Prasa krawędziowa: czym jest i jak działa

Prasa krawędziowa to maszyna bardzo wszechstronna i jednocześnie złożona. Technologia, na której opiera się jej funkcjonowanie, jest prosta tylko pozornie z tego względu, że zawiera ona w sobie wiele zaawansowanych rozwiązań z obszaru mechaniki i technologii. 

Jeżeli przyrównamy do siebie nowoczesną prasę krawędziową i prasy używane pięćdziesiąt lat temu, z zewnątrz wydaje się, że nie uległy one większym modyfikacjom. W rzeczywistości jednakże są to dwie zupełnie odmienne maszyny. Pomimo tego, że elementy zewnętrze wiernie odzwierciedlają dobrze nam znaną konstrukcję tradycyjną, układ mechaniczny i elektroniczny podlegały cichemu i nieustannemu rozwojowi.

Z punktu widzenia koncepcyjnego, procesy zachodzące na prasach krawędziowych projektowanych w przeszłości nie różnią się od tych używanych obecnie; obie prasy są używane do tego samego celu: zbliżyć stempel do matrycy, aż do chwili osiągnięcia określonej wysokości, w sposób precyzyjny i możliwie jak najbardziej powtarzalny. 

Niemniej jednak nowoczesna prasa krawędziowa jest wynikiem ciągłej ewolucji. Tak jak w przypadku pojazdów samochodowych, które z prostego i niemalże prymitywnego środka transportu przekształciły się w prawdziwe, zaawansowane technologicznie maszyny, tak i prasy krawędziowe dziś skupiają w sobie osiągnięcia i innowacje technologiczne i mechaniczne. Pomimo tego, zarówno w przypadku samochodu, jak i w przypadku prasy krawędziowej, podstawowe komponenty mechaniczne pozostały takie same. Na przestrzeni czasu uległy one jedynie unowocześnieniu i udoskonaleniu.

Aby zrozumieć podstawowe etapy prasowania i gięcia blachy i poznać najlepszą technologię łączącą w sobie wydajność, skuteczność, wszechstronności i możliwość redukcji kosztów pracy, musimy przenieść się w czasie i przeanalizować historię pras krawędziowych. 

Wśród krajów będących prekursorami w produkcji pras, Włochy były bez cienia wątpliwości liderem.

We włoskim regionie Brianza rozwinęła się działalność, która wyniosła imię Włoch na wyżyny i do dnia dzisiejszego, włoski sektor gięcia prasowego, ze względu na swoją tradycję i jakość konstruowanych pras krawędziowych, jest znany i ceniony na całym świecie.  

Nazwiska, takie jak Mariani i wiele innych, to osoby, które uznajemy na twórców tej technologii. 

Przyjrzymy się krótko rozwojowi, jakiemu uległy systemy, i zatrzymajmy się na obecnie używanej non plus ultra: hybrydowej prasie krawędziowej z układem hydraulicznym. 

Prasy krawędziowe: typy i charakterystyka

1) Mechaniczne prasy krawędziowe

Mechaniczne prasy krawędziowe są w dalszym ciągu używane w wielu warsztatach do obróbek o charakterze marginalnym, pomimo tego że, zgodnie z prawem włoskim, nie zapewniają wystarczającej ochrony bezpieczeństwa i nie powinny być już wykorzystywane.

W przeszłości najlepiej znanymi mechanicznymi prasami krawędziowymi były te wytwarzane przez Mariani lub Omag; cechowały się one szybkością ruchu i dużą siłą nacisku. 

2) Prasy krawędziowe typu "rg" promecam

Zostały stworzone we Francji przez Rogera Giordano, hydrauliczne prasy krawędziowe RG Promecam są maszynami o kompaktowej i niskiej konstrukcji. 

Wyróżniają się one przede wszystkim ruchem stołu, który jest wykonywany w inny sposób niż na innych prasach krawędziowych. 

W większości pras częścią ruchomą jest górny element prasy - nazywany „poprzecznicą” - który wykonuje ruch w dół, natomiast w tym przypadku ruchomy jest stół, który wykonuje ruch podnoszenia.

Ruch jest uzyskiwany dzięki naciskowi centralnego układu hydraulicznego. Dzięki swojej prostocie i niezawodności przeszły do historii sektora gięcia prasowego nie tylko na terenie Włoch. Dziś nie spełniają obowiązujących norm bezpieczeństwa, gdyż nie są wyposażone w punkt zmiany prędkości i w nowoczesne systemy ochronne. 

W związku z tym mogą pracować wyłącznie w przypadku zastosowania odpowiednich zestawów adaptacyjnych. 

