Устройство листогибочного пресса с ЧПУ

Что делает листогибочный пресс

Листогибочный пресс — это пресс для гибки листовых и полосовых заготовок. Так его определяет ГОСТ 12.2.017.4-2003. На участке его чаще называют листогибом. Пресс гнёт деталь по прямой линии на всю длину гиба: так получают уголки, швеллеры, короба и панели.

Чаще всего на листогибе гнут воздушной гибкой. Лист лежит на двух плечах V-матрицы, пуансон давит на него посередине. Лист касается инструмента только в трёх местах: вершиной пуансона и двумя плечами матрицы. Угол зависит от того, насколько глубоко пуансон зайдёт в матрицу. Руководство изготовителя пресса приводит ориентир: для гиба на 90° пуансон заходит в матрицу примерно на 40 % её раскрытия V.

Поэтому главное, чем управляет листогиб, — положение балки по высоте. Даже небольшая ошибка по глубине хода меняет угол. Отсюда требования к точности привода, синхронизации концов балки и компенсации прогиба — о них ниже. Способы гибки и выбор инструмента разобраны в уроке «Способы гибки и инструмент».

Из чего состоит пресс

Если смотреть на пресс спереди, со стороны оператора, видно:

• станина — две боковые стойки, связанные между собой. На них держатся все остальные узлы;
• балка (её называют траверсой, в стандартах — ползуном или рабочим органом) — подвижная верхняя часть. Она ходит вверх и вниз и несёт пуансон;
• стол — неподвижная нижняя часть. На нём в держателе стоит матрица;
• привод балки — гидроцилиндры или электромеханический привод у каждой стойки;
• задний упор — за инструментом, к нему оператор прижимает лист;
• стойка ЧПУ на подвесном пульте, а рядом — двуручные кнопки и педаль для хода балки, аварийный останов;
• ограждения сзади и по бокам: в зону за прессом во время работы не заходят.

Расстояние между стойками ограничивает длину детали, которую гнут между ними. Для длинных деталей и для гибки у края стола в стойках есть вырез — зев. Его глубина ограничивает, насколько далеко лист может зайти за линию гиба.

Открытая высота — расстояние от стола до низа балки, когда балка поднята до упора. Закрытая высота — то же расстояние, когда балка в нижней точке. Руководство изготовителя пресса напоминает: высота пуансона, матрицы и держателя вместе должна быть больше закрытой высоты и меньше открытой. Иначе инструмент не встанет или балке не хватит хода.

Привод балки

Гидравлический пресс — самый распространённый. Насос подаёт масло в два цилиндра, по одному у каждой стойки, и цилиндры двигают балку вниз и вверх. Усилие гибки у такого пресса регулируют: у пресса из руководства изготовителя — примерно от 5 % до полного усилия.

Электрический пресс двигает балку электромеханическим приводом, без масла и насоса. Изготовитель такого пресса описывает ту же логику работы: датчики следят за положением балки, ЧПУ управляет её ходом и задним упором.

Гибридный пресс — гидравлический, но насос крутит сервомотор. По описанию изготовителя, мотор меняет скорость насоса под каждую фазу цикла и не работает впустую, когда балка стоит. Для оператора разницы в работе почти нет: те же оси, те же режимы и та же гибка.

Ход балки делится на фазы: быстрый подход сверху к листу, рабочий ход — сама гибка на малой скорости, затем возврат вверх. Место, где быстрый подход сменяется рабочей скоростью, называют точкой смены скорости. В стойке ЧПУ её задают расстоянием над листом. Если поставить её слишком близко к листу при высокой рабочей скорости, движение балки и угол становятся неравномерными — об этом предупреждает изготовитель пресса.

Оси Y1 и Y2: синхронизация балки

Балку двигают два независимых привода, поэтому у неё две оси: Y1 — левый конец, Y2 — правый. На каждой стойке стоит линейный датчик положения (оптическая линейка). Он постоянно измеряет, где находится этот конец балки относительно стола. ЧПУ по этим датчикам держит оба конца на одной высоте.

Если один конец опередит другой, линия гиба перекосится: с одной стороны угол выйдет острее, с другой — тупее. Поэтому синхронизация — основа точности угла на всей длине гиба.

Иногда разницу задают специально. В стойке ЧПУ есть параметр параллельности — разница положений Y1 и Y2. По руководству стойки: плюс означает, что правая сторона ниже, минус — выше; работает он ниже точки зажима листа. Так поправляют угол, который на одном конце детали стабильно отличается от другого. Как это делать при наладке, — в уроке «Наладка и пружинение».

Задний упор и его оси

Задний упор стоит за инструментом. Оператор подаёт лист до упора, и так получается нужный размер отгибаемой полки и расстояние между гибами. ГОСТ 12.2.017.4-2003 требует регулируемый задний упор с приводом и указателем положения. Органы управления приводом упора и его указатель стоят на передней стороне пресса — оператору не нужно заходить назад.

У упора на прессе с ЧПУ несколько осей. В руководствах их называют одинаково:

• X — вперёд и назад, от линии гиба. Это размер полки;
• R — вверх и вниз. Палец поднимают, когда лист нужно подать на ступеньку упора или над матрицей;
• Z — влево и вправо вдоль балки. Пальцы разводят по длине детали.

