Precisión en movimiento: Avances en las cilindradoras chinas | MachineMFG

Precisión en movimiento: Avances en las cilindradoras chinas

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1. Visión general

La máquina curvadora de rodillos de chapa es uno de los ocho productos principales de la maquinaria de forja y pertenece a la categoría de máquinas de corrección de curvado.

La máquina curvadora de rodillos es un equipo de conformado de metales que utiliza el principio del círculo de tres puntos para dar forma a las chapas metálicas. El movimiento y la rotación del rodillo de trabajo, cuyos ejes son paralelos entre sí, dan lugar a una flexión elastoplástica continua de la chapa, lo que conduce a la creación de una forma predeterminada y una pieza de trabajo de precisión.

El rodillo de trabajo sirve como componente principal de trabajo y convierte la energía mecánica e hidráulica en energía cinética para facilitar su cambio de posición y rotación. Esto facilita el plegado y laminado de chapas metálicas en piezas curvas o cilíndricas de curvatura única o múltiple en estado frío, medio o caliente.

Ajustando la forma del rodillo o añadiendo un dispositivo de enrollado cónico, se puede restringir el flujo del material y modificar la velocidad de movimiento de las distintas partes de la misma pieza. Esto permite crear piezas de arco o cilindro con formas de curvatura única o múltiple, como elipses, cuadrados y formas asimétricas.

Dos métodos, plegado de prensa y plegado, pueden utilizarse para doblar chapas metálicas en formas simples o de arco con curvaturas simples o múltiples. El plegado en prensa se realiza en una prensa hidráulica o prensa plegadora con la ayuda de una matriz, basándose principalmente en la flexión plástica transversal. El sitio proceso de plegado es un proceso discontinuo punto por punto o seccional.

En comparación con el plegado a presión, curvado de rodillos tiene las siguientes ventajas:

  • El proceso de curvado es un curvado elástico-plástico continuo con una baja cantidad de springback y una fuerza de tracción definida, lo que se traduce en un conformado preciso, curvas de alta calidad y una gran eficacia de trabajo.
  • La ausencia de conformado de troqueles reduce los costes operativos.
  • El curvado de rodillos requiere fuerza de flexión en comparación con el curvado con prensa y el coste de una curvadora de rodillos es inferior al de una prensa hidráulica.
  • Con la adición de equipos auxiliares, curvado de rodillos también puede utilizarse para crear piezas cónicas y curvar tubos y perfiles.

Como resultado, el Rollo de chapa La máquina curvadora se utiliza ampliamente en diversas industrias, como la fabricación de calderas, la construcción naval, el petróleo, la industria química, la hidráulica y la estructura metálica.

En China, el desarrollo de las máquinas curvadoras de rodillos ha pasado de ser mecánico a hidráulico y ahora a Tecnología CNC. La tecnología hidráulica y de control automático de las máquinas curvadoras de rodillos ha mejorado mucho en los últimos años.

En la década de 1990, el control numérico curvado de chapas Las máquinas se han desarrollado rápidamente en China y han experimentado una mejora continua, haciéndose cada vez más maduras. También se ha completado la transición de la automatización de una sola máquina a la célula de fabricación flexible.

La producción eficiente, precisa y en masa es esencial para la civilización industrial moderna. Desarrollar equipos de corrección de curvado de alta eficiencia, alta precisión, seguros, respetuosos con el medio ambiente, automatizados, flexibles e inteligentes es crucial para mejorar el nivel de la industria china de fabricación de equipos, satisfacer las necesidades de la competencia empresarial y aumentar los beneficios económicos.

2. La situación básica de curvadoras de rodillos en China

2.1 Papel importante de la curvadora de rodillos en la industria de fabricación de equipos

La demanda de máquinas curvadoras de chapa va en aumento debido al desarrollo de diversas industrias como la aeroespacial, armamento militar, automóviles, locomotoras y material rodante, instrumentos y medidores, construcción naval, industria química, recipientes a presión, metalurgia, maquinaria de ingeniería y componentes metálicos. También aumenta la exigencia de precisión de las chapas laminadas.

La industria naval china tiene mayores exigencias en cuanto a funcionalidad, fiabilidad, seguridad y automatización de las máquinas curvadoras ordinarias y marinas con funciones de compuesto de bobinado debido al rápido crecimiento de la industria manufacturera.

