金属チューブの破損を最小の問題まで追跡します

このチューブの破れの原因を見つけるには、チューブ ベンダーを深く掘り下げ、何が起こっているのかをすべて視覚的に観察する必要がありました。

私は最近、CNC チューブ ベンダーで高品質の部品を安定して製造するのに苦労しているメーカーを訪問しました。

これは挑戦でした。 場合によっては、部品の曲がりの内側にひどいシワができることがありました。 場合によっては、部品が曲がりの外側で破損することがありました。 また、場合によっては、完璧なカーブが 3 つ、4 つ、またはそれ以上連続して発生することもありました。 ツールや機械のセットアップにまったく変更を加えていないにもかかわらず、部品は一貫して一貫性がありませんでした。

最良の状況でも、これを実現するのは簡単ではありませんでした。 これは、かなり薄い壁 (0.049 インチ) を備えた外径 2 インチのアルミメッキ チューブで、2 インチの端で曲げられていました。 中心線半径が短く、グリップ長が短い。 しかし、このメーカーはこれらの部品の製造に経験があり、機械のセットアップと操作に非常に経験豊富な担当者、そして優秀なメンテナンス要員を備えていました。

私は幸運にも、このような難しい部品を毎日作っているセットアップ、オペレーター、メンテナンス担当者からチューブの曲げを学ぶことができました。 彼らは自社の部品、機械、工具をよく知っています。 そのうちの一人が私に「何が起こっているのか分かりません」と言ったとき、それは深刻です。

いくつかの部品の動作を観察し、矛盾を確認した後、オペレーターの助けを借りて、部品を初めて機械にセットするかのように最初からやり直すことにしました。 同時に全電動機の10軸の動作や位置を確認し、制御系の各部の設定を行いました。 キャリッジの位置が少しずれており、加圧ダイ アシスト (PDA) がゼロであるべき位置から約 1/8 インチ後ろにあることに気付きました。 また、ベンド アームのゼロ点が本来あるべき位置から少し遅れていることにも気付きました。

生産用にチューブ ベンダーをセットアップしたことがある場合は、いくつかのことを一貫してセットアップするのが難しいことをご存知でしょう。 人によってやり方が異なる場合があり、それによりパーツをセットアップするたびに動作方法に違いが生じる可能性があります。 マンドレルの位置、ワイパー ダイの位置とレーキ、クランプ ダイの位置、および加圧ダイの位置は、2 人の異なるオペレータによって、または同じオペレータが同じ部品に対して異なる時間にセットアップすることによって、簡単に異なる設定ができるもののほんの一部です。

移動するすべての軸が制御システムによって正確に位置決めされる全電動ベンダーを使用する利点の 1 つは、これらの設定変数の多くを最小限に抑えることができることです。 しかし、全電動ではないベンダーであっても、一貫したセットアップを確保するための慣行を導入することができます。 これらの方法をセットアップ担当者やオペレーターが一貫して適用すると、ある部品から別の部品に交換する際のスクラップの量が減り、切り替え時間を大幅に短縮できます。

この場合、メーカーは、工具のセットアップが反復的かつ一貫していることを確認するための優れたプロセスを備えていました。 ただし、それはマシンの位置の一貫性に依存していました。

タンジェントバリエーション。チューブ ベンダーの接線は、チューブが曲げダイに入るときのチューブの経路に垂直な仮想線です。 ここで曲がりが発生します。 ベンド アームの位置がわずかに変化すると、チューブの経路に対するベンド ダイの接線の見かけの位置が変化します。そのため、ベンド ダイのクランプ セクションと比較した場合に、ワイパー ダイとそのレーキの位置が異なる可能性があります。曲げられるチューブの経路に対する実際のすくい角。 これにより、マンドレルの見かけ上の位置が、実際の接線から測定したときの位置と異なります。

アームを曲げます。ベンド アームの位置が大きく外れている場合は、ベンド アームを動かすのではなく、クランプする動作によって曲げプロセスが開始されます。 この場合、チューブは曲がらずに折れてしまう可能性があります。

