naar top
Menu
Logo Print

BUISBUIGMACHINES ONDER HET VERGROOTGLAS

Een stand van zaken

De sterke punten van het walsbuigen zijn niet dezelfde als die van het doornbuigen. Beide kunnen combineren op één machine, zorgde dan ook voor een ongeziene vormvrijheid. Maar hoe ver reiken de nieuwe limieten? Een actuele stand van zaken: van de eenvoudigste tot de meest complexe configuratie.

GROTERE VORMVRIJHEID

Nieuwe limieten

Als we de belangrijkste trends in het buisbuigen van de laatste jaren onder één noemer moeten vatten, dan is het vormvrijheid. Die is door enkele technologische ontwikkelingen in grote mate toegenomen. De grenzen zijn verlegd en hebben plaatsgemaakt voor weer nieuwe limieten, op diverse vlakken.

Terwijl vroeger een diameter van 2 mm al op het randje balanceerde en 1,5 mm het uiterste was van wat haalbaar was, durft men het nu probleemloos aan om een diameter van 1 mm en zelfs kleiner te buigen. De afwisseling tussen korte en lange buigstralen vormde een ander vervelend obstakel. Niet eens zo heel lang geleden had men daarvoor twee afzonderlijke machines nodig. Daarbij stelde de opspanning menig operator voor immense uitdagingen. Moeilijk dus, maar sommige vormen waren zelfs gewoon onmogelijk, 'bocht-in-bochtconfiguraties' bv. Om de stukken te kunnen klemmen, was er namelijk een recht stuk tussen de twee opeenvolgende bochten nodig. Dat hoeft nu niet meer.

Combibuigen

Deze term slaat op de combinatie van wals- en doornbuigen op één en dezelfde machine. Het is vooral deze combinatie die schuilgaat achter de geschetste, extra vormvrijheid. Omdat ze nog bezwaarlijk nieuw genoemd kan worden, staan we er niet al te lang bij stil. Doornbuigen is het proces dat een beroep doet op de elasticiteit van het materiaal om een buis of koker om een doorn, verborgen in de buis, te buigen. De doorn zal de buis dus ondersteunen, maar wordt net voor het buigen van de buighoek teruggetrokken. Walsen is een heel ander buigprincipe. In plaats van een doorn maakt men hier gebruik van drie of vier walsrollen om de buis te buigen. De specifieke buighoek hangt uiteraard af van hoe de rollen ten opzichte van elkaar zijn gepositioneerd. De combinatie van beide technieken is interessant omdat het doornbuigen doorgaans kleine buigstralen oplevert (5 tot 0,8 x D), terwijl het walsen eerder voor grote buigstralen wordt ingezet. Vanaf 5 x D dus. Samen leveren ze een ongeziene vormvrijheid op met als bijkomend voordeel dat er geen tijd meer verloren gaat aan het veelvoudig opspannen.

ONDERLIGGENDE ONTWIKKELINGEN

Dat nu op één machine zowel korte als lange buigstralen mogelijk zijn, is dus het rechtstreekse gevolg van de intrede van combimachines. Onderliggend is er echter nog meer aan de hand.

Betere synchronisatie

Een buisbuigmachine is, zeker wat het aantal te sturen assen betreft, behoorlijk ingewikkeld (zie figuur1).

Afhankelijk van de complexiteit van de configuratie zit je al snel aan 7 tot 10 CNC-gestuurde assen.

  • A: opspanbeweging
  • B: rotatiearm
  • C: ruimtelijke oriëntatie buis (ronddraaien)
  • U: tegendrukklauw
  • V: as voor het terugtrekken van de doorn
  • X: opduwen buis volgens het vrijeradiusprincipe (drie rolletjes)
  • Y: hoogte (plaats van de kop ten opzichte van de buis)
  • Z: lengtebeweging voor de afstand tussen de bochten.

Hoe preciezer de bewegingen van al deze assen gesynchroniseerd kan worden, hoe nauwkeuriger en hoe vrijer de buisvorm zal en kan zijn. De sturing heeft de afgelopen periode sterk aan intelligentie gewonnen, waardoor ook de synchronisatie verbeterd is. We nemen het voorbeeld van een booster. Door middel van een hydraulische cilinder ontstaat er naast de traditionele trekbeweging ook een horizontale opstuwbeweging. Inzoomend op dit buigproces, kunnen we drie bewegingen onderscheiden, namelijk een trekbeweging via de arm, een duwbeweging door de zijdelingse tegendrukklauw en
via de booster
een extra duwbeweging langs achteren. Die laatste zorgt ervoor dat het materiaal beter bij elkaar gehouden wordt, waardoor kortere buigingen mogelijk worden zonder dat er scheuren ontstaan. Immers, aan de buitenkant van de buis rekt het materiaal uit waardoor het dunner wordt. Omgekeerd stuikt het materiaal aan de binnenkant uit. Een rimpeluitvager voorkomt hierbij de vorming van rimpels. Dankzij de betere synchronisatie is dit boostersysteem ook toepasbaar op dunwandige buizen. Voorheen lukte dit enkel bij dikwandige buizen.