La industria de la energía eléctrica, que incluye las centrales de carbón, hidroeléctricas, nucleares y eólicas fomentadas por la política nacional de energía limpia, necesita grandes conjuntos de curvadoras para tuberías y torres de columnas.

La tendencia a utilizar recipientes a presión a gran escala y de alto parámetro es cada vez más evidente en industrias como la petrolera offshore, la del gas natural, la petroquímica y la química del carbón. A gran escala laminado de chapa Las máquinas, capaces de conformar placas gruesas y de alta resistencia, son cruciales para producir reactores de hidrogenación de mil toneladas, reactores de licuefacción de carbón de dos mil toneladas y tanques esféricos de gas natural de 10.000 metros cúbicos.

En el futuro, los requisitos de eficiencia energética, ahorro de material y reducción de cortes serán cada vez más intensos. Se calcula que el uso de curvadoras de chapa como equipo de proceso aumentará la eficiencia entre 10 y 40 veces y ahorrará más de 60% de materiales.

Los datos muestran que 70% de la producción de acero necesita ser deformado y 2/3 del acero en el conformado de metales industria necesita ser procesada. Por cada 10.000 toneladas de reprocesado de chapas, tubos y perfiles, se necesita una curvadora de tubos, una curvadora de rodillos y una curvadora de perfiles.

2.2 Situación actual de la máquina curvadora de rollos de chapa

En los últimos años, la industria de máquinas curvadoras de rodillos en China ha crecido significativamente y sus capacidades de fabricación han mejorado. Esto ha tenido un impacto significativo en la mejora del nivel de fabricación de equipos y la promoción del proceso de industrialización en China.

1) Principales tipos y características de la máquina curvadora de rollos de chapa

Las máquinas curvadoras de chapa pueden clasificarse en varias categorías en función de diversos factores:

  • Número de rodillos de trabajo: dos rodillos, tres rodillos, cuatro rodillos o varios rodillos
  • Disposición de los rodillos: simétrica o asimétrica
  • Posición del eje del rodillo: horizontal o vertical
  • Modo de ajuste del rodillo: ajuste hacia arriba o hacia abajo
  • Modo de conducción principal: mecánico o hidráulico
  • Modo de transmisión del rodillo: accionamiento superior, accionamiento inferior o accionamiento total
  • Tipo de cuerpo de rodamiento: abierto o cerrado (marino)
  • Función: común o polivalente
  • Método de laminado: laminado en frío, laminado en caliente o laminado en caliente
  • Modo de control: control de corriente fuerte, control NC o control CNC

La tabla 1 muestra los principales tipos de máquinas curvadoras de chapa en función de su número de rodillos de trabajo, disposición de los rodillos, métodos de ajuste de posición, etc. Los tipos comunes de máquinas curvadoras de tres rodillos incluyen:

  • Tipo simétrico
  • Tipo curva hacia abajo
  • Tipo horizontal descendente
  • Rodillo superior tipo cruz (rodillo superior tipo universal)

Otros tipos comunes de máquinas curvadoras de chapa son:

  • Máquina curvadora de cuatro rodillos (tipo común)
  • Máquina curvadora de dos rodillos
  • Máquina curvadora vertical de tres rodillos
  • Máquina curvadora marina

2) Historia del desarrollo y situación actual de máquina curvadora de chapas

La producción especializada de curvadoras de chapa en China comenzó a principios de los años 70 con el desarrollo de una curvadora simétrica de tres rodillos con transmisión mecánica. Aunque tenía una estructura sencilla, no podía precurvar los extremos de las chapas, lo que se traducía en una baja eficiencia de producción y un aumento de los costes de mano de obra y material.

A finales de la década de 1970, Changzhi Iron and Steel (Group) Forging Machinery desarrolló con éxito una máquina de forja de cuatro cilindros. máquina curvadora de chapas con transmisión mecánica que podía precurvar ambos extremos de la chapa. Sin embargo, esta máquina tenía una gran estructura, un elevado consumo de material y un largo ciclo de fabricación.

A mediados de la década de 1980, la fábrica introdujo la curvadora hidráulica completa de cuatro rodillos y la curvadora de tres rodillos con ajuste hidráulico de nivel. Estas máquinas no sólo precurvaban los chapa metálica sino que también se completa el conformado del cilindro después de la soldadura, lo que supone una mejora de 2-3 veces en la eficiencia de trabajo en comparación con el modelo original.

