Tracer la rupture d'un tube métallique jusqu'au moindre problème

Pour trouver la cause de ce tube déchiré, il a fallu creuser profondément dans la cintreuse et observer visuellement tout ce qui se passait.

J'ai récemment rendu visite à un fabricant qui avait du mal à fabriquer régulièrement des pièces de qualité avec sa cintreuse de tubes CNC.

C'était un défi. Parfois, la pièce se plissait fortement à l'intérieur du pli ; parfois la pièce se cassait à l'extérieur du virage. Et parfois, il y avait trois, quatre virages ou plus d'affilée qui étaient parfaits. Sans aucune modification des outils ou de la configuration de la machine, les pièces étaient constamment incohérentes !

Dans le meilleur des cas, ce n'était pas une partie facile à faire. Il s'agissait d'un tube aluminisé de 2 pouces de diamètre extérieur avec des parois assez minces (0,049 pouce), plié sur un 2 pouces. rayon central avec une longueur de préhension courte. Cependant, il s'agissait d'un fabricant expérimenté dans la fabrication de ces pièces avec un personnel très expérimenté dans la configuration et l'utilisation de la machine et une excellente équipe de maintenance.

J'ai eu la chance d'apprendre le cintrage de tubes auprès de personnel d'installation, d'opérateur et de maintenance comme celui-ci qui fabrique ces pièces difficiles tous les jours. Ils connaissent vraiment leurs pièces, leurs machines et leur outillage. Quand l'un de ces types me dit : « Je ne sais pas ce qui se passe », c'est sérieux.

Après avoir regardé quelques pièces tourner et constaté l'incohérence, avec l'aide de l'opérateur, nous avons décidé de recommencer à zéro comme si la pièce était installée sur la machine pour la première fois. En parallèle, nous avons vérifié le fonctionnement et la position des 10 axes de la machine 100 % électrique, et nous avons effectué les réglages des pièces dans le système de contrôle. Nous avons noté que la position du chariot était un peu décalée et que l'assistance à la matrice de pression (PDA) était à environ 1/8 de pouce derrière où zéro aurait dû être. Nous avons également noté que le zéro du bras de courbure était un peu en retrait par rapport à ce qu'il aurait dû être.

Si vous avez déjà configuré une cintreuse de tubes pour la production, vous savez que plusieurs choses sont difficiles à configurer de manière cohérente. Une personne peut s'y prendre différemment d'une autre, ce qui peut entraîner des différences dans le fonctionnement d'une pièce à chaque fois qu'elle est configurée. La position du mandrin, la position et le râteau de la matrice d'essuyage, la position de la matrice de serrage et la position de la matrice de pression ne sont que quelques éléments qui peuvent facilement être configurés différemment par deux opérateurs différents, ou même par le même opérateur qui configure la même pièce à des moments différents.

L'un des avantages de l'utilisation d'une cintreuse entièrement électrique, sur laquelle chaque axe qui se déplace est positionné avec précision par le système de contrôle, est que bon nombre de ces variables de configuration peuvent être minimisées. Mais même avec des cintreuses qui ne sont pas entièrement électriques, des pratiques peuvent être mises en place pour garantir une configuration cohérente. Ces pratiques, si elles sont appliquées de manière cohérente par le personnel de configuration et les opérateurs, réduiront la quantité de déchets lors du passage d'une pièce à une autre et peuvent réduire considérablement le temps de changement.

Dans ce cas, le fabricant avait mis en place d'excellents processus pour s'assurer que la configuration de l'outillage était répétitive et cohérente. Cependant, cela reposait sur la cohérence des positions de la machine.

Variation tangente. La tangente sur une cintreuse de tubes est une ligne imaginaire perpendiculaire à la trajectoire du tube lorsqu'il entre dans la matrice de cintrage. C'est là que se produit la flexion. Un léger changement dans la position du bras de cintrage modifiera la position apparente de la tangente de la matrice de cintrage par rapport au chemin du tube, ce qui pourrait rendre la position de la matrice d'essuyage et de son râteau - par rapport à la section de serrage de la matrice de cintrage - différente du râteau réel par rapport au chemin du tube plié. Cela entraînera une différence entre la position apparente du mandrin et la position mesurée à partir de la tangente réelle.

Pliez le bras. Si le bras de cintrage est trop éloigné de sa position, l'acte de serrage plutôt que le mouvement du bras de cintrage démarrera le processus de cintrage. Si cela se produit, le tube peut se plier au lieu de se plier.

