Elektrische Abkantpressen drängen vorwärts

Feb 03, 2024

Hersteller müssen Teile weiterhin schneller, produktiver und zu geringeren Kosten als bisher herstellen. Die Technologie elektrischer Abkantpressen hat Fortschritte gemacht, um Produktivitäts-, Kosten-, Sicherheits- und Umweltprobleme zu lösen. Bilder: Automec

Seit der Entwicklung elektrischer Abkantpressen haben sich die Herausforderungen, mit denen Hersteller derzeit beim Biegen und Umformen konfrontiert sind, nicht wesentlich verändert, obwohl Sicherheit und Umweltschutz in den letzten Jahren stärker in den Vordergrund gerückt sind.

Hersteller müssen Teile weiterhin schneller, produktiver und zu geringeren Kosten als bisher herstellen.

Der Fachkräftemangel bleibt eine der größten Herausforderungen für Abkantpressenbetreiber. Veraltete Maschinen benötigen viel Pflege durch einen Bediener, der sich mit der Kunst des Metallbiegens auskennt – wie man Gesenke unterlegt und Biegezugaben und Biegefolgen genau berechnet. Doch viele der hochqualifizierten Abkantpressenbediener gehen in den Ruhestand, und nicht so viele angehende Abkantpressenbediener treten in ihre Fußstapfen.

Die Notwendigkeit, die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten, war noch nie so groß, denn der menschliche Umgang mit Abkantwerkzeugen in und in der Nähe einer Maschine, die Bleche biegt, birgt Gefahren.

Außerdem hat sich die Erkenntnis durchgesetzt, dass Industrieanlagen eine Rolle bei der Schaffung umweltfreundlicherer Arbeitsplätze spielen können.

Dies sind die Einschätzungen der Experten für elektrische Abkantpressen bei OEMs Prima Power; Boschert Gizelis; und Automec, der US-Importeur/Distributor für CoastOne. Bill Helinski, Vertriebs- und Marketingleiter bei Automec, Jeff Snyder, Vertriebsleiter bei Boschert Gizelis, und Luca Spadina, Produktmanager bei Prima Power Bending, beschreiben Aktualisierungen der elektrischen Abkantpressentechnologie und wie sie Metallverarbeitern bei der Lösung von Biege- und Fertigungsproblemen helfen.

Bill Helinski, Automec: Viele der älteren hydraulischen Bremsen im Einsatz sind nicht reproduzierbar und verfügen über Stößel, die die Parallelität nicht aufrechterhalten können. Bediener müssen sich im Laufe des Tages oft mit Schwankungen der hydraulischen Viskosität und Materialunterschieden auseinandersetzen, die das Einrichten und Nacharbeiten zu einer ständigen Herausforderung machen.

Vollelektrische Abkantpressen wurden weiterentwickelt, um Biegeprozesse für Bediener einfacher und zuverlässiger zu machen. Sie haben keine Probleme mit Schwankungen der hydraulischen Viskosität im Laufe des Tages.

Die servoangetriebenen Abkantpressen mit Kugelumlaufspindel bieten eine sofortige Beschleunigung und Verzögerung, wodurch Luftbiegevorgänge sehr präzise und wiederholbar werden. Abkantpressen mit Kugelumlaufspindel werden von Drehgebern am Servomotor abgelesen, Nettogenauigkeit/Wiederholgenauigkeit von bis zu 0,00008 Zoll. Rüstzeit und Nacharbeit können dadurch drastisch reduziert werden. Wenn ein bestimmter Winkel eingestellt ist, wissen die Bediener von morgens bis nachmittags, was sie von der Maschine erwarten können.

Die Benutzeroberflächen dieser Maschinentypen sind häufig mit grafischen Simulations-, Netzwerk- und Offline-Programmierfunktionen ausgestattet. Dadurch können die Bediener an den Maschinen nicht nur ihre Biegefolge virtuell bestimmen, sondern die Ingenieure im Büro können auch Aufgaben für die Bediener programmieren.