A finales de los años 80, las máquinas curvadoras de tres o cuatro rodillos controladas por PC y NC entraron en el mercado chino. Estas máquinas tenían las funciones de nivelación automática del rodillo de trabajo y elevación sincrónica del rodillo de trabajo en estado inclinado, con una precisión sincrónica entre los rodillos de trabajo controlada dentro de ±0,2 mm.

A principios de la década de 1990, Changzhi Forging desarrolló la máquina curvadora de chapa de tres rodillos tipo arco descendente y la máquina curvadora de chapa de cuatro rodillos tipo arco. Estas máquinas podían precurvar y enrollar la chapa en un solo proceso de carga y descarga, y tenían un razonable... fuerza de flexiónLa curvadora de chapa de cuatro rodillos curvos era especialmente adecuada para cilindros de pequeño diámetro, con un diámetro mínimo del cilindro de 1 a 1,2 veces el diámetro del rodillo superior. La máquina curvadora de chapa de cuatro rodillos era especialmente adecuada para laminar cilindros de pequeño diámetro, con un diámetro mínimo del cilindro de 1,1-1,2 veces el diámetro del rodillo superior.

A mediados de la década de 1990, Changzhi Forging adoptó la tecnología de transmisión principal de confluencia de cuatro motores y la aplicó a la estructura de regulación horizontal descendente para máquinas curvadoras de tres rodillos a gran escala. La primera máquina curvadora horizontal de tres cilindros CDW11XNC -140×4000 a gran escala se desarrolló para el Proyecto de las Tres Gargantas, y en 2002, la planta produjo la máquina curvadora horizontal de tres cilindros CDW11XNC -160/250×4000 para la Fábrica de Maquinaria Química de Nanjing.

CDW11XNC -140×4000 Máquina curvadora horizontal de tres rodillos de tipo descendente

Fig. 1 Máquina curvadora horizontal de tres rodillos CDW11XNC-140×4000 de tipo descendente

En la actualidad, China es capaz de producir la mayor máquina curvadora horizontal de chapas de tres rodillos de regulación descendente. Esta máquina puede laminar chapas frías con un grosor de hasta 250 mm y chapas de bobina caliente con un grosor de hasta 400 mm. La anchura máxima de la chapa que se puede procesar es de 3000 mm a 4500 mm, y la presión de los rodillos superior e inferior puede alcanzar de 40000 kN a 60000 kN.

Los principales fabricantes nacionales de curvadoras horizontales de tres rodillos a gran escala son Changzhi Forging, Hubei Ezhong y Tai'an Hualu. La figura 2 muestra la máquina curvadora horizontal de tres rodillos CDW11XNC -40×8000.

Fig. 2 CDW11XNC -40×8000 horizontal down type three-roll bending machine

Fig. 2 Máquina curvadora horizontal de tres rodillos CDW11XCNC-40×8000 de tipo descendente

La máquina es capaz de laminar chapas con un espesor máximo de 40 mm, una anchura máxima de 8000 mm, un límite elástico de 240 MPa, y un diámetro mínimo de bobina a plena carga de ø2500 mm, con un diámetro mínimo de bobina de ø900 mm.

La máquina compensa la desviación del rodillo superior mediante el uso de un mecanismo de cuña, accionado por un motor, un reductor y un tornillo, que ajusta la desviación del rodillo inferior.

El sistema NC puede calcular y generar automáticamente programas basados en parámetros como el grosor de la chapa, la anchura, el diámetro del tambor, el límite elástico, etc., lo que permite un control automático.

Para poder laminar chapas extra largas y finas (en las que la relación grosor-anchura es pequeña), Changzhi Forging ha desarrollado un nuevo tipo de máquina curvadora de tres rodillos simétrica u horizontal hacia abajo, con un rodillo de apoyo y una viga transversal en el rodillo superior (como se muestra en la Fig. 3).

Fig. 3 CDW11XNC-8×9500 horizontal down type three-roll bending machine

Fig. 3 CDW11XCNC-8×9500 horizontal down type three-roll bending machine

La máquina está accionada principalmente por tres rodillos con un cuerpo de rodamiento basculante, capaz de laminar piezas cilíndricas cerradas. También dispone de control por ordenador, lo que la hace especialmente adecuada para laminar piezas cilíndricas largas de paredes finas con múltiples curvaturas.

La máquina curvadora de tres rodillos con rodillo superior de tipo cruz (rodillo superior de tipo universal) fue fabricada con éxito por primera vez por la Primera Fábrica de Maquinaria Pesada a principios de la década de 1980. A finales de la década de 1980, empresas como Nantong Hengli Heavy Industry empezaron a producirla profesionalmente.

