluderar fordonsindustrin, hushållsapparatindustrin, HVAC (ventilation, värme och kylning) samt plomberingsarmaturer. Inom fordonsindustrin används den för att tillverka allt från strukturella ramkomponenter och motorfästen till bränsletankar och oljepannor. För hushållsapparater producerar den komplexa skal, djupdragna tvättmaskintrummor och kompressorkåpor. Det gemensamma är behovet av geometriskt komplexa delar som är starka, lättviktiga och tillverkade kostnadseffektivt i miljontal.

De främsta fördelarna som driver dess användning är:

• Frihet att utforma: Eftersom delen är fri från en bärarband, har konstruktörer större flexibilitet. Djupa dragningar, sidopunkteringar och detaljer på flera axlar är alla möjliga inom en enda process, vilket du kan se i konstruktioner från tillverkare som Layana .
• Kostnadseffektivitet för stora volymer: Även om verktygskostnaderna är höga, ger den låga delkostnaden vid massproduktion en stark avkastning på investeringen. Automatisering minskar arbetskraften, och hög materialutnyttjande minimerar spill.
• Lämplighet för större delar: Jämfört med progressiv dieskärning kan transverssystem hantera betydligt större och tjockare material, vilket gör dem idealiska för robusta strukturella komponenter.
• Integration av operationer: Flera steg, inklusive icke-traditionella formsättningsoperationer och till och med montering eller gängning i verktyget, kan slås ihop till en press, vilket eliminerar behovet av sekundär bearbetning.

För att avgöra om denna teknik är rätt val bör en tillverkare överväga följande faktorer:

Är överföringsverktyg rätt för ditt projekt?

• Komplexitet hos delar: Har delen djupdragade funktioner, ett högt längd-till-diameter-förhållande eller kräver operationer på flera sidor?
• Produktionsvolym: Ligger produktionsbehoven i medelhög till hög nivå (tiotusentals till miljontals delar)?
• Delstorlek: Är delen för stor eller för omständig för att praktiskt kunna hanteras på en progressiv verktygsbärarband?
• Materialtyp och tjocklek: Innebär tillämpningen material i tjockare dimensioner som kräver robust verktyg och hantering?

Om svaret på flera av dessa frågor är ja, är överföringsverktyg med automation troligen den mest effektiva och ekonomiska produktionslösningen.

Vanliga frågor

1. Vad är ett överföringsverktyg?

En transferform är en typ av stansverktyg som används i en press med flera stationer för att utföra en sekvens av operationer. Dess avgörande egenskap är att den arbetar med delar som är separerade från materialcoilen. Ett mekaniskt eller robotstyrt transverssystem flyttar dessa enskilda delar från en station till nästa, vilket möjliggör tillverkning av stora eller komplexa komponenter som inte kan tillverkas i en progressiv form.

2. Vilka olika typer av transfermekanismer används i automationssystem?

De vanligaste typerna av transportsystem är tvåaxliga och treaxliga (eller triaxliga) system. Ett tvåaxligt system förflyttar vanligtvis en del framåt och spänner/lossar den. Ett treaxligt system lägger till en vertikal lyftrörelse, vilket är avgörande för djupdragna delar. Dessa system kan monteras på pressen eller integreras i själva verktyget. Moderna system är oftast servodrivna, vilket möjliggör helt programmerbara rörelser, medan äldre pressar kan använda fast mekanisk automatisering. I vissa tillämpningar, särskilt i tandemlinjer, används också industrirobotar för att transportera delar mellan pressar.

3. Vad är skillnaden mellan tandemverktyg och transportverktyg?

Ett transferverktygssystem utför flera stansoperationer inom en och samma stor press, med hjälp av en integrerad transportmekanism som flyttar delen mellan verktygsstationer inuti pressen. En tandemverktygslinje består av flera separata pressar ordnade i sekvens, där delar förflyttas från en press till nästa, ofta med industrirobotar. Transferverktyg används vanligtvis för små till medelstora komplexa delar, medan tandemlinjer typiskt används för mycket stora delar som karosseriplåtar i bilindustrin.