판금 제조에서 CAD/CAM의 역할
판금 부품의 설계와 제조가 번거롭고 오류가 발생하기 쉬운 프로세스에서 원활하고 효율적인 작업으로 바뀐다고 상상해 보세요. 이 문서에서는 CAD/CAM 기술의 강력한 역할에 대해 자세히 알아보세요...
판금 제조 업계가 인건비 상승과 생산 문제에서 앞서 나가려면 어떻게 해야 할까요? 바로 유연한 제조 시스템(FMS)입니다. 이 글에서는 자동화 기술을 통합하여 판금 생산에 혁신을 일으켜 효율성을 높이고 비용을 절감하는 FMS의 방법을 살펴봅니다. 다양한 생산 방법과 FMS의 이점, 그리고 제조의 미래에 미치는 영향에 대해 알아보세요. 자동화와 유연성이 어떻게 업계를 재편하고 현대의 제조 요구에 맞는 실용적인 솔루션을 제공하는지 알아보세요.
세계 경제의 성장과 기술의 발전으로 인간의 제조 공정은 점점 더 정교해지고 효율성이 높아졌습니다. 그 결과 다양한 산업 분야에서 빠르게 업그레이드되고 있습니다.
판금 제조 산업은 소품종 대량 생산에서 다품종 소량 생산으로, 재고 기반 생산 방식에서 JIT(적시 생산) 방식으로, 인력 기반 생산에서 자동화 장비 기반 생산으로 전환하는 등 큰 변화를 겪었습니다.
그러나 더 나은 생산 관리, 기술 발전 및 기술 업그레이드에 대한 수요가 증가함에 따라 이에 대응하는 인력이 부족해졌습니다. 기업들이 높은 연봉을 제시하고 다양한 채용 방법을 활용하고 있지만 인건비 상승과 인력 부족은 여전히 주요 과제로 남아 있습니다.
기술의 발전을 유지하면서 이러한 문제에 대한 해결책은 무엇일까요? 어떻게 하면 업계가 필요한 전환 단계를 수행하면서 시대에 발맞출 수 있을까요? 이러한 질문은 다음에서 다루어야 할 중요한 질문입니다. 판금 산업.
판금 자동화 및 유연성은 지속적으로 발전하고 있으며 각 회사는 제품 유형, 생산 모드 및 공장 규모에 따라 고유한 요구 사항을 가지고 있습니다. 특정 요구 사항에 가장 적합한 자동적이고 유연한 공정 라인을 찾는 것은 기업이 기술을 개선하고 비용을 절감할 수 있는 방법입니다.
판금 산업의 일원으로서 판금 자동화 및 유연한 제조 시스템에 대한 지식을 공유하게 되어 자랑스럽게 생각합니다. 우리의 목표는 참조와 지침을 제공하는 것입니다.
현재 서버 캐비닛은 판금 공장이나 캐비닛 공장에서 생산됩니다. 블랭킹 및 스탬핑의 주요 방법은 다음과 같습니다:
이것은 전통적인 방법입니다. 수작업으로 재료를 수동으로 공급하는 방식입니다. 판금 부품의 크기가 크고 스탬핑 기능이 많기 때문에 단일 판금 부품을 여러 개의 툴링 세트로 다양한 펀치 프레스.
판금 제조 과정에서 이 방식은 높은 생산 효율을 달성하기 어려울 뿐만 아니라 안전 위험도 있습니다.
작업을 완료하려면 상당한 인력이 필요하기 때문에 노동력이 많이 요구됩니다. 경제 성장과 함께 인건비가 크게 상승하면서 이 방식은 점차 쓸모없어지고 있습니다.
이는 현재 판금 공장에서 주로 사용되는 생산 방식입니다.
CNC 펀치 프레스는 프로그래밍된 스탬핑을 통해 단일 부품 및 소량 배치부터 중형 배치까지 다양한 판금 부품을 생산할 수 있습니다. 사용되는 재료에 특별히 제한을 두지 않기 때문에 폭넓게 적용할 수 있습니다.