Overstap van hydraulische naar elektrische motoren

De translatie en rotatie van de buis gebeurde al langer elektrisch, maar sinds een tijdje zijn ook de hydraulische cilinders die instonden voor de opspanning, de positionering van de tegendrukklauw en de rotatie van de buigarm, door een elektromotor vervangen. Dankzij die keuze kunnen meer buigposities worden ingenomen die daarenboven traploos instelbaar zijn. Uiteindelijk heeft dit geleid tot de mogelijkheid om opeenvolgende stukken zonder een recht tussenstuk te buigen. Maar de elektromotor heeft nog een aantal andere voordelen in petto:

  • snellere reactie- en cyclustijden (5 buigingen in 15 seconden);
  • een hogere repeteernauwkeurigheid (0,05 mm in vergelijking met 1 mm op hydraulische machines);
  • een energieverbruik herleid tot een kwart
    in sommige gevallen tot 1/10
    van wat het was bij hydraulische machines;
  • 40% minder onderhoudskosten;
  • een uiterst stijve en compacte constructie waardoor minder vloeroppervlak is vereist;
  • snellere opstarttijden.

VAN INSTAPMODEL TOT FULL OPTION

Onderhuids hebben zich dus heel wat meer ontwikkelingen voltrokken die minder zichtbaar zijn dan de combimachine maar minstens even belangrijk zijn. Ze hebben er ook toe bijgedragen dat het verschil tussen het instapmodel en de best uitgeruste variant groter geworden is.

Instapmodel

In zijn meest uitgeklede versie bestaat een buisbuigmachine uit een CNC-sturing in combinatie met één gereedschapspositie, een translatie- en rotatieas. Gewoonlijk wordt hierbij het principe van het doornbuigen toegepast. Wie zeer kleine radii wil buigen, kan de rimpeluitvager als bijkomende optie nemen.

Niet echt meer tot het basismodel behorend maar toch nog altijd in de lagere prijsklasse, is een doornbuigmachine die over een aangestuurde tegendrukklauw beschikt. Deze drukt de buis in de richting van de profielplaat om ze een horizontale opstuwkracht mee te geven. Op die manier treedt er minder verdunning op en kan een kleinere radius worden bekomen.

Gereedschapswisselaar

De volgende stap is de aankoop van een doornbuigmachine met een gereedschapswisselaar die over twee of drie stations beschikt. Een dergelijke wisselaar bestaat, afhankelijk van het aantal stations, uit een aantal niveaus met telkens een andere buigmatrijs.

Om van niveau te veranderen, heeft men twee mogelijkheden. Enerzijds kan men ervoor kiezen de buis op en neer te verplaatsen en de buigkop stationair te maken, anderzijds is ook het omgekeerde mogelijk waarbij de buis op haar plaats blijft en de buigkop omhoog en weer omlaag beweegt.

Deze laatste optie zou bepaalde voordelen opleveren bij het dubbelzijdig buigen. Los daarvan maakt een gereedschapswisselaar het mogelijk in één cyclus verschillende radii alsook bocht-in-bochtconfiguraties te buigen.

Combimachine

De meest geavanceerde en flexibele machine is uiteraard ook de minst goedkope. Het gaat om de combivariant die in combinatie met de gereedschapswisselaar vaste maar ook variabele radii kan buigen. De rollenwals neemt de variabele radius voor zijn rekening, de doornbuigmachine de vaste.

Voor heel erg kleine stralen op dunwandige buizen (tot 0,8 mm), kan men tot slot nog zijn toevlucht nemen tot de optie van de booster.

Opties

Behalve deze configuraties bestaat er uiteraard nog een grote variëteit aan opties: een programmeerbare doornfunctie (moment waarop hij terugtrekt), een centrale smering, een uitrusting voor verticaal gespleten gereedschappen, een interface voor de robot en het magazijn, een machinebedextensie ... en de mogelijkheid om achter de moer te klemmen (interessant bij wartelmoeren). Samen met een specifieke configuratie zorgen deze opties ervoor dat u steeds kunt beschikken over een machine die precies op maat is.

AUTOMATISERING

Indien uitgerust met een magazijn voor de opslag van de buizen en een robot voor de verwijdering van de afgewerkte buizen, kan een buigcel volledig autonoom verlopen. Hiertoe kunnen ook een lasnaaddetectie en positioneeruitrusting noodzakelijk zijn, of zelfs een meetmachine die afwijkingen op de buigtoleranties meet, registreert en corrigeert. Een interface voor de monitoring en communicatie op afstand vormt al een hele tijd geen probleem meer.

Meten

Dit gezegd zijnde, meten op de machine zelf is uiterst moeilijk. Men heeft namelijk af te rekenen met het probleem van terugvering, die je pas kan meten nadat de klemming de buis heeft losgelaten. Nadien opnieuw gaan buigen, is, rekening houdend met de opspanning, praktisch zeer moeilijk uit te voeren. Een gebogen buis wordt daarom apart genomen en aan de hand van speciale meetkalibers opgemeten. De meetmachine hiernaast maakt echter komaf met deze tijdrovende praktijk. Via digitale hogeresolutiecamera's wordt de buis op een paar seconden volledig gemeten en, indien gewenst, worden de parameters vervolgens automatisch bijgesteld op basis van de eventuele afwijkingen.

Maar soms kunnen deze wijzigingen resulteren in botsingen. Om deze te vermijden, kan de meetmachine de aanpassingen ook aan de operator overlaten. Nieuwe parameters worden in dat geval nog steeds gesuggereerd, alleen krijgt de operator, vooraleer ze daadwerkelijk worden doorgevoerd, eerst nog de kans aanpassingen aan te brengen. De kans bestaat immers dat de simulatiesoftware waarover de meetapparatuur beschikt een probleem detecteert.

Programmeren

Het programmeren kan overigens op drie manieren:

  • teach-in (waarbij de bewegingen manueel worden uitgevoerd en daarna opgeslagen);
  • de gegevens uit CAD worden automatisch vertaald naar het CAM-buigprogramma;
  • een tabel met de x-y-z-coördinaten wordt automatisch omgezet naar het buigen.