2 人で金属加工における生産のスイートスポットを見つける

小型の 2 ロール システムがシリンダーを回転させます。 この機械は、ウレタンボトムロールの代わりに、曲げウェッジを使用してワークピースを特定の直径に成形します。

プレートローリングアリーナでは、3 ロールおよび 4 ロールのマシンにスポットライトが当てられることがよくあります。 ダブルピンチの種類により、オペレータは 2 回目のプレベンドのためにプレートを取り外す必要がなくなります。 3 ロールの可変形状機械は、厚板を狭い直径に圧延します。 4 ロール機械は、複雑な成形形状、高生産性、自動化への扉を開きます。

しかし、この簡素な 2 ロール機はどうでしょうか? 適切な用途、特に薄いシートを含む用途の場合、このような機械は次々とワークピースを素早く連続して形成できます。 ローリングシリンダーは 1 回のパスで完了し、分ではなく秒単位で測定されるサイクル時間で動作します。

従来の 2 ロール構成では、シートはスチール製の上部ロールとはるかに大きなウレタン製の下部ロールの間に送られます。 ウレタンにより、シートが上部ツールの周囲に適合します。 トップ ロールの直径によって、達成できるシリンダーの半径が決まります。異なる直径を形成するには、異なるマンドレル、つまりトップ ロールの上を滑らせるチューブが必要になります。 ウレタン ロールの強度により、機械の厚み能力が制限されます。 材料が特定の厚さに達すると、ウレタン ロールは単に材料をサポートし、上部ロールに対してきつい直径に曲げるのに十分な強度がありません。

これらすべてにより、2 ロールセットアップは、薄いシートメタルを含む大量の用途に特に適しています。 オペレーターは、事前曲げを実行したり、ロールの位置を変更するのに時間を費やす必要はありません。 このようなシステムがコンベアやロボットと統合され、シートを供給したり、ロール状のシリンダーをトップロールから取り外したりするのは珍しいことではありません。

ツーロールの主な欠点はその工具です。 オペレーターが別の直径を形成する必要がある場合は、上部ロールで別のマンドレルを使用する必要があります。 また、別のロールまたはマンドレルが利用できない場合は、何らかのツールの開発が必要になる可能性があります。 4 インチを持っているとします。 トップロールですが、直径 12 インチをロールしたいと考えています。 シリンダー。 このショップでは、テストに基づいて、オペレーターが直径 12 インチのチューブを巻くことを可能にする外径のチューブ マンドレルを開発しています。 ２本ロール機で。 そして、それは必ずしも簡単なプロセスではありません。 マンドレルの外径は、特定の材料の厚さと降伏強度に合わせて調整する必要があり、適切な方法で材料をウレタンに押し付けて正しい直径を生成する必要があります。

したがって、チューブマンドレルは用途に合わせて特定の直径に機械加工する必要があります。 降伏強度も方程式に含まれます。 セットアップには、14 ゲージ用のチューブ マンドレルが 1 つ含まれる場合があります。 軟鋼と 14 ゲージ用の異なるチューブ マンドレル。 両方の材料が同じ直径に圧延されている場合でも、ステンレス。 とはいえ、このようなツールの開発は、特に大量のアプリケーションの場合には十分に価値があります。 適切なツールを使用すると、2 ロール システムは大量の薄い金属シートを圧延する最速の方法になります。

最近のテクノロジーの進歩の 1 つは、地味な 2 ロールに異なるアプローチを採用しています。 特定の直径を形成するために上部ロール (または上部ロールを囲むマンドレル) に依存するのではなく、曲げウェッジの位置によってワークピースの半径が決まります。 ウェッジは、シートが供給される場所とは反対側の下部ロールに隣接して配置されます。 ウレタンロールもありません。 上部ロールと下部ロールは両方ともスチール製で、オペレーターは材料の厚さに合わせてロール間のギャップを設定します。

新しいジョブで別の半径が必要な場合、オペレータは別のトップ ロールやマンドレルを必要としません。 ウェッジの角度を変えるだけでウェッジを生み出すことができます。 ウェッジ角度を変更すると、圧延サイクル中に材料が接触する角度が変わり、その結果、材料が異なる直径に圧延されます。

ウェッジを追加すると、2 ロール システムは 3 ロール システムおよび 4 ロール システムが提供する柔軟性に少し近づきます。 それはまだ主に板圧延システムであり、板圧延機ではありません。 しかし、ウェッジ システムはスチール ボトム ロールを使用するため、機械はより厚く、引張強度の高い材料、場合によっては最大 3/16 インチ厚の軟鋼を圧延することができます。

そしてそれは微調整することができます。 たとえば、ある作業が別のサプライヤーから新しいバッチの材料を受け取ったとします。 厚さと歩留まりは仕様の範囲内ですが、前のバッチからのわずかな変化により成形特性が変わります。 この場合、オペレータはウェッジ角度をわずかに変更して対応できます。