그러나 CNC 펀치 프레스는 고가이고 숙련된 작업자가 필요하며 재료 사용률이 낮고 생산 효율성과 비용 효율성이 평균 수준입니다.
이 방법은 빠르게 주목을 받고 있습니다. 레이저 절단기 비용이 크게 하락하면서 단일 부품 및 중소형 배치에서 판금 부품을 생산하는 데 적합합니다.
판금 제조에서 CNC 펀치 프레스를 점진적으로 대체하고 있습니다.
하지만 대규모 생산에서는 효율성에 대한 우려가 있습니다.
유연한 시트 금속 스탬핑 플랫 피더와 공압식 복합 금형을 중심으로 하는 생산 라인은 중대형 판금 생산의 효율성과 비용 문제를 해결할 수 있는 저비용의 혁신적인 스탬핑 라인입니다. 최근 급속도로 발전하고 있습니다.
유연한 판금 스탬핑 라인은 유연한 플랫 CNC 피더(또는 유연한 롤러 피더), 공압식 조합 다이, 코일 스트레이트너 및 기존 펀치 프레스.
그림 1과 같이 피더와 공압 복합 금형을 조정하여 코일 이송을 제공하고 부품에 연속 스탬핑 및 성형 작업을 수행합니다. 이는 운영 효율성을 크게 향상시키고 중대형 배치 판금 부품, 특히 다양한 네트워크 캐비닛, 전원 캐비닛, 대형 가전 제품, 익스프레스 캐비닛, 동일 구멍 패널 등에 적합합니다.
유연한 플랫 CNC 피더는 스탬핑 생산 라인. 산업용 모션 제어 PC를 사용하여 피드 위치 지정, 펀칭, 펀치 프레스 조작공압 조합 금형 전환 및 코일 재료 방출.
CNC 펀치 프레스 클램핑 이송 방식을 사용하여 곧게 펴진 코일 재료를 평평하게 이송하여 코일 이송의 정밀도 문제를 효과적으로 해결합니다. 전체 이송 진행률은 ±0.2m에 달할 수 있으며, 이중 축 교대 이송으로 이송 효율이 향상됩니다.
정밀도 보장 하에 펀치 프레스 속도는 분당 최대 100스트로크에 달할 수 있으며 최대 20개의 펀치 헤드를 제어할 수 있어 판금 스탬핑의 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.
그림 2와 같이 유연한 판금 스탬핑 라인의 필수 구성 요소인 공압 복합 금형은 스탬핑된 판금 부품의 다양한 특징을 분해하여 하나의 금형 세트에 배열된 개별 펀치 헤드를 생성합니다.
각 펀치 헤드는 자체 실린더와 메커니즘으로 제어됩니다. 스탬핑을 위해 특정 펀치 헤드가 필요하면 실린더와 메커니즘이 이를 밀어냅니다.
피처 스탬핑이 완료되면 펀치 헤드가 후퇴하고 시스템 할당에 따라 다른 펀치 헤드가 스탬핑합니다. 이 몰드는 유연하고 제어가 가능하여 몰드 크기를 크게 줄일 수 있습니다.
다양한 부품에 펀치 헤드 조합을 사용하여 금형 비용을 절감할 뿐만 아니라 스탬핑 효율도 향상시킵니다.
유연한 판금 스탬핑 생산 라인의 장점:
판금 스탬핑 생산 라인의 유연성은 주로 재료 폭이 50~1000mm까지 다양하여 로딩 중에 클램프 위치 조정만 하면 되는 데 있습니다.
공압 조합 금형을 사용하면 부품 길이 또는 펀치 구멍 위치(수직)에 제한 없이 모든 펀치 헤드를 제품 조합에 맞게 프로그래밍할 수 있습니다.
이를 통해 한 세트의 금형만으로 여러 고객의 판금 부품 시리즈를 편리하게 생산할 수 있습니다. 판금 생산 방법을 비교하려면 표 1을 참조하세요.