La máquina sólo requiere ajustar el rodillo superior para realizar el laminado y precurvado de chapas. El rodillo inferior es fijo, lo que facilita el uso para el laminado de material y chapas. Sin embargo, la gran estructura de la máquina puede suponer un reto, por lo que es más adecuada para laminar chapas con un grosor inferior a 80 mm o 100 mm.

La máquina curvadora de chapas marinas fue fabricada por primera vez por First Heavy Machinery Factory y Changzhi Forging. Inicialmente, tenía una estructura simétrica con especificaciones como W11TNC-20×8000 y W11TNC-25×9000. A medida que la producción de la construcción naval de China creció rápidamente y la industria de la construcción naval pasó de débil a fuerte, la máquina curvadora naval se convirtió en un tipo horizontal hacia abajo, además de su estructura simétrica.

Esta máquina es capaz de laminar y precurvar piezas curvas y cónicas, y puede curvar chapas de acero con la ayuda de una matriz dobladora. Funciona como maquinaria de laminación y una máquina curvadora. La tecnología de compensación de la desviación de los cilindros de trabajo superior e inferior, la tecnología de accionamiento bidireccional independiente del cilindro de trabajo y la tecnología de control numérico para el plegado y la proceso de plegado parámetros han alcanzado un nivel de clase mundial.

Actualmente, la presión descendente máxima del rodillo superior de la máquina curvadora de chapas marinas nacional es de 22000 kN. La anchura de las chapas laminadas o dobladas puede alcanzar más de 21000 mm, satisfaciendo las necesidades de la industria naval.

Las figuras 4 y 5 muestran la máquina curvadora de tres rodillos CDW11TNC-32×13500 de Changzhi Forging y la máquina curvadora de tres rodillos horizontal descendente CDW11TXNC-22000kN×16000 mm, respectivamente. Principales máquinas fabricantes de curvadoras incluyen Changzhi Forging, Tai'an Hualu y Nantong Hengli.

Fig. 4 Máquina curvadora marina de tres rodillos CDW11TNC-32×13500

Fig. 4 Máquina curvadora marina de tres rodillos CDW11TNC-32×13500

Fig. 5 CDW1ITXNC-2000kN×16000mm máquina curvadora horizontal de tres rodillos de tipo cerrado (Marina) hacia abajo

Fig. 5 CDW1ITXNC-2000kN×16000mm máquina curvadora horizontal de tres rodillos de tipo cerrado (Marina) hacia abajo

  1. 1. Sistema de accionamiento principal Bastidor 3. Cilindro de aceite principal 4. Viga superior
  2. Rodillo de trabajo superior 6. Rodillo superior de reserva7. Rodillo de trabajo inferior 8. Rodillo inferior de reserva
  3. Dispositivo de desplazamiento horizontal del rodillo inferior 10. Travesaño inferior 11. Viga de conexión

El rodillo vertical es una máquina curvadora de tres o cuatro rodillos, cuyo eje es perpendicular al plano horizontal. El tipo más utilizado es la curvadora vertical simétrica de tres rodillos.

Changzhi Iron and Steel (Group) Forging ha fabricado equipos como CDW11TNC-36×1000 y 12×2000 para diversas industrias, incluidas la petrolera y la química.

La First Heavy Machine Factory introdujo tecnología de la empresa británica Hugh Smith y diseñó y produjo una serie de máquinas curvadoras verticales con un único rodillo principal. Han fabricado una plegadora vertical de 30000 kN x 3600 mm.

En comparación con las curvadoras horizontales, las curvadoras verticales tienen la ventaja de ser ligeras, ocupar menos espacio y consumir menos energía, lo que reduce la intensidad de la mano de obra, especialmente en el laminado en caliente.

La máquina dobladora de dos rodillos tiene un rodillo de acero rígido como rodillo superior y un rodillo elástico con un núcleo de rodillo de acero envuelto en revestimiento elástico como rodillo inferior.

La conformación rotatoria con el uso de medios elásticos (RSEM) es un método avanzado de plegado de chapa partes con un medio elástico.

En la actualidad, empresas como Changzhi Forging y otras disponen de la tecnología necesaria para diseñar y fabricar estos productos, y la Escuela de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing también ha desarrollado uno.