Elektrische Abkantpressen verbrauchen deutlich weniger Strom als die meisten herkömmlichen hydraulischen Maschinen, da sie nur dann messbare Energie verbrauchen, wenn der Stößel in Bewegung ist. Da keine Hydraulik vorhanden ist, entfällt auch der umständliche Hydraulikölwechsel. Automec

Obwohl es die Technologie der Kugelumlaufspindelbremsen schon seit einigen Jahren gibt, haben wir diesen Maschinen einige einzigartige Besonderheiten verliehen. Die Bombierung wird bei größeren Maschinen mit mehreren Kugelumlaufspindeln am Stößel erreicht, die die Kraft angemessen verteilen sollen. Dadurch entsteht im gesamten Teil ein gleichmäßiger Winkel. Wir nennen dies unsere „automatische Bombierungsfunktion“. Basierend auf der Materialart, der Dicke und der Breite des Betts analysiert unser Algorithmus die Werkzeuge und bestimmt die entsprechende Kraft, die für jede Kugelumlaufspindel erforderlich ist, um sicherzustellen, dass das Teil über die gesamte Länge präzise gebogen wird. Der Einsatz mehrerer Kugelumlaufspindeln bei unseren größeren Maschinen ermöglicht es dem Bediener außerdem, Metall überall über die Breite des Bettes zu biegen.

Jeff Snyder, Boschert Gizelis: Elektrische Bremsen sind 30 bis 50 % schneller als hydraulische Abkantpressen. Unsere ElectroBend-Abkantpressen verfügen über einen Stummschaltpunkt von 0 und schalten zum Umformen sofort von hoher Annäherungsgeschwindigkeit auf hohes Drehmoment um. Dies sorgt für schnellere Zykluszeiten.

Elektrische Abkantpressen von Boschert Gizelis verwenden einen speziellen AC-Servomotor. Der Motor verfügt über zwei Wicklungen – eine, die mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Drehmoment läuft, um eine nicht durchbiegende Stößelbewegung zu ermöglichen, und eine zweite, die mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment für die Biegung läuft –, die sofort von einer auf die andere umschaltet. Dies verkürzt die Zykluszeiten im Vergleich zu hydraulischen Abkantpressen, da die Verweilzeit entfällt, die normalerweise bei hydraulischen Pressen beim Umschalten von hoher Geschwindigkeit auf Umformgeschwindigkeit und von der Abwärts- auf die Aufwärtsbewegung auftritt.

Der Stößel einer hydraulischen Abkantpresse bewegt sich normalerweise nach unten, stoppt in einem Abstand über dem Material, dem sogenannten Mute-Punkt, schaltet auf die langsamere Umformgeschwindigkeit um, erreicht den unteren Teil des Hubs, verweilt, während sich das Ventil verschiebt, und kehrt dann nach oben zurück. Umgekehrt entfällt bei einer elektrischen Bremse das Anhalten über dem Material mit einem Stummschaltpunkt von 0; Schaltet sofort auf die Umformgeschwindigkeit um und minimiert den Weg, den der Stößel im langsamen Modus mit hohem Drehmoment zurücklegen muss; ändert dann sofort die Richtung und kehrt mit hoher Geschwindigkeit zurück.

Unsere benutzerfreundliche ESA 660W-Steuerung ist mit allen Parametern ausgestattet, die der Bediener anpassen muss, um die Produktion zu maximieren. Es ist einfacher zu programmieren, einfacher zu korrigieren und kann Offline-Programme hochladen.

Es kann auch mit Roboter- und Werkzeugsystemen angepasst werden, um die Produktion zu rationalisieren, ohne Bediener einzubeziehen.

Elektrische Modelle sind im Allgemeinen schneller als ihre hydraulischen Gegenstücke. Boschert Gizelis hat das ElectroBend-Design verbessert, um höhere Motorgeschwindigkeiten zu bewältigen und gleichzeitig eine bessere Kontrolle und Korrektur des Umformprozesses zu erreichen.

Die Produktivität wird durch die Modernisierung der Bildschirme, Lichter, Motoren, Steuerungen und Sicherheitssysteme verbessert, um den Stromverbrauch zu senken. Unsere Abkantpresse verfügt über einen helleren Arbeitsbereich, eine größere Touchscreen-Steuerung und ist für den Komfort des Bedieners leiser als frühere Generationen. Es verfügt außerdem über schnelle Zykluszeiten, integrierte automatische Werkzeug- und Formroboter, die Möglichkeit zur Integration sekundärer Systeme, das automatische Biegemesssystem data M iMeasure, automatische Dickenmessung, Laser Safe Biegeerkennung, automatische Blechfolger und ist Industrie 4.0-fähig.

