プレスブレーキマシンガイド: タイプ、仕様、購入のヒント

プレスブレーキ機とは何ですか？

板金をブラケット、エンクロージャ、または構造パネルに成形するすべての製造工場は、プレス ブレーキという 1 つの中核機械に依存しています。最も単純に言えば、 プレスブレーキ機 パンチとダイの間にワークを挟み込み、所定の角度に曲げる装置です。せん断や圧延とは異なり、プレス ブレーキは制御された力と位置で直線的な曲げを作成するため、自動車から家電製品の製造に至るまでの業界で不可欠なものとなっています。

機械の特徴的な機能は、正確な再現性です。単一のプロトタイプを曲げる場合でも、10,000 個の同一部品を曲げる場合でも、プレス ブレーキは曲げ全長に沿って一貫した角度を実現します。最新のシステムは、同期したラムの動き、CNC バックゲージの位置決め、およびリアルタイムの角度補正を通じてこれを実現します。北米の作業現場では、プレス ブレーキがレーザー カッターやタレット パンチに次いで最も頻繁に使用される成形ツールであることがよくあります。

プレスブレーキはどのように機能しますか?

基本的に、プレス ブレーキは上部ビーム (ラム) を下方に駆動し、パンチで金属板を下部ベッド上の V 字型のダイに押し込むことによって動作します。曲げ角度は、一般に「ストローク深さ」と呼ばれる、パンチが型の開口部に入る深さによって決まります。ハイエンド CNC モデルでは、プログラム可能なストップであるバックゲージが各曲げの前にシートを X 軸に位置決めし、Y 軸はラムの位置をミクロン単位で制御します。

同期は重要な技術的な詳細です。油圧プレス ブレーキは、トーション バー (機械的リンケージ) またはリニア スケールを備えた二重比例バルブのいずれかを使用して、ラムの両端をレベルに保ちます。対照的に、サーボ電動プレス ブレーキは、閉ループ フィードバックを通じて同期性を維持する独立したモーターによって駆動されるボールネジとタイミング ベルトを使用します。この選択は、特に長い部品を形成する場合や高張力材料を扱う場合に、曲げ精度に直接影響します。

プレスブレーキ機械の種類の比較

適切なタイプを選択することで、曲げ精度、エネルギー消費量、生産速度が決まります。駆動システム、洗練された制御、およびフレーム設計により、1 つのプレス ブレーキが別のプレス ブレーキから分離されます。多くのショップが評価する項目は以下の4つです。

より詳細な内訳については、に関する記事を参照してください。 NC 対 CNC 対サーボプレスブレーキの比較 、コントロールの違いについて詳しく説明します。

NCプレスブレーキ

NC プレス ブレーキは、トーション バーを使用して 2 つの油圧シリンダーを機械的に結合します。必要な曲げ角度の許容差が ±0.15° 以下の場合、堅牢で予算に優しい選択肢となります。ただし、トーション バーは、アプローチ中やリターン中ではなく、曲げ中にのみ同期するため、特に 6 フィートを超える部品では、荷重によるたわみにより角度の変動が生じる可能性があります。多くの小規模工場では、サイクル タイムが資本コストよりも重要ではない単純なブラケットやユーティリティの製造のために、依然としてこれらの機械を稼働させています。

CNC油圧プレスブレーキ

CNC 油圧プレス ブレーキは、機械式トーション バーの代わりに、ラムの両側に取り付けられた電気油圧比例バルブとリニア スケールを備えています。 CNC コントローラーは左右の位置をリアルタイムで比較し、オイルの流れを調整して完璧なレベリングを維持します。その結果、±0.05°の範囲で再現可能な精度、自動化されたラム移動、数百の曲げプログラムを保存するプログラム可能なバックゲージが実現しました。このカテゴリは、中量から大量の製造業者を支配しています。現代的な例としては、 電動油圧サーボプレスブレーキ 、油圧力とサーボ駆動ポンプ制御を組み合わせて、アイドル時のエネルギーの無駄を削減します。

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サーボ電動プレスブレーキ

サーボ電動プレスブレーキにより、作動油が完全に不要になります。代わりに、サーボ モーターがボールねじ機構または高張力ベルトを駆動し、曲げストローク中にのみ電力が供給されてラムを押します。これにより、油圧モデルと比較して最大 60% のエネルギー節約が可能になります。加熱する作動油がないため、コールドスタートの精度が即座に得られます。医療、電子機器、またはクリーンルームコンポーネントを製造するショップでは、多くの場合、 CNC電動サーボプレスブレーキ 動作音が静かで、メンテナンスの手間がかからず、保持能力が高いためです。 角度公差は±0.01°未満 フルスロットル生産中。

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タンデムCNCプレスブレーキ

部品が 1 台の機械の曲げ長さの許容範囲を超える場合 (20 フィートの構造梁や特大の建築用パネルを考えてください)、2 台のプレス ブレーキが機械的に位置合わせされ、タンデム システムとして電子的にリンクされます。両方の RAM が 1 つとして動作し、単一の CNC インターフェイスがセットアップ全体を制御します。このアプローチにより、専用の超大型プレス ブレーキへの巨額投資が回避され、必要に応じて別々の作業のために機械を切り離すことができるため、柔軟性が得られます。の 大型部品用タンデムCNCプレスブレーキ これは、時折大規模な製造を処理するものの、それでも日々の生産性を必要とする工場にとって戦略的な選択肢です。