La figura 6 muestra la máquina curvadora de dos rodillos fabricada por Changzhi Forging. El rodillo superior es un rodillo elástico hecho de un núcleo de rodillo de acero con un revestimiento elástico, mientras que el rodillo inferior es un rodillo de acero rígido. La máquina tiene una estructura de descarga inferior.

Fig. 6 Esquema de la curvadora de chapas de dos rodillos

Fig. 6 Esquema de la curvadora de chapas de dos rodillos

La curvadora de dos rodillos fue inventada por el estadounidense Kauffman. Desde entonces, países como Gran Bretaña, Japón, Francia, Italia y Rusia también han dominado la tecnología y han producido máquinas altamente automatizadas. Máquina CNC herramientas. Estas máquinas se utilizan para fabricar diversas piezas de pared delgada en industrias como la aeronáutica, la química y la civil. Entre las piezas fabricadas cabe citar los cascos cilíndricos y cónicos, las secciones de tubo, las piezas de pared delgada con formas especiales, las piezas de pared delgada con diversas unidades y las secciones de chapa rigidizada u ondulada (véase la figura 7).

Fig. 7 Piezas de pared delgada fabricadas con tecnología RESM

Fig. 7 Piezas de pared delgada fabricadas con tecnología RESM

En comparación con las tecnologías de curvado de tres y cuatro rodillos, el proceso RESM presenta varias características y ventajas notables:

  • Alta precisión en piezas conformadas: El proceso RESM da como resultado un alto grado de precisión en la curvatura y el paralelismo de los bordes tras el doblado, quedando el borde recto por debajo del grosor de la chapa, lo que lo hace ideal para el conformado de chapas porosas y chapas nervadas con capas protectoras.
  • Elevada curvatura de plegado y rendimiento: El proceso de curvado con rodillo implica una deformación gradual a baja presión, lo que reduce el riesgo de arrugas y grietas durante el conformado. La escasa fuerza necesaria para el conformado también lo hace adecuado para materiales difíciles de deformar como titanio aleaciones, acero inoxidable y materiales compuestos.
  • Alta eficiencia de producción: El proceso RESM es cómodo de manejar y tiene una alta velocidad de rodillo de trabajo, lo que se traduce en una mejora de la productividad laboral.
  • Buena calidad de la superficie: El uso de un medio elástico protege la superficie de arañazos durante el plegado y el conformado, preservando la calidad de la superficie, especialmente en el caso de chapas con capas protectoras y superficies pulidas.

Sin embargo, también hay que tener en cuenta algunas desventajas:

  • Versatilidad limitada: La necesidad de utilizar camisas en el rodillo superior para cilindros con diferentes curvaturas hace que la RESM no sea ideal para productos con muchas variedades y lotes pequeños.
  • Limitaciones del grosor de procesamiento: Por lo general, la RESM se limita a procesar chapas de menos de 10 mm de grosor.

En conclusión, la tecnología RESM tiene una amplia gama de aplicaciones potenciales. En la actualidad, a medida que la industria química china y sectores como el de calderas y recipientes a presión siguen desarrollándose, crece la demanda de máquinas curvadoras de chapas gruesas y de alta resistencia con control numérico. Mientras tanto, el desarrollo de las industrias de camiones cisterna y tanques de petróleo está impulsando la necesidad de pequeñas máquinas curvadoras con capacidad para placas finas, tipos superlargos, curvaturas múltiples y control numérico. El futuro de tecnología de plegado también implicará el desarrollo de unidades de plegado flexibles, con máquinas de plegado CNC como centro.

3) Control automático de laminadora de chapa

La máquina dobladora mecánica suele utilizar un control de corriente fuerte, mientras que la máquina dobladora de placas hidráulica emplea un control NC (Control Numérico). El sistema de control NC se utiliza principalmente para sincronizar el control de posición de los cilindros de aceite en ambos extremos del rodillo de trabajo de forma estática y dinámica.

En el proceso de laminado, el control lo realiza principalmente el operario basándose en su experiencia. La laminadora de control numérico, sin embargo, permite el control automático y ofrece una gran precisión de laminado, eficiencia y facilidad de manejo. Es adecuada tanto para el laminado por lotes como para el laminado de piezas únicas en lotes pequeños.