Prasy te były szeroko stosowane przez bardzo długi okres czasu i do dnia dzisiejszego są one jeszcze operacyjne w wielu warsztatach. W okresie powojennym stanowiły one prawdziwą rewolucję dla sektora, gdyż stół opierał się naturalnemu wygięciu poprzecznicy.

Ponadto poprzecznica, niska i kompaktowa, umożliwiała wykonywanie zamkniętych profili o dużych wymiarach, które były w stanie „objąć” górną część maszyny.

3) Prasy krawędziowe hydrauliczne z drążkiem skrętnym

Są to poprzedniczki pras zsynchronizowanych, do których wizualnie są bardzo podobne. Ruch jest wykonywany przez poprzecznicę, która opuszcza się w dół za pomocą pary tłoków hydraulicznych. 

Zazwyczaj są wyposażone w dwie lub trzy osie:

• X dla wózka tylnego;
• Z dla wysokości wózka tylnego;
• Y dla opuszczania poprzecznicy; 

Maszyny te są wyposażone w dwa siłowniki połączone mechanicznie za pomocą drążka, który odprowadza ich ruch aż do osiągnięcia „dolnego martwego punktu”. 

DMP jest regulowany za pomocą ruchu dwóch ślimaków, które podnoszą się i opuszczają, aby wyznaczyć wysokość końca skoku siłowników i poprzecznicy. 

Kontrola maszyny jest wykonywana przez zwykły ustawnik pozycyjny, który zazwyczaj nie jest wyposażony w pamięć wewnętrzną.

4) Prasy krawędziowe hydrauliczne zsynchronizowane

W dniu dzisiejszym hydrauliczna zsynchronizowana prasa krawędziowa jest jedną z najszerzej stosowanych nowoczesnych maszyn. 

Ruch górnej poprzecznicy jest wykonywany za pomocą dwóch niezależnych siłowników hydraulicznych, które są regulowane za pomocą odpowiednich zaworów proporcjonalnych. 

Dzięki temu rozwiązaniu maszyna zapewnia wszechstronność i umożliwia operatorowi niezależne sterowanie dwoma siłownikami w celu zmiany ruchu opuszczania poprzecznicy i przeciwdziałania ewentualnym nierównościom na blasze. 

Częstym problemem jest sytuacja, w której zagięcie elementu po jednej stronie jest większe niż to wykonane na drugiej krawędzi, i jest ona spowodowana wspomnianymi nierównościami na surowcu. 

Kontrola numeryczna hydraulicznej zsynchronizowanej prasy krawędziowej jest znacznie bardziej rozwinięta w stosunku do ustawnika pozycyjnego stosowanego na prasie krawędziowej z drążkiem skrętnym. 

CNC umożliwia operatorowi wykonanie wielu regulacji: od czasu postoju do dolnego martwego punktu, od prędkości gięcia do dekompresji. Rys. 4.4

5) Prasy krawędziowe elektryczne

W porządku chronologicznym stanowią ostatnie rozwinięcie pras krawędziowych i obecnie są uznawane za rozwiązanie border line, odpowiednie dla wymogów szczególnych. 

Zapewniają prędkość i powtarzalność oraz wydajność, jednakże są mniej wszechstronne i koszt ich utrzymania jest wyższy niż w przypadku zsynchronizowanych pras krawędziowych. 

Uruchomienie elektrycznej prasy krawędziowej jest możliwe zasadniczo na dwa różne sposoby: za pomocą śrub tocznych lub za pomocą odpowiednich pasów. 

Przyszłość prasy krawędziowej: Prasy krawędziowe hybrydowe

Na obecną chwilę zsynchronizowane hydrauliczne prasy krawędziowe stanowią bardzo dobry punkt wyjścia dla dalszych innowacji technologicznych i ulepszeń, które zapewniają bardzo dobre wyniki. 

VICLA postanowiła pójść za falą i mocno zaangażowała się w rozwijanie technologii hybrydowej.

Umożliwia ona wydobycie z każdego pojedynczego systemu jego najlepszej charakterystyki, jej połączenie i przekształcenie na rozwiązanie o wysokim poziomie zaawansowania technologicznego, które wyróżnia się: 

• precyzją;
• powtarzalnością;
• oszczędnością energetyczną; 
• stosunkiem jakości do ceny.

Precyzja do tysięcznych milimetra

Prasy krawędziowe hybrydowe VICLA mogą gwarantować umiejscowienie poprzecznicy z precyzją do tysięcznych milimetra, zapewniając dokładne i stałe gięcie: ewentualne nierówności są powodowane wyłącznie przez czynniki naturalne związane ze zmienną jakością surowca. 

Osiągnięcie niemalże chirurgicznej precyzji jest możliwe dzięki zastosowaniu mniejszej ilości oleju niż ma to miejsce na tradycyjnej prasie hydraulicznej.