Если пальцы двигаются независимо, оси нумеруют: X1 и X2, Z1 и Z2, иногда R1 и R2. Например, упор из руководства изготовителя пресса имеет два пальца, и каждый двигается в трёх направлениях — X, R и Z. Независимые X1 и X2 позволяют поставить пальцы на разном расстоянии — для детали, у которой край не параллелен линии гиба.

На пальце упора обычно несколько упорных поверхностей — ступенек. В стойке ЧПУ для каждого гиба выбирают, какой ступенькой ставить лист. Ещё одна настройка — отвод упора: когда балка зажала лист, палец отходит назад, чтобы поднимающаяся полка его не задела.

Изготовитель пресса советует разводить пальцы как можно шире — так точнее положение листа. Лист поддерживают и спереди, и сзади, а упорные поверхности ставят так, чтобы они не задевали инструмент и балку. ГОСТ требует блокировку: пока упор перемещают приводом, включить ход балки нельзя.

Прогиб и бомбирование

Под усилием гибки балка и стол прогибаются, как любая балка на двух опорах. Края держатся у стоек, а середина уходит: балка в середине чуть поднимается, стол — опускается. Пуансон в середине заходит в матрицу меньше, чем у краёв, и угол в середине детали получается более открытым. Изготовитель инструмента называет это эффектом «каноэ».

Прогиб компенсируют несколькими способами:

• подкладки под нижний инструмент — подбирают пробными гибами. Изготовитель инструмента называет этот способ долгим, неточным и зависящим от опыта оператора;
• стол с заводским выгибом — в стол при изготовлении закладывают небольшой выгиб. Изготовитель пресса рассчитывает его так, чтобы стол и балка были параллельны при нагрузке от 1/2 до 2/3 усилия пресса, распределённой по всей длине. При другой нагрузке выгиб уже не совпадает с прогибом;
• механическое бомбирование — клинья в держателе матрицы по всей длине стола. Они приподнимают середину, повторяя прогиб балки;
• гидравлическое бомбирование — один или несколько цилиндров в нижней части стола. В описанной изготовителем системе цилиндр давит на середину стола с силой, пропорциональной усилию гибки, и стол прогибается вверх на ту же величину, что и балка. Такое бомбирование встраивают только при изготовлении пресса.

Бомбирование должно работать по всей длине пресса, иначе пуансон зайдёт в матрицу неравномерно. Если бомбирование управляется от ЧПУ, в стойке есть его настройка для каждого гиба и поправка к ней. Поправку вводят, когда угол в середине стабильно отличается от углов по краям.

Инструмент и зажимы

Пуансон крепят в зажиме балки, матрицу — в держателе на столе. Зажимы бывают ручные — на болтах или винтах — и гидравлические, которые зажимают инструмент с пульта. Изготовитель пресса требует, чтобы инструмент плотно садился заплечиками в зажим и держатель, а пуансон и матрица стояли точно друг над другом.

У гидравлического зажима есть особенность: при пропадании питания он может потерять давление. Поэтому у верхнего инструмента должен быть предохранительный выступ, который не даёт пуансону выпасть из зажима. Как безопасно ставить и снимать инструмент, — в уроке «Безопасность на листогибе».

Если матрица многоручьевая — с несколькими V-канавками на разных гранях, — ГОСТ требует устройство, которым её поворачивают и ставят нужным ручьём к пуансону.

Стойка ЧПУ: что задаёт оператор

Система ЧПУ листогиба управляет осями балки и упора. Программу называют программой детали. По руководству стойки, порядок такой:

1. Деталь: номер и название программы, толщина листа, материал из списка, длина гиба.
2. Профиль: оператор рисует сечение детали — полки, углы, радиусы. Радиус стойка пересчитывает после выбора инструмента.
3. Инструмент: пуансон и матрицу выбирают из библиотеки и ставят на станции вдоль балки.
4. Порядок гибов: стойка рассчитывает последовательность без столкновений с инструментом, оператор может её поменять. Подробнее — в уроке «Порядок гибов и коллизии».
5. Параметры каждого гиба: угол, положение упора по X, R и Z, ступенька пальца, отвод упора, скорости, точка смены скорости, раскрытие после гиба — насколько балка поднимется, чтобы вынуть деталь.

Усилие гибки и настройку бомбирования стойка может рассчитать сама по толщине, материалу, длине гиба и инструменту. После первой детали оператор вводит поправки: к углу, к положению упора по X, к бомбированию. По руководству стойки поправку к упору вводят с обратным знаком: размер должен быть 200 мм, а вышел 202 мм — поправка −2.

У пресса есть режимы работы. ГОСТ 12.2.017.4-2003 описывает их так: в режиме наладки балка движется только пока нажата кнопка и останавливается сразу, как её отпустили. В режиме одиночного хода балка после каждого хода возвращается в исходное положение и стоит. В режиме автоработы — ходит до команды «Стоп».

Что проверить перед гибкой

• Инструмент из программы стоит на своих местах, сидит плотно, пуансон и матрица — точно друг над другом.
• Задний упор доходит до заданного размера, пальцы не задевают инструмент и балку на всём ходе.
• В стойке выбраны та же толщина и тот же материал, что у листа на столе.
• Бомбирование включено и настроено для этой длины гиба, если оно есть на прессе.
• На экране стойки нет ошибок по осям Y1, Y2 и упору; режим работы выбран тот, что нужен для задания.