En la actualidad, varias máquinas curvadoras, como la máquina curvadora horizontal de tipo descendente, la máquina curvadora curva de tipo descendente, la máquina curvadora de tres rodillos móvil en cruz de rodillo superior, la máquina curvadora de dos rodillos, la máquina curvadora de cuatro rodillos de tipo ordinario y de arco, la máquina curvadora marina, entre otras, están equipadas con funciones CNC.

El componente central de estas máquinas es un PLC de procesamiento informático industrial, que no sólo sincroniza los cilindros de aceite izquierdo y derecho del cilindro de trabajo de forma dinámica y estática, sino que también calcula y optimiza automáticamente parámetros del proceso como los tiempos de laminado, la cantidad de reducción cada vez, el movimiento horizontal del cilindro inferior, la velocidad de avance de la chapa, el radio de conformado teórico, la carga en cada cilindro y el borde recto residual mínimo durante el predoblado. Esta optimización se basa en parámetros como el espesor, la anchura, el diámetro del tambor y el límite elástico, entre otros.

Sin embargo, la disposición de los rodillos superiores e inferiores de la máquina curvadora de tres rodillos está escalonada, lo que dificulta el control de la velocidad de avance de la chapa y, por tanto, no es posible un control numérico real. Por otro lado, las máquinas curvadoras de cuatro rodillos y de dos rodillos pueden controlar con precisión la velocidad de avance de la chapa, lo que permite un control CNC real.

Changzhi Forging ha desarrollado con éxito a CNC máquina curvadora de cuatro rodillos, llenando el vacío nacional y siendo comparable a los productos de los fabricantes avanzados de máquinas curvadoras de chapa de todo el mundo.

El rodillo superior de una plegadora de cuatro rodillos NC (Control Numérico) es el rodillo motriz principal, accionado por un motor DC. La velocidad y la posición se controlan mediante un sistema de bucle cerrado, compuesto por un regulador de velocidad de CC, un motor de CC y un codificador fotoeléctrico, para garantizar un control preciso del avance de la chapa.

El rodillo inferior y los rodillos de ambos lados se accionan mediante cilindros hidráulicos para el desplazamiento hacia arriba y hacia abajo. El PLC (controlador lógico programable) compara la señal de entrada (Ur) con la señal de realimentación (Up) recogida por el sensor de desplazamiento, y ajusta la señal de entrada (△U) en consecuencia. A continuación, esta señal de entrada se convierte en digital/analógica (D/A) y se utiliza para accionar el sistema hidráulico, garantizando un control preciso de la posición del rodillo inferior y de los dos rodillos.

El sistema de control de la plegadora CNC de cuatro rodillos se compone del siguiente hardware: un controlador de velocidad digital de CC de la serie Eurotherm 590, un PLC Omron C200HX, una interfaz hombre-máquina con pantalla táctil Mitsubishi A970GOT, un sensor de desplazamiento de alta precisión y una pantalla de visualización conectada a la CPU C200HX mediante comunicación estándar RS232.

Basándose en parámetros como el grosor, la anchura, el diámetro, el límite de elasticidad y el coeficiente de corrección del springback, la máquina curvadora de cuatro rodillos de control numérico puede calcular y optimizar automáticamente los parámetros del proceso, incluidos los tiempos de laminado, el desplazamiento del rodillo inferior y el coeficiente de corrección del springback. rollo lateral, velocidad de avance de la chapa, radio teórico de conformado, carga en cada rodillo, inclinación del rodillo superior y mínimo borde recto residual durante el precurvado. La máquina también permite el control automático.

El control preciso de la velocidad de avance de la chapa y de la posición del rodillo lateral y el rodillo inferior permite un laminado CNC real. La máquina puede almacenar 100 programas y tiene capacidad para editar y llamar programas, así como funciones como autodiagnóstico de errores, alarma, supervisión de estado y memoria de apagado.

4) Unidad de procesamiento flexible de bobinas

La unidad de procesamiento flexible de bobinas suele estar equipada con una laminadora de control numérico y otros equipos, como un sistema de pretratamiento para la sección delantera de la chapa y un sistema de entrega del producto acabado para la sección trasera.

La unidad está controlada por un sistema de control que puede constar de uno o varios ordenadores, formando un sistema de procesamiento automatizado de la placa de la bobina.

La integración del flujo de información y material en el Plegado CNC permite procesar pequeños lotes de forma eficaz y automatizada.

Como resultado, esta unidad ofrece una gran precisión, eficacia y flexibilidad, lo que la convierte en un sistema de fabricación ideal.