Wystarczy zestawić ze sobą stosowne dane - w zsynchronizowanej hydraulicznej prasie krawędziowej z technologią hybrydową VICLA .SUPERIOR o wydajności równej 110 ton zastosowany został podwójny zbiornik o pojemności 50 litrów w każdej z komór (w stosunku do 200 litrowego zbiornika obecnego na hydraulicznej prasie krawędziowej). 

Mniejsza ilość używanego oleju przekłada się na redukcję liczby przewodów, rur, zmniejszenie wytwarzanego ciepła i rozprężności cieplnej, ograniczenie luzów i zużycia. 

Dwa wydajne silniki elektryczne działają z zastosowaniem wyłącznie minimalnej niezbędnej ilości oleju. 

Precyzyjna powtarzalność

Zapewnienie powtarzalności jest bezpośrednim wynikiem ograniczenia ilości stosowanego oleju. 

Ogrzewanie oleju, który przepływa przez wiele metrów rur, niesie ze sobą znaczące skutki uboczne, najważniejszym z nich jest utrata precyzji. Tego typu brak stałości w czasie gięcia staje się wyraźnie zauważalny wraz z upływem czasu, po wykonaniu wielu cykli roboczych na maszynie. 

Dzięki zastosowaniu mniejszego zbiornika, kompaktowego układu, który pozwala na stosowanie małej ilości oleju zmieniającego swoją objętość przy każdej zmianie temperatury, prasy krawędziowe VICLA zachowują swoją precyzję gięcia w czasie każdego cyklu roboczego.

Powtarzalność jest zapewniona także dzięki idealnej precyzji i doskonałej stabilności konstrukcyjnej. Bez zapewnienia tego rodzaju jakości już u samych podstaw żaden system elektroniczny lub najnowocześniejsze rozwiązanie technologiczne nie będzie w stanie ujawnić swojego rzeczywistego potencjału. 

Oszczędność energetyczna do 78%

Porównanie wydajności hybrydowej prasy krawędziowej z wydajnością tradycyjnej hydraulicznej zsynchronizowanej prasy krawędziowej przynosi prawdziwie imponujące wyniki: oszczędność energetyczna, w standardowych warunkach roboczych, wynosi 55%.  

Jednakże możliwe jest osiągnięcie jeszcze lepszych rezultatów: dzięki seryjnej technologii hybrydowej można osiągnąć oszczędność energetyczną rzędu 55%, natomiast w przypadku zastosowania wyposażenia opcjonalnego Hybrid Plus, wysoko zaawansowanego komponentu hydraulicznego, można osiągnąć oszczędność energetyczną rzędu nawet 78%!

Jest to możliwe dzięki filozofii użytkowania opartej na prostym i jednocześnie skutecznym założeniu: zużywanie mniejszej ilości energii w czasie gdy prasa wykonuje gięcie.

W tradycyjnej hydraulicznej zsynchronizowanej prasie krawędziowej obecny jest duży silnik trójfazowy, który nigdy się nie wyłącza, nawet w czasie gdy operator wykonuje przezbrojenie maszyny lub zmianę programu w kontroli numerycznej, układa elementy na pasie na wysokości swojego stanowiska lub kiedy po prostu obserwuje rysunek detalu do poddania obróbce. 

Natomiast silnik o wysokiej efektywności zastosowany na hybrydowej prasie krawędziowej VICLA, włącza się wyłącznie, kiedy operator uruchamia maszynę przez naciśnięcie na pedał opuszczania. Przynosi to niezmierne korzyści w zakresie ograniczenia kosztów, każde w perspektywie krótkoterminowej. 

Z punktu widzenia kosztów jeszcze większą korzyść przynosi technologia hybrydowa. 

To dlatego że, w porównaniu z systemem hybrydowym VICLA, koszt zakupu elektrycznej prasy krawędziowej, która w każdym wypadku zapewnia oszczędność energetyczną, jest wyższy. 

Co więcej: elektryczne hydrauliczne prasy krawędziowe, w szczególności te wyposażone w system pasowy, charakteryzują się odmienną strukturą, która zmniejsza ich wszechstronność. 

Struktura zamknięta po bokach i zastosowanie dużej ilości osłon uniemożliwia gięcie elementów szczególnych, m.in. lejów, zbiorników o większej głębokości lub ześlizgów, gdyż stwarza ona wiele okazji do kolizji między elementami a maszyną. 

Hybrydowa prasa krawędziowa z układem hydraulicznym natomiast umożliwia obróbkę także w przypadku wystawania poza boczny obrys maszyny zapewniając dużą wszechstronność zastosowania.