Fortschritte in der Konstruktion und Steuerung unserer Elektroschere ElectroCut mit dem elektrischen Servomotorkonzept haben ihre Geschwindigkeit von 40 SPM auf 80 SPM beschleunigt. Diese Verbesserungen haben Erkenntnisse darüber gewonnen, wie wir die Technologie besser nutzen können, damit wir diese Fortschritte in Zukunft auf ElectroBend anwenden können.

Die Änderung des Designs der Stahlkomponenten hat zu leichteren und dennoch steiferen Bremsen geführt.

Elektrische Abkantpressen von Boschert reagieren sofort auf Sicherheitssignale. Die Bremse reagiert, sobald das Sicherheitssystem eine Anomalie erkennt. Boschert Gizelis

Luca Spadina, Prima Power: Der Hauptunterschied zwischen unseren servoelektrischen Maschinen und unseren herkömmlichen servohydraulischen Abkantpressen ist die Kombination aus Geschwindigkeit und Genauigkeit – zwei Faktoren, die oft nicht zusammenpassen. Geschwindigkeit und Genauigkeit sind jedoch die Essenz der Technologie, die wir seit vielen Jahren entwickeln und unterstützen. Wir verfügen über eine ad hoc berechnete mechanische Struktur, die mit der servoelektrischen Technologie Geschwindigkeit und Präzision gewährleistet.

Während sich der mechanische und strukturelle Aufbau der grundlegenden servoelektrischen Abkantpresse in den 15 Jahren, in denen Prima Power sie herstellt und vertreibt, kaum verändert hat, unterliegt das Produkt einer ständigen Weiterentwicklung – sowohl im Hinblick auf die für Kunden verfügbaren Anwendungen als auch auf die Hardware Upgrades zur Bewegung und Steuerung der Achsen – im Einklang mit den neuen Technologien, die auf dem Markt verfügbar sind.

Vor einigen Jahren haben wir einen automatischen Werkzeugwechselspeicher in unsere servoelektrische Abkantpresse eP Genius integriert. Durch dieses Konzept entfällt das manuelle Einrichten der Maschine, sodass der Bediener seine Zeit und sein Fachwissen in die Vorbereitung von Biegeserien investieren kann. Während des Werkzeugwechsels erkennt ein Sicherheits-Laserscanner den Arbeitsbereich und schützt den Bediener. Es ist kein menschliches Eingreifen erforderlich, wenn es darum geht, die Maschinenfunktionen zurückzusetzen. Der automatische Werkzeugwechsel eignet sich besonders für Kleinstserien, bei denen eine Abschätzung der Maschineneinrichtung möglich ist und kurze Zykluszeiten.

Diese Funktion kann mit Abkantpressen jeder Größe kombiniert werden und je nach Kundenwunsch eine oder zwei Maschinen gleichzeitig bedienen.

Darüber hinaus können wir unsere eP-Abkantpressen mit industriellen anthropomorphen Robotern kombinieren.

Schließlich wird im Jahr 2022 eine neue Serie dieser servoelektrischen Abkantpresse mit neuen Technologien für die Handhabungsachsen und einer optimierten Stellfläche erhältlich sein.

Spadina, Prima Power: Wir können die Bedeutung der Sicherheit nicht unterschätzen, die nicht nur durch elektronische Sicherheitsvorrichtungen unterstützt wird, sondern tatsächlich in unsere Maschinen integriert ist. Die Art und Weise, wie unsere Maschinen hergestellt werden, garantiert ein Maß an Sicherheit, das mit herkömmlichen hydraulischen Abkantpressen nicht erreichbar wäre. Standardmäßig drücken Federgruppen die Biegeachse nach oben und dadurch wird das mögliche Risiko für den Bediener auf Werte nahe Null reduziert.

Snyder, Boschert Gizelis: Boschert Gizelis ist bestrebt, die Sicherheit seiner gesamten Produktlinie zu maximieren, was besonders wichtig ist, da es weniger erfahrene Maschinenbediener gibt, die neuen Arbeitskräften Sicherheitsanweisungen geben. Unsere elektrischen Abkantpressen reagieren sofort auf Sicherheitssignale. Es gibt keine mechanischen Prozesse, die ausfallen oder die Reaktionszeit verkürzen könnten. Sobald das Sicherheitssystem die Anomalie erkennt, kann die Bremse reagieren. Außerdem wird der Stößel durch Federn gestützt, die den Stößel anheben, wenn ein Riemen gerissen ist. Es kann nicht absichtlich fallen. Der ElectroBend ist außerdem weniger laut für den Bediener.