Las figuras 8 y 9 muestran la disposición de la unidad de plegado de placas flexibles, que consta de una plegadora CNC, una mesa de almacenamiento de placas, un manipulador de carga, una mesa de carga, un dispositivo de soporte y un dispositivo de descarga.

Fig. 8 Esquema I de la unidad de procesamiento flexible de bobinas

Fig. 8 Esquema I de la unidad de procesamiento flexible de bobinas

1. Armario eléctrico 2. Manipulador de carga 3. Dispositivo de soporte

4. Mesa de carga 5. Pieza de trabajo 6. Dispositivo de descarga

7. Motor principal de la plegadora 8. Plataforma de apilado de chapas

Fig. 9 Esquema II de la unidad de procesamiento flexible de bobinas

Fig. 9 Esquema II de la unidad de procesamiento flexible de bobinas

1. Motor principal de la máquina curvadora 2. Dispositivo de soporte 3. Dispositivo de descarga

4. Mesa de rodillos de alimentación 5. Manipulador de carga 6. Plataforma de apilado de placas

Durante el proceso de laminado, el manipulador de carga toma el material de la placa de la mesa de almacenamiento de placas y lo coloca en la mesa de trabajo de carga. A continuación, el manipulador alinea la placa y la envía a la dobladora de placas.

A medida que continúa el proceso de laminado, el manipulador fija la pieza en función de su forma, grosor y diámetro. Fija la pieza desde el interior o desde ambos lados, y la sujeta con la curvatura de la pieza hasta darle la forma deseada.

Una vez finalizado el proceso de laminado, la máquina principal libera el cuerpo de rodamiento y el manipulador de descarga empuja la pieza hacia fuera. A continuación, el manipulador de descarga recoge la pieza y la transporta a la mesa de producto acabado. Por último, la máquina principal y los manipuladores vuelven a sus posiciones originales, listos para la siguiente pieza que se vaya a laminar.

Algunas unidades de procesamiento flexible de bobinas también pueden estar equipadas con instalaciones adicionales, como centrado de chapas, inspección cilíndrica y soldadura.

3. La brecha entre China y los países extranjeros

3.1 Bbreve introducción de las curvadoras de rodillos en el extranjero

Entre los principales fabricantes de laminadoras avanzadas figuran HAEUSLER en Suiza, SCHAFER en Alemania, PROMAU DAVI MG, SER-TOM y BODRINI en Italia, ROUNDO en Suecia, KURI-MOTO en Japón y HUGH SMITH en Gran Bretaña.

La curvadora de chapa de cuatro rodillos de HAUSLER en Suiza es la más renombrada, con una especificación máxima que alcanza los 78000 kN, un espesor de chapa de 250 mm y una anchura de chapa de 4000 mm, con sólo 1,28 veces el espesor de la chapa como borde recto.

En algunas empresas, como la alemana Schafer, la italiana Davi, la italiana MG, la italiana FAC-CIN, la italiana SERTOM y la italiana BODRINI, es habitual la curvadora horizontal de tres rodillos, ideal para curvar chapas gruesas y muy pesadas.

En Japón, el tipo de movimiento transversal del rodillo superior de KURIMOTO (tipo universal de rodillo superior) es el más prevalente, y las laminadoras de chapa marina a gran escala de la británica HUGH SMITH y la italiana FACCIN tienen un alto nivel tecnológico.

Predominan las curvadoras de tres y cuatro rodillos de las italianas PROMAU DAVI y MG, y el espesor máximo de la curvadora de tres rodillos puede alcanzar los 140 mm.

La dobladora CNC de arco de cuatro rodillos de DAVI tiene accionamiento hidráulico completo y los rodillos de ambos lados están en modo de movimiento de arco. El punto tangente entre el rodillo lateral y el rodillo superior está más cerca de la línea central del rodillo superior, y el diámetro del rodillo más pequeño puede alcanzar 1,1 veces el del rodillo superior.

Los lados rectos restantes son cortos, con una resistencia a la fricción casi nula entre los mecanismos. El accionamiento planetario hidráulico está acoplado directamente a los extremos del eje del rodillo superior y el rodillo inferior, lo que proporciona una gran eficacia de transmisión y un tamaño reducido. Los rodamientos no requieren mantenimiento ni lubricación. La máquina dispone de compensación automática de la velocidad lineal para garantizar la coincidencia de las velocidades de los rodillos superior e inferior durante la laminación.

