金属加工工場におけるチューブ曲げの自動化を最大限に活用する

Sep 21, 2023

フィッシャー グループは、通常、溶接継ぎ目検出機能を備えたチューブ マガジン、独立した内部潤滑機能、機械に積み降ろしするロボット、コンベア ベルトまたはシュートで構成される完全自動曲げセルに焦点を当てています。

曲げ前後のステップを含む自動化は、チューブ曲げにおける最も重要な投資分野の 1 つとなっています。 実際、完全に自動化された曲げセルは、あらゆる規模の製造作業において中心的な役割を果たすようになりました。

フィッシャーグループを例に挙げてみましょう。 ドイツのシュヴァルツヴァルトの端にあるアーヘルン・ファウテンバッハに拠点を置く、ERW ステンレス鋼管の製造業者および製造業者は、主に自動車排気システム市場にサービスを提供しており、その顧客には多くのティア 1 自動車サプライヤーが含まれています。 1969 年の創業当時は、主にチューブと金属部品を製造していました。 その後、1980 年代に、チューブのさらなる加工がますます重要になったとき、創設者のハンス フィッシャーは、最大外径 2.5 インチのチューブ用の最初の手押し式ベンディング マシンを購入しました。

現在、フィッシャーズでは 2,700 人のスタッフ メンバーが年間約 4 億 2,000 万フィートのチューブ、つまりさまざまなサイズや形状の 176,000 トンを超える材料を処理しています。 同社は、世界中で約 75 台の Schwarze-Robitec チューブ曲げ機械を稼働させ、自動車業界における進化し続ける一連の課題に取り組んでいます。

過去 30 年間で自動車は劇的に変化し、そのコンポーネントやサブアセンブリも同様に変化しました。 排気システムがますます複雑になり、直径が大きくなるにつれて、中間の長さが短く、半径が小さい、より要求の厳しい形状のベンドインベンドシステムが必要になりました。

一方、自動車産業は活況を呈している。 生産圧力は常に高まっており、自動車サプライヤーは常に効率を向上させることが求められています。

2000 年代初頭以来、フィッシャーはこれらの需要を満たすために、自社の機械群に完全自動チューブ曲げシステムをどんどん追加してきました。 現在、世界中で約 50 の自動セルが稼働しています。 これらのセルは、手動でロードする機械と比較して、1 人で複数の機械を同時に操作できるため、生産性が高くなります。

通常、セルは 2 つの異なるサイズのオールラウンド モデルで構成されます。1 つは完全電動のマルチスタック CNC 80 E TB MR で、直径がそれぞれ 3 インチと 4 インチ (80 mm) のチューブに対応し、CNC 100 E TB MR は 100 mm です。 これらの機械は、最大 1xD の非常に小さな半径を曲げることができます。 もちろん、楕円形や壁の薄化などの要素に関連して、詳細は常に要件と望ましい結果の組み合わせによって異なります。 たとえば、薄肉化という点で良好な結果を重視する場合、楕円性に関してはトレードオフが発生します。

これらは NxG マシン コントロールによって制御され、マルチレベル テクノロジーと組み合わせることで、2 つの曲げの間の中間の長さを 0 インチまで短縮できます。これは、最初の曲げの直後に次の曲げをマシン上で何もせずに実現できることを意味します。間のギャップ。

フィッシャーは、世界中の工場で自動化を中心に据えてきました。 オンタリオ州ウォータールー (トロント近郊) とテネシー州マンチェスターの 2 つの工場では、使用されている 20 台のチューブ曲げ機械のうち 19 台が完全に自動化された曲げセルに組み込まれています。 フィッシャー・グループの米国およびカナダ事業担当副社長トーマス・プレル氏がその理由を教えてくれます。

「自動車サプライヤーは、コンポーネント、サブアセンブリ、部品に対する厳しい公差要件を満たす必要がある」とプレル氏は述べた。 「各チューブは次のチューブとまったく同じでなければなりません。業界は効率と速度に重点を置いているため、最も重要な要素の 1 つは、短いサイクル タイムとともに高度な再現性を確保することです。」