표 1 판금 생산 방법 비교
| 제작 방법 | 장점 | 단점 | 애플리케이션 |
| 표준 펀치 프레스 | 장비가 저렴합니다. | 1. 효율성이 낮고 품질 관리가 어렵습니다. 2. 높은 인건비 | 간단한 판금 생산 |
| CNC 펀치 프레스 | 유연하고 편리한 사용: 단품부터 중간 배치까지 생산에 적합 | 1. 고가의 장비 2. CNC 몰드 필요 3. 평균 효율성 | 다양한 시트 금속 소재 블랭킹 |
| 레이저 커터 또는 재료 블랭킹 라인 구성 요소 | 1. 유연하고 편리한 사용, 단품부터 중간 배치까지 생산에 적합 2. 금형 필요 없음 | 1. 복잡한 다중 홀 판금 부품에는 적합하지 않습니다. 2. 일부 플레이트에는 보호 가스 소비가 필요합니다. 3. 평균 효율성 | 다양한 판금 소재 블랭킹 |
| 유연한 판금 스탬핑 생산 라인 | 1. 높은 생산 효율성, 일부 판금 부품은 최대 10배까지 효율성을 향상시킬 수 있습니다(CNC 펀칭 및 레이저 절단에 비해). 2. 높은 재료 활용도, 스크랩 없음, 10% ~ 20%의 재료 절약 3. 일부 판금 부품은 생산 라인에서 구부려서 성형할 수 있으므로 후속 공정이 줄어듭니다. 4. 코일 공급, 공정 및 취급 감소 5. 낮은 생산 라인 비용, 펀치 프레스를 사용할 수있는 경우 전체 생산 라인 비용이 20 만 위안 미만일 수 있습니다. | 1. 높은 비용의 공압 복합 금형 2. 단품 또는 소량 생산에는 적합하지 않습니다. | 다양한 중간 배치, 대량 배치의 복잡한 판금 재료 드롭 및 성형, 특히 기계 캐비닛 기둥, 크로스빔, 메쉬 도어 등에 적합합니다. |
다열 자동 지능형 창고는 전단, 펀칭, 접기, 절단 공정을 통합하는 중심 역할을 합니다.
중앙 제어 시스템과 고객 생산 관리 시스템이 정보를 교환하여 주문 수량에 따라 판금 제품의 자동 스케줄링이 가능합니다. 이를 통해 생산 및 가공 계획이 수립되고, 이러한 계획의 자동 프로그래밍이 가공 장비로 푸시됩니다.
장비는 상위 시스템에서 결정한 처리 계획에 따라 자동 지능형 창고와 통신하여 필요한 자재 또는 반제품을 처리하여 자동화 생산을 달성합니다.
모니터링 시스템은 각 장비에서 상위 시스템으로 실시간 처리 정보를 피드백하여 전체 프로세스를 관리할 수 있습니다.
그림 1은 자동 지능형 창고 FMS 시스템의 예를 보여줍니다.
그림 1 자동 지능형 창고 내 FMS 처리 라인의 개략도
자동 지능형 창고는 자재, 반제품 및 완제품의 보관, 완충 및 취급 장치 역할을 수행하여 FMS(유연 제조 시스템) 시스템의 물리적 통합을 실현합니다.
그림 2는 FMS 시스템의 개요를 보여줍니다.
그림 2 자동 지능형 창고 FMS 시스템의 개략도
중앙 제어 시스템, 지능형 창고 제어 시스템, 고객사의 상위 생산 관리 시스템 및 각 유닛은 PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)로 구성된 네트워크 연결을 통해 통합됩니다. 이를 통해 모든 시스템 간에 정보를 교환할 수 있습니다.
위의 FMS 시스템은 다음과 같은 부분으로 구성되어 있습니다:
FMS 시스템의 특징
하지만 모든 고객이 이 시스템에 적합한 것은 아닙니다. FMS 시스템은 비교적 복잡하고 초기 투자 비용이 많이 들고 구축 기간이 오래 걸리기 때문입니다. 또한 충분한 관리 인력과 충분한 생산 규모가 없으면 이 시스템을 효과적으로 운영하기가 어려울 수 있습니다.
유사한 시스템을 도입한 일부 고객들이 여러 가지 이유로 사용을 중단한 것으로 보고되고 있습니다.