ボトムロールに隣接するベンディングウェッジの角度を調整して、異なるシリンダー直径を形成できます。

従来のウレタンセットアップであろうと、ベンディングウェッジを使用するセットアップであろうと、ローリングの背後にある物理学は、どの 2 ロールシステムでも変わりません。 3 ロールおよび 4 ロール システムと同様に、2 ロール システムでは、たわみの影響を軽減するために、それぞれ特定の厚さ範囲と材料向けに設計されたクラウン付きロールを使用します。 2 ロール曲げには事前曲げステップは含まれませんが、それでもエッジに狭い平らな部分が残ります。

重力の影響も消えません。 2 ロール システムで特に薄いシートを形成する場合、たとえ直径が小さくても、オーバーヘッド サポートがないと自重でたわみます。 (注: 一般的な 2 ロール機械では、ワークピースの構造的完全性が欠けているため、薄いシリンダーを非常に大きな直径に圧延することはありません。一般的なセットアップでは、2 ロール システムからの薄いゲージの圧延シリンダーは手で取り外せるほど十分に小さいです。）

また、2 ロール機械では、オペレーターがロールを傾けて円錐やその他の複数半径の曲げを作成するという贅沢を与えません。 2 ロールの機械がコーンを転がすのを見るのはまれです。 もしそうなら、それは偉業を達成するために先細の上部ロールを使用していることになります。 先細の上部ロールは、特定のコーンを製造するために設計された専用ツールとして機能します。

2 ロール システムは、圧延サイクルのタイミングを制御する PLC に依存して、さまざまなシリンダー直径を形成するだけでなく、圧延片を除去するためのドロップ エンドの開口部も制御します。 フル機能の CNC は、手動マテリアルハンドリングを備えた 2 ロール システムでは一般的ではありません。 もちろん追加することもできますが、多種多様な複雑な形状を圧延する専用のシステムでは、ほとんどの場合、CNC を追加する方がビジネス上合理的です。 (もちろん、ロボット工学や機械化と統合された 2 ロールには、マテリアル ハンドリング オートメーションと通信する CNC を搭載できます。)

3 ロールおよび 4 ロール マシンの強みは、その柔軟性、つまり用途ごとにロール位置を操作できることです。 CNC を備えた 4 ロール システムなど、迅速なセットアップと生産機能を備えた製品もありますが、アプリケーションごとにロールを所定の位置に移動できるため、幅広い機能への扉が開かれます。

2 ロール マシンの強みは、特に特定の部品を実行するためにセットアップされた後のサイクル タイムが短いことにあります。 そのシンプルさにより、自動化にも適しています。 シートが供給され、2 ロール機械がシリンダーを生成し、ドロップエンドが下降し、マニピュレーターがピースを排出します。

これまでは、特定のシリンダー直径専用のマンドレルなどの専用ツールにより、2 ロール システムは特定の用途に対して柔軟性が低すぎました。 しかし、曲がるウェッジがあれば話は変わります。 ウェッジの位置はシリンダーの直径ごとに設定する必要がありますが、一度設定すると、オペレーターはツールを交換せずに、ある直径を別の直径に変更できます。

ベンディングウェッジのアプローチは多くの技術的な可能性をもたらしますが、その可能性が経済的に意味があるかどうかは状況によって異なります。 たとえば、サーボまたは油圧で駆動されるウェッジは、理論的には、プロファイル全体にわたって半径が変化する円柱 (それでも円錐ではありません) を生成するようにプログラムできます。 これは特定の状況では機能するかもしれませんが、多くの用途では、3 つまたは 4 つのロール システムに投資する方がおそらく合理的です。どちらのシステムでも、より厚い材料をさまざまな半径、さらには円錐形に曲げることができます。

2 ロール システムのベンディング ウェッジの背後にある技術により、製造業者は、ある直径を 5 つ、別の直径を 6 つなど、多種多様な少量生産を実行できるようになります。 それでも、このような多品種生産では、2 ロールの主な利点であるスピードが活用できない可能性があります。 多種多様な短納期をロールアウトしているショップは、CNC を備えた 4 ロール機など、別の種類のロール機に投資した方が良いかもしれません。 もちろん、最終的な決定は常にアプリケーションの要件に依存しますが、一般に、2 ロール システムのスイート スポットは、限られた数の大量の部品をロールする操作にあります。

他のテクノロジーと同様、ベンディングウェッジを備えた 2 ロール システムも万能薬ではありません。 ローリング運用で直面する可能性のあるすべての問題を解決できるわけではありません。 しかし、柔軟性のレベルが追加されるため、より多くの操作で 2 ロール曲げの速度と単純さの恩恵を受けることができます。