フィッシャー グループは、創業以来、1980 年代の比較的単純な機械から今日の完全自動セルに至るまで、機械を定期的に更新してきました。

新しい生産要件が発生し、まったく新しい製造プロセスが登場しました。 これらのプロセスには、曲げセル内の次のロボットとの単純なインターフェースが含まれる場合もあれば、マガジン内の内部チューブ潤滑など、フィッシャー グループのために特別に開発された新しい機能が含まれる場合もあります。

「この自然な開発プロセスの一部として、私たちが個々の曲げ機械から完全に自動化された曲げセルへとますます遠ざかっているという事実があります」と、Schwarze-Robitec のセールスマネージャーである Urs Kühni 氏は述べています。

ウォータールー工場とマンチェスター工場の曲げセルの典型的なレイアウトは、溶接継ぎ目検出機能を備えたチューブマガジンから始まります。 これにより、チューブをベンダーにロードするたびにチューブが正しい位置に配置されるようになります。 次に、マガジン内にあるチューブの内側に潤滑膜が塗布されます。

次に、セルに組み込まれたロボットがチューブを機械に送り込み、曲げプロセスを開始します。 曲げが完了すると、ロボットはチューブを取り外してコンベア ベルトまたはシュート上に置き、チューブを曲げセルから次の加工ステップに運びます。

現地市場の要件に応じて、ロード/アンロード以外にも多くの追加プロセスを曲げセルに統合できます。 たとえば、チューブの端を曲げた後に拡張、切断、校正することができます。 このようなプロセスの最適化により、サイクル タイムがさらに短縮されることがよくあります。

フィッシャーがサービスを提供するすべての市場に新しい自動車業界の要件と基準が適用される中、同社は工場全体でセルが統合されているため、それらを世界中の工場に迅速に展開できます。 Schwarze-Robitec は、エラー分析、メンテナンス、アップデート、および追加のソフトウェア構成のために、すべてのマシンとセルにリモートでアクセスすることもできます。

NxG 制御システムは、設計と部品の新しい反復を処理するのに熟練していることが証明されています。 各曲げシーケンス中、たとえ複雑なタスクであっても、完全自動プロセスの一部として軸間の相互作用を監視し、それらの動きを最適に調整します。

曲げが実行されている間、軸は同時にプロセスの次のステップの準備をします。 コンポーネントとチューブの形状に応じて、制御システムにより生産時間を 20% ～ 40% 短縮できます。

自動車業界は伝統的に大規模な生産で知られていますが、より小さなバッチサイズもますます求められているため、チューブ曲げ会社は常に変化するさまざまなツールを必要としています。 これに対応するために、フィッシャー グループは、すべてのツールが相互に完全に互換性があり、他のすべての CNC 100 および CNC 80 マシンでも使用できるシステムを組み込みました。

ただし、機械を迅速かつ繰り返し再装備できることも不可欠であるため、互換性だけでは必要な回転時間を満たすのに十分ではありません。 作業者は追加の補助を必要とせずに、ツールを簡単に追加したり削除したりできます。 これにより、機械オペレーターがテンション バーの硬さを設定する必要がなくなるため、再現性とプロセスの安全性が向上します。 現在、フィッシャーズ チューブ ベンディング マシンの標準機能となっている高速工具交換システムは、当初、同社の要件を念頭に置いて開発されました。 これは、オペレーターが工具交換後にワイパー ダイを迅速かつ正確に元の位置に戻すことを可能にする特殊なワイパー ダイ マウントにも当てはまります。

フィッシャーのベンディングマシンの統合在庫により、交換、メンテナンス、部品の保管が簡素化されます。 現場では必要な部品がすぐに届くため、機械のダウンタイムが削減され、交換部品は多くの場合現場に保管されます。