最終的に、破れたベルトがスプロケットの歯を飛び越えていることが判明しました。そのため、オペレーターがチューブ ベンダーの他のコンポーネントをリセットするときに何度も過剰補正を行ってしまい、チューブが破損してしまいました。

加圧ダイアシスト。 PDA は、曲げ中に加圧ダイを前方に移動させ、曲げ中にチューブの経路をたどるようにします。 PDA を備えた機械では、この軸の速度をチューブの相対速度に合わせるか、チューブを押すように設定してチューブ外径の薄肉化を最小限に抑えることができます。 壁を薄くしすぎると、チューブの割れが発生します。

PDA のゼロは理論的には、圧力ダイの面を接線上に直接設定します。 ただし、さまざまな機械メーカーや工具設計者は、クランプが衝突せずに閉じるのに十分なスペースを確保できるように、加圧ダイの面をゼロの後ろに置く小さなクリアランスを追加する場合があります。

キャリッジ、PDA、ベンド アームの位置をリセットします。 お客様が曲げツールをリセットし、私たちはいくつかのテスト曲げを行いました。 いくつかの微調整の後、マシンは生産に戻りました。 みんなが喜んでくれたので、私は道具を梱包し、書類に記入し始めました。

私が立ち去ろうとしたとき、機械から「ポン」という音が聞こえました。 部品は完成しました。見た目はまだ良く、ゲージに適合していました。 しかし、私はここに留まって、さらにいくつかの部分を見ることにしました。 さらに数分後、またポップ音が聞こえましたが、ベンダーはまだ良い部品を出し続けていました。

しかし、さらに数分後、3回目のポップ音が聞こえました。 今度はパーツがゲージに適合しなくなり、曲げの品質は以前ほど高くありませんでした。 私たちは生産を停止し、工具のセットアップを再確認しました。 すべてが最初の良い部分を作成したときとまったく同じように見えました。 もう 1 つのパートを実行しました。 今度はまたポップ音が聞こえました。 チューブを曲げるたびに外側が破れてしまいました！

ツールのセットアップをもう一度確認しましたが、すべてが同じように見えました。 そこで、改めて軸の位置を確認しました。 キャリッジとベンドアームはまだ正確でしたが、PDA は再びゼロがあるべき位置から約 1/8 インチ遅れていました。

この機械の PDA はサーボ駆動であり、半径の小さい部品を製造するため、同社は曲げの外側に沿って材料が薄くなる量を最小限に抑えるために、そのプッシュにかなり依存していました。 この PDA は減速機に取り付けられており、非常に強力なタイミング ベルトがボールねじのナットを回転させて PDA の位置を決めました。 カバーを取り外してすべてを目視検査しましたが、明らかな問題は見つかりませんでした。

次に、カバーを外して別の部分を実行しました。 またパチパチという音が聞こえ、そしてそれが見えました。タイミングベルトがスプロケットの歯を飛び越えたのです。

タイミングベルトの片方の端に小さな裂け目が見つかりました。 部品を作るのに必要な荷重がかかってベルトがスプロケットの周りを回ると、小さな裂け目によってベルトの張力が緩み、ベルトが歯を飛び越えることができるほどになりました。 その度にPDAは少し後方の位置に戻っていきました。 これにより、ベンド アームが実際よりも遠くにあるように見えました。

時間が経つにつれて、これだけでも問題が発生するようになりました。 加圧ダイとクランプダイの間のギャップが大きすぎるため、ベンドアームの位置がずれていると考え、同社のメンテナンス担当者は PDA に対するベンドアームの位置をリセットし、ゼロよりわずかに後ろに動かしました。 これにより、キャリッジの位置が前方にずれているように見えたので、キャリッジの位置もわずかに変更されました。 作業員がこれらの変更を加えるたびに、マシンはしばらくの間生産に戻ることができました。 しかしその後、3 つの軸の位置が大きくずれてしまい、作業員がセットアップ手順に従っても、ワイパーとマンドレルのダイが効果的に機能できなくなるまで、プロセス全体が繰り返されました。

幸いなことに、会社には予備のベルトが用意されていました。 ベルトを交換し、PDA の位置をリセットして、マシンを生産に戻すことができました。