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考慮すべき主な仕様

プレス ブレーキのカタログ ページは数字で埋め尽くされていますが、購入決定の 90% は 3 つの仕様で決まります。

曲げ力(トン数): 必要な力は、材料の種類、厚さ、型の開き具合によって異なります。多くの見積もり担当者が使用する大まかな公式は次のとおりです: (1.42 × 材料の引張強度 × 厚さ 2 × 曲げ長さ) / ダイ開口部。軟鋼の場合、製造現場の経験則では、標準の V ダイ上の 10 ゲージの材料で 1 フィートあたり約 15 ～ 20 トンになることがよくあります。サイズを小さくすると、フレームが永久に曲がってしまいます。サイズを大きくしすぎるとエネルギーとお金が無駄になります。

曲げ長さ： ツールとベッドの長さによって、1 回のセットアップで成形できる最大幅のパーツが決まります。 10 フィートのベッドは最大 120 インチのパネルに対応します。定期的に長尺のものが必要な場合は、高価な 20 フィート プレスを 1 台使用するよりも、タンデム構成の方がコスト効率が高い場合があります。

バックゲージ軸: 最小は単軸 (X) ポジショナーです。多軸システム (X、R、Z1、Z2) は、プログラム可能なフィンガーの高さ、左右独立した停止、深さ制御を追加し、複数の曲げシーケンスを持つ複雑な部品のセットアップ時間を大幅に短縮します。 CNC 油圧モデルおよびサーボ電気モデルは通常、少なくとも 4 軸をサポートします。

オープン高さ (日光)、スロートの深さ、ストローク長などの他のパラメータも、工具へのアクセス性や部品形状のクリアランスに影響しますが、力と長さが依然として門番です。

適切なプレスブレーキマシンの選び方

系統的なアプローチにより、使用しない機能に過剰な支払いをしたり、さらに悪いことに完全なポートフォリオを形成できないマシンを購入したりすることを防ぎます。

素材と厚さを評価する

製造時に形成する最も厚くて最も硬い材料 (軟鋼、ステンレス、アルミニウム) を検査し、約 20% の安全マージンを考慮して必要なトン数を計算します。 16 ゲージのアルミニウムと 1/4 インチのステンレスを混合した作品の場合は、ステンレス用のサイズを選択してください。トン数が小さすぎると、曲げ力を減らすためにより広いダイ開口部を使用する必要があり、その結果、最小フラ​​ンジ長さが変化し、部品設計が損なわれる可能性があります。

生産量の定義

月あたりの部品数が 2,000 個未満の場合は、手動工具セットアップを備えた NC プレス ブレーキで十分な場合があります。部品数が 5,000 個を超えると、CNC 制御と電動ツールのクランプによりスループットが大幅に向上します。部品の量が毎月 15,000 個を超える場合、または部品が 24 時間稼働する場合、サーボ電気機械のエネルギー節約とメンテナンスの軽減が経済的に意味のあるものになります。

油圧式と電動式のどちらかを選択

油圧プレス ブレーキは、より低い初期購入価格でより高い持続力を提供し、過負荷状況にも耐えます。サーボ電気モデルは、ストローク間のエネルギー消費がほぼゼロに低下し、 サイクルタイムが最大 30% 高速化 ショートストローク用途に。総所有コストを考慮してください。油圧オイルの交換、濾過、漏れの可能性と、最終的にはボールねじベアリングを交換する必要があります。

予算と長期 ROI の比較

機械の基本価格のほかに、工具、基礎要件 (サーボ電気機械は多くの場合軽量で、床の補強が少なくて済みます)、オペレーターのトレーニング、およびエネルギーコストが考慮されます。これらのコスト変数を実数で分解します。 完全な価格の内訳が記載されたプレス ブレーキ購入ガイド 。電気需要料金を課している店舗の場合、サーボ電気機械はピーク消費電力の低下により 3 年以内に料金を回収できることがよくあります。

メンテナンスと安全に関するヒント

機械が停止したり、オペレーターが負傷したりした場合、生産指標は問題になりません。

毎日のチェック: ガイド レールを拭いて潤滑し、バックゲージのゼロ位置を確認し、工具の摩耗を検査します。毎週: 作動油のレベルと温度を確認します。オイル内の汚染物質の蓄積によりシールの劣化が促進されます。毎月: 電気接続を検査し、セーフティライトカーテンと緊急停止をテストし、精密水準器を使用してラムの平行度を確認します。週次、月次、年次の手順をカバーする包括的なスケジュールについては、次のサイトを参照してください。 プレスブレーキのメンテナンス頻度の目安 .

安全は守ることから始まります。オペレータの手がゾーンに入ると、ダイ開口部の直前にあるライト カーテンが下向きの動きを停止します。レーザーベースの指保護により、曲げ速度が低下する前に安全に高速で閉じることができます。両手制御ステーションでは、オペレータは操作点から一定の距離を保つ必要があります。数秒のサイクルタイムを稼ぐためにこれらのシステムをバイパスしないでください。怪我のリスクは理論上のものではありません。

結論

プレス ブレーキ機械を選択すると、工場の能力がプロジェクトのバックログに直接結びつきます。適切な機械は、角度ドリフトによる手戻りを排除し、プログラム可能な軸によりセットアップ時間を短縮し、実際に実行された作業に比例してエネルギーを消費します。最も厚くて長い部品の実際の在庫から始めます。次に、トーション バー NC、電気油圧 CNC、または完全電気サーボなどの同期テクノロジを、公差と容量の要件に合わせます。この基盤があれば、マシンの残りの仕様は自然に適切な位置に収まります。