고객의 다양한 요구를 충족하기 위해 자동 지능형 창고에 연결된 각 판금 유닛을 독립적인 판금 자동화 장치로 사용할 수 있어 위의 어려움을 효과적으로 해결할 수 있습니다.
자동 분류 프로세스에는 자동 프로그래밍 소프트웨어인 CAMPATH를 통해 펀치 또는 레이저 절단기를 연결하는 과정이 포함됩니다. 이를 통해 큰 판 안에 중첩된 부품의 모양을 자동으로 식별할 수 있습니다. 가공이 끝나면 부품은 자동으로 분류되어 지정된 위치에 쌓입니다.
(1) 노동력과 시간을 절약할 수 있습니다:
자동 분류 프로세스는 수동 미세 연결 및 팔레타이징이 필요 없기 때문에 중간 단계의 수를 줄이고 시간을 절약할 수 있습니다.
(2) 고부가가치 변형에 적합합니다:
이 시스템은 고부가가치 품종 및 적시 생산 모드에 이상적입니다.
(3) 스크래치 및 자국 방지:
자동 분류 장치는 미세한 제어와 여러 개의 흡입 컵을 사용하여 완제품을 부드럽게 처리하여 긁힘과 자국을 방지합니다.
(4) 지능형 시각화:
이 시스템은 다양한 프로세스 또는 제품 유형에 따라 처리 수량을 자동으로 분류하고 모니터링하여 지능적인 시각화를 제공합니다.
그림 3은 레이저 복합 가공 기계의 자동 분류 시스템과 자동 지능형 창고 간의 연결을 보여줍니다.
그림 3 자동 지능형 창고와 레이저 복합 가공 기계의 자동 분류 시스템 도킹
중앙 제어 시스템은 고객의 상위 관리 시스템을 기반으로 처리 계획을 구성합니다. 이는 다시 자동 지능형 창고와 각각의 판금 가공 단위를 사용하여 처리를 시작합니다.
판금이 준비되면 자동화된 처리 주기가 시작됩니다.
자동 분류 입체 창고 유닛(그림 4 참조)과 이전 솔루션의 차이점은 원자재 및 완제품의 공급이 자동 지능형 창고를 통해 처리되지 않고 8층 또는 10층 독립 창고와 하역 분류 툴링을 통해 처리된다는 점입니다.
그림 4 파이버 레이저 복합 가공기의 자동 분류 입체 재료 창고 유닛
레이저 분류 시스템은 최소 250mm x 100mm의 공작물과 최대 235kg의 판재를 분류할 수 있습니다.
처리 계획이 생성되면 레이저 커팅 기계의 작업 인터페이스를 통해 자재 창고는 처리 계획에 지정된 자재 레이어와 완제품 레이어에 따라 자동으로 창고에 들어오고 나갑니다. 적재 및 하역 분류 및 팔레타이징은 적재 및 하역 분류 툴링을 통해 수행됩니다.
자재 창고 유닛은 사용자 친화적이고 최소한의 공간만 차지하며 투자 비용이 상대적으로 저렴합니다.
레이저 분류 시스템과 달리 CNC 펀치용 자동 분류 시스템은 분류 프로세스가 끝날 때 보조 펀치를 사용해야 합니다. 이는 CNC 펀치에는 교환 테이블이 없기 때문에 분류 실행 중에 대기 모드에 있어야 하기 때문입니다.
CNC 펀치 분류 시스템은 최소 100mm x 80mm의 공작물을 분류하고 최대 110kg의 판재를 처리할 수 있습니다.
CNC 펀치의 작업 인터페이스에서 처리 계획이 생성되면 자재 창고는 처리 계획에 지정된 자재 레이어와 완제품 레이어를 기준으로 창고에 자동으로 입고 및 출고됩니다. 로딩 및 언로딩 분류 및 팔레타이징은 로딩 및 언로딩 분류 툴링을 통해 수행됩니다.
이 시스템은 자동 창고(그림 5 참조), 입체 자재 창고 장치(그림 6 참조)에 연결하거나 독립 장치로 작동할 수 있습니다(그림 7 참조).