Se dispone de control CNC, y las piezas de trabajo de radio de curvatura simple y múltiple pueden calcularse y programarse automáticamente. El programa puede modificarse y almacenarse, y se proporciona control de red. Cuenta con una función de visualización en tiempo real de animación 3D y está equipada con REAL AUTO-CAD (CAD/CAM).

3.2 Tos principales problemas y la brecha entre China y los países extranjeros

Se estima que China tiene la mayor producción mundial de máquinas curvadoras, sin embargo, su competitividad global en la industria no es fuerte. Las principales razones son:

  • En cuanto a la composición de los productos, una gran parte de las curvadoras de chapa nacionales son de tamaño pequeño o mediano y de baja calidad. Aunque hay unos pocos fabricantes que producen máquinas curvadoras a gran escala con una fuerza de laminación de 40.000 kN y un grosor de 160 mm o más, en su mayoría son importadas. Además, el valor añadido técnico y el índice de control numérico de las máquinas curvadoras de rodillos nacionales son bajos, y los productos extranjeros dominan el mercado de las máquinas curvadoras de control numérico y las unidades flexibles de curvado de chapas.
  • Las empresas extranjeras poseen una gran capacidad para ofrecer soluciones integrales, equipos completos y tecnología a los clientes. Por ejemplo, la empresa DAVI ofrece un conjunto completo de equipos de conformado para torres de energía eólica, que satisface bien la demanda del mercado nacional. En la actualidad, en China sólo hay máquinas curvadoras individuales.
  • Es necesario reforzar la investigación básica sobre el mecanismo de conformado, especialmente la formación de chapas extra gruesas y de alta resistencia, la simulación del proceso de conformado y el establecimiento de modelos matemáticos.
  • Los motores hidráulicos nacionales de baja velocidad y alto par y los reductores planetarios de gran par y relación de alta velocidad que pueden acoplarse directamente al extremo del eje del cilindro de trabajo son insuficientes para el desarrollo de máquinas curvadoras de chapa.
  • Sigue habiendo una laguna importante en el desarrollo especializado y la adecuación de las Sistemas CNC.
  • A pesar de los avances en la normalización de las máquinas curvadoras de chapa en China, sigue habiendo diferencias considerables en cuanto a tipos de máquinas, configuraciones, parámetros técnicos y seguridad, lo que exige mayores esfuerzos de normalización.
  • La mayoría de los fabricantes nacionales de máquinas curvadoras de chapa son pequeñas y medianas empresas privadas, que carecen de capacidad de desarrollo tecnológico y competitividad general.

4. Discusión sobre la tendencia de desarrollo de la máquina curvadora de chapa en China.

  • El desarrollo de la industria química china, así como el crecimiento de las industrias de calderas y recipientes a presión, ha provocado un aumento de la demanda de curvadoras horizontales de tres rodillos a gran escala. Estas máquinas se utilizan cada vez más para procesar chapas pesadas, chapas extragruesas, chapas de alta resistencia y chapas compuestas. Al mismo tiempo, el desarrollo de curvadoras de cuatro rodillos a gran escala está impulsado por la necesidad de un conformado eficaz y preciso, el ahorro de material y la obtención de bordes rectos cortos.
  • El rápido crecimiento de industrias como la de petroleros y tanques de petróleo ha creado una demanda de curvadoras de chapas pequeñas que puedan manejar chapas finas, tipos superlargos, curvaturas múltiples y control numérico.
  • El uso de máquinas curvadoras como equipo principal de procesamiento permite un conjunto completo de configuraciones, proporcionando a los clientes una solución global. También merece la pena considerar la solución global para el conformado de torres de aerogeneradores.
  • El desarrollo futuro de las unidades flexibles de curvado de chapa se centrará en las curvadoras de control numérico.

5. Conclusión

Tras décadas de crecimiento, la industria china de máquinas curvadoras ha establecido un clúster de fabricación bien estructurado y una cadena industrial eficiente. Esto le ha permitido satisfacer mejor las necesidades de la industria nacional de fabricación de equipos e impulsar el proceso de industrialización.

Para seguir fortaleciendo la industria china de fabricación de máquinas curvadoras de chapa, es importante que el sector aproveche el plan nacional de revitalización industrial. Esto implica acelerar el ajuste de estructura del productoEl objetivo es transformar y modernizar las empresas, incorporar tecnología avanzada del extranjero, mejorar la capacidad de innovación independiente y ampliar el alcance de la industria.

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