Helinski, Automec: Elektrische Abkantpressen erfüllen Sicherheitsanforderungen durch den Einsatz von Laser- und Lichtvorhang-Sicherheitssystemen. Sie verfügen außerdem über eine erhöhte Schutzvorrichtung rund um die Maschine, um zu verhindern, dass Personen hinter oder neben eine betriebsbereite Abkantpresse gelangen.

Die Fortschritte bei Lasersicherheitssystemen machen die Einrichtung für Bediener erheblich einfacher. Viele der Lasersysteme sind mit dem beweglichen Abkantpressenstößel verbunden, sodass eine engere Sicherheitszone gewährleistet ist. CoastOne-Abkantpressen verfügen über eine Sicherheitsfunktion im Fußpedal, sodass der Stößel sofort gestoppt und bis zum oberen Anschlag bewegt wird, wenn der Bediener kräftig auf das Pedal tritt. Diese Funktion würde einen Bediener entlasten, falls er jemals von einem Teil eingeklemmt werden sollte.

Unsere Maschinen führen außerdem einen Algorithmus aus, um die erforderliche Tonnage für jede Biegung zu berechnen. Sie berechnen die Zielposition und die Kraft, die zum Biegen des Flansches erforderlich ist. Wenn die Tonnageanforderung erfüllt ist, die Zielposition jedoch nicht erreicht wird, stoppt die Maschine und gibt einen Alarm aus. Dies informiert den Bediener über ein potenzielles Sicherheitsrisiko, z. B. eine Werkzeug- oder Materialabweichung.

ElectroBend-Abkantpressen verfügen über einen Stummschaltpunkt von 0 und schalten zum Umformen sofort von hoher Annäherungsgeschwindigkeit auf hohes Drehmoment um. Boschert Gizelis

Snyder, Boschert Gizelis: Unsere elektrische Bremse ElectroBend verbraucht 50 % weniger Energie als hydraulische Äquivalente. Bei einer hydraulischen Abkantpresse zirkuliert das Öl ständig, im Gegensatz zur elektrischen Abkantpresse, die nur dann Strom verbraucht, wenn sie in Betrieb ist. Wenn man bedenkt, dass eine herkömmliche Abkantpresse, wenn sie 12 Stunden am Tag, fünf Tage die Woche läuft, etwa 35.000 kWh pro Jahr verbraucht. Eine elektrische Abkantpresse verbraucht unter gleichen Zeit- und Betriebsbedingungen nur 17.500 kWh pro Jahr. Bei einem Preis von 0,14 US-Dollar pro kWh würde der Besitzer einer elektrischen Abkantpresse 2.450 US-Dollar pro Jahr an Energiekosten einsparen.

Darüber hinaus senkt der Einsatz moderner Bildschirme und Leuchten die Energiekosten und erhöht gleichzeitig die Klarheit und Sichtbarkeit.

Da eine elektrische Abkantpresse weder Öl noch Hydraulikflüssigkeiten benötigt, entfallen alle umweltbelastenden flüssigkeitsbezogenen Prozesse. Hersteller müssen keine erdölbasierten Flüssigkeiten kaufen, austauschen oder entsorgen. Dadurch werden Arbeitskosten gespart, außerdem besteht keine Gefahr von Lecks und es sind keine flüssigkeitsbasierten Wartungsarbeiten erforderlich.

Helinski, Automec: Elektrische Abkantpressen verbrauchen deutlich weniger Strom als die meisten herkömmlichen hydraulischen Maschinen. Im Gegensatz zu hydraulischen Bremsen betreiben diese Maschinen im eingeschalteten Zustand keine hydraulischen Pumpen. Viele elektrische Abkantpressen verbrauchen nur dann messbare Energie, wenn der Stößel in Bewegung ist. Da keine Hydraulik vorhanden ist, entfällt auch der umständliche Hydraulikölwechsel. Die Maschinen verfügen über eine hohe Wiederholgenauigkeit, sodass weniger Zeit für die Nachbearbeitung von Teilen und die Einrichtung eines Auftrags aufgewendet werden muss. Dies wiederum bedeutet, dass die Maschine weniger Zeit in Betrieb hat und weniger Strom verbraucht.