그림 5 CNC 펀치의 자동 분류 및 자동 창고 도킹
그림 6 CNC 펀치의 자동 분류 입체 자재 창고 유닛
그림 7의 수동 트롤리는 다양한 공정 또는 제품의 자동 분류를 위해 설계되었습니다.
그림 7 CNC 펀치의 자동 분류 독립 장치
CNC 펀치/레이저 절단기용 자동 로딩 및 언로딩 시스템은 대형 플레이트 네스팅과 네스팅이 없는 고정 길이 목재의 자동 로딩 및 언로딩에 모두 사용할 수 있습니다.
CNC 펀치/레이저 절단기는 그림 8 및 그림 9와 같이 자동 창고, 3차원 자재 창고 및 FG 자동 분류 시스템과 함께 사용할 수 있습니다.
그림 8 CNC 펀치의 레이저 복합기의 자동 로딩 및 언로딩 입체 재료 저장소 유닛
그림 9 CNC 펀치의 자동 로딩 및 언로딩 장치
이 시스템은 자동 분류 시스템에 비해 조작이 간편하고 유연하게 적용할 수 있으며 초기 투자 비용이 적게 든다는 장점이 있습니다.
기업은 특정 운영 요구 사항에 따라 반자동 작동 모드로 사용하거나 CNC 펀치 및 레이저 절단기의 독립형 작동 모드로 선택할 수 있습니다.
지능형 자동 창고와 연계한 자동 절곡 시스템의 적용(그림 10 참조)은 위에서 설명한 판금 가공 유닛 시스템과 유사합니다.
그림 10 자동 굽힘 하역 및 자동 지능형 창고 도킹
자동 창고와 연결되지 않은 경우 이 시스템은 독립적인 자동 절곡 장치로 작동할 수 있습니다. 또한 벤딩 머신은 독립형 기계로 수동으로 작동할 수도 있습니다.
판금 소프트웨어의 적용 프로세스는 그림 11에 나와 있습니다.
그림 11 판금 소프트웨어 애플리케이션의 흐름도
고객이 설계한 3D 제품의 자동 가공부터 펀치/레이저 정렬 네스팅, 벤딩 및 기타 가공 프로그램의 자동 배치 가공까지 각 가공 단위 시스템으로의 자동 푸시를 통해 생산 공정의 완전 자동화를 달성할 수 있습니다.
동시에 시스템은 각 장비의 실제 처리 상태를 모니터링하고 실시간으로 처리 데이터를 수집하여 고객의 MES 및 기타 상위 생산 관리 시스템에 피드백을 제공합니다.
과학 기술의 발전으로 판금 장비는 사물 인터넷(IoT)과 빅데이터 시대에 접어들었습니다. 판금 제조 업계의 많은 선도 기업들은 다수의 자동적이고 유연한 가공 라인을 보유하고 있으며, 좋은 판금 장비에는 그에 걸맞는 지능형 판금 소프트웨어가 필요하다는 사실을 깨닫게 되었습니다.
판금 자동화 장비는 스마트폰과 같아서 올바른 소프트웨어 시스템이 없으면 그 잠재력과 가치를 최대한 발휘할 수 없습니다. 따라서 판금 자동화 장비를 구매할 때는 그에 맞는 지능형 판금 소프트웨어를 선택하는 것이 중요합니다.
결론적으로, 기업은 판금 자동화 장비를 구매하기 전에 자동화 및 유연한 가공 라인에 필요한 사양, 응용 분야 및 프로세스를 최대한 명확히하는 것이 좋습니다.
판금 장비 제조업체의 기술자들과 소통하면서 업계 전문가 및 동료들의 의견과 제안을 구하는 것도 중요합니다.
적합한 판금 가공 라인을 선택함으로써 기업은 인력 변경, 생산 능력 변경, 제품 변경, 공정 변경 및 응용 분야 변경과 같은 실질적인 문제를 효과적으로 해결하여 미래의 성장과 발전을 위한 강력한 기반을 마련할 수 있습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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