Finalement, il a été découvert qu'une courroie déchirée sautait sur une dent dans un pignon, ce qui obligeait les opérateurs à surcompenser plusieurs fois lorsqu'ils réinitialisaient d'autres composants dans la cintreuse de tubes, provoquant une rupture du tube.

Aide à la matrice de pression. Le PDA déplace la matrice de pression vers l'avant pendant le cintrage afin qu'elle suive le chemin du tube pendant le cintrage. Sur les machines équipées d'un PDA, la vitesse de cet axe peut être adaptée à la vitesse relative du tube ou peut être configurée pour pousser sur le tube afin de minimiser l'amincissement de la paroi sur le diamètre extérieur du tube. Trop d'amincissement de la paroi entraîne le fendage du tube.

Le zéro du PDA place théoriquement la face de la matrice de pression directement sur la tangente. Cependant, différents fabricants de machines et concepteurs d'outillage peuvent ajouter un petit jeu, plaçant la face de la matrice de pression derrière zéro afin qu'il y ait suffisamment de place pour que les pinces se ferment sans entrer en collision.

Nous réinitialisons les positions du chariot, du PDA et du bras de flexion. Le client a réinitialisé l'outillage de pliage et nous avons effectué quelques tests de pliage. Quelques ajustements mineurs plus tard, la machine était de retour en production. Tout le monde était content et j'ai commencé à emballer mes outils et à remplir des papiers.

Juste au moment où j'ai commencé à m'éloigner, il y a eu un son "pop" de la machine. La pièce terminée - elle avait toujours l'air bien et correspondait à la jauge. Cependant, j'ai décidé de rester et de regarder quelques parties de plus. Après encore quelques minutes, il y eut un autre pop, mais le bender produisait toujours de bonnes pièces.

Après quelques minutes de plus, cependant, il y eut un troisième pop. Cette fois, la pièce ne correspondait plus à la jauge et la qualité du pliage n'était pas aussi élevée qu'auparavant. Nous avons arrêté la production et revérifié la configuration de l'outillage. Tout ressemblait exactement à ce qu'il était lorsque nous avons fait la première bonne partie. Nous avons couru une partie de plus. Cette fois, nous avons entendu un autre pop. L'extérieur du tube se déchire à chaque virage !

Nous avons revu la configuration de l'outillage, et tout était toujours le même. Nous avons donc vérifié à nouveau les positions des axes. Le chariot et le bras de courbure étaient toujours corrects, mais le PDA était à nouveau à environ 1/8 de pouce derrière l'endroit où son zéro aurait dû être.

Le PDA de cette machine était servocommandé et, avec la fabrication de la pièce à rayon étroit, l'entreprise s'est beaucoup appuyée sur sa poussée pour minimiser la quantité de matériau qui s'amincissait le long de l'extérieur du virage. Ce PDA était monté sur un réducteur et une courroie de distribution très solide faisait tourner l'écrou sur une vis à billes, ce qui positionnait le PDA. Nous avons retiré les couvercles et tout inspecté visuellement, mais nous n'avons constaté aucun problème évident.

Puis, avec les couvertures enlevées, nous avons couru une autre partie. Nous avons entendu un autre pop, puis nous l'avons vu : la courroie de distribution a sauté par-dessus une dent du pignon !

Nous avons trouvé une petite déchirure sur un bord de la courroie de distribution. Lorsqu'il s'est frayé un chemin autour du pignon sous la charge nécessaire pour fabriquer la pièce, la petite déchirure a relâché la tension sur la courroie juste assez pour qu'elle puisse sauter d'une dent. Chaque fois que cela se produisait, le PDA revenait à une position un peu plus en arrière. Cela donnait l'impression que le bras de courbure était plus éloigné qu'il ne l'était en réalité.

Au fil du temps, cela avait suffi à causer le problème. Pensant que le bras de cintrage n'était pas en position, en raison de l'écart trop grand entre la matrice de pression et la matrice de serrage, l'équipe de maintenance de l'entreprise avait réinitialisé la position du bras de cintrage par rapport au PDA, le déplaçant légèrement derrière zéro. Cela a donné l'impression que le chariot n'était pas en position vers l'avant, de sorte que sa position a également été légèrement modifiée. Chaque fois que l'équipe a effectué ces modifications, la machine a pu reprendre la production pendant un certain temps. Mais ensuite, tout le processus a été répété jusqu'à ce que les trois axes soient si éloignés de leur position que même lorsque l'équipage a suivi ses procédures de configuration, l'essuie-glace et les matrices du mandrin ne pouvaient pas faire leur travail efficacement.

Heureusement, l'entreprise avait une courroie de rechange sous la main. Nous avons pu changer la courroie, réinitialiser la position du PDA et remettre la machine en production.