Les 10 principales caractéristiques des poinçonneuses Mcb que vous devez connaître

Problème de production réel : “ En tant que fabricant d'équipements électriques basse tension, nos pointes de contact MCB ont tendance à se désaligner après le perçage ; nous recherchons un mécanisme qui nous permettra d'atteindre une précision de ±0,02 mm et de permettre la conversion 1P/2P/3P/4P en moins de 5 minutes. ” — Ingénieur de processus, fabricant d'équipements électriques basse tension.

“Le terme ” perçage » en relation avec la production de MCB désigne le processus d'usinage rapide utilisé pour créer des composants métalliques, y compris des matériaux de contact à base d'argent, des bornes en cuivre, des bandes bimétalliques et des noyaux magnétiques, à des taux élevés. Une machine de perçage MCB est une machine de précision et ne doit pas être classée comme une presse métallique standard — elle est directement intégrée à d'autres lignes d'assemblage automatiques ou systèmes de soudage. Cet article décrit dix caractéristiques définissantes des machines de perçage industrielles de norme professionnelle telles que nous les avons identifiées dans des lignes de production réelles en utilisant des données de performance de production basées sur des utilisations historiques documentées à des lignes de très haut volume.

Cet article traite de :

• Dix caractéristiques indispensables des unités de perçage MCB (mécanique, contrôle et processus)
• Comment la précision du perçage affecte l'assemblage et les tests en aval
• Plages de spécifications réelles des équipements de production MCB existants
• Défauts de perçage courants et comment les éviter
• FAQ sur le perçage dans la fabrication de MCB

Répétabilité du perçage sub-micron (±0,01 mm)

La répétabilité du positionnement du perçage de ±0,01 mm est critique. De petits composants tels que les contacts et les bornes MCB (<5 mm) peuvent être affectés par une déviation de 0,05 mm, entraînant un soudage inadéquat ou un mauvais ajustement. La combinaison de guides de vérin entraînés par servo et d'unités de perçage rigides en C permet aux nouvelles unités de perçage entraînées par servo pour MCB d'atteindre des valeurs Cpk supérieures à 1,33 sur leurs guides en C et les extrémités de soudure en C. Par exemple, les modules de perçage dans les opérations de soudage de réglage thermique MCB peuvent maintenir une précision de localisation de perçage de ±0,01 mm pendant des millions de cycles.

Système d'outillage à changement rapide (<5 minutes)

Les fabricants de disjoncteurs miniatures opèrent à de nombreux endroits différents et avec différents nombres de pôles (1, 2, 3 et 4) et avec des courants nominales variés (6 à 125 ampères). Par conséquent, il y a un impact très élevé sur l'OEE en raison du temps de changement d'outillage. Les fabricants qui possèdent les meilleures machines de perçage produisent des MCB en utilisant un porte-poinçon et un matrice qui est pré-centre avec un système de serrage automatique. L'opérateur charge ensuite une cassette d'outillage sur la machine et celle-ci télécharge automatiquement la recette de course/force correcte pour le changement. Les données vérifiées collectées à partir des lignes d'assemblage automatiques montrent que 80% de tous les modèles de commutateurs peuvent être changés en moins de 5 minutes.

Surveillance de l'usure des poinçons en ligne

Les poinçons deviennent moins efficaces après un certain nombre d'utilisations (généralement entre 200 000 et 500 000). Les poinçons émoussés créent des bavures et nécessitent plus de force pour être utilisés. Certaines machines de poinçonnage avancées sont équipées de détecteurs de force piézoélectriques pour comparer la force de pointe à une valeur de référence. Si la force appliquée a augmenté de 10‑15% par rapport à la valeur de référence, un avertissement sera affiché pour indiquer qu'un poinçon doit être remplacé. Cette fonctionnalité se trouve généralement dans des machines d'assemblage automatique MCB multi-pôles de haute qualité.

Force de poinçonnage variable avec contrôle en boucle fermée

Différents types de matériaux (cuivre, oxyde d'argent-étain, laiton, acier) à différentes épaisseurs (0,3 mm à 1,5 mm) nécessitent différentes quantités de force pour être traités. Un bon presse-poinçon MCB peut être programmé pour appliquer des forces allant de 500 N à 30 000 N avec une précision de ± 2%. Le système de rétroaction en boucle fermée de la presse-poinçon ajuste continuellement le vérin en temps réel en fonction de la force réelle appliquée au matériau pendant le poinçonnage ; cela est particulièrement important lors du poinçonnage de matériaux durs et fragiles comme les contacts en argent, où une force excessive peut les fissurer. De nombreuses machines de soudage et d'assemblage MCB sont équipées d'un module de presse-poinçon en amont du processus de fabrication.

Cycle de poinçonnage à grande vitesse (≤0,5 seconde par pièce)

Les lignes d'assemblage d'aujourd'hui produisent 3 à 5 MCB par seconde, donc pour être aussi efficaces que possible, toutes les formes de poinçonnage doivent être effectuées rapidement. Les machines les plus rapides disponibles peuvent effectuer un coup en moins de 0,5 seconde, et certaines machines utilisant des matrices progressives peuvent effectuer un coup en moins de 0,2 seconde. Les gains d'efficacité de performance sont dus à des profils de came optimisés et à des conceptions de vérin très légères — ce sont les mêmes performances de débit requises par les lignes de production MCB intelligentes IOT.

Séparation et comptage automatique des déchets

Le processus de poinçonnage crée des déchets (déchets) sous forme de chutes. Certains matériaux de grande valeur tels que les alliages d'argent nécessitent que tous les déchets soient collectés. Les unités de poinçonnage MCB les plus récentes sont équipées soit d'une aspiration à vide, soit d'air soufflé pour éliminer les chutes de la machine par des canaux menant à un bac à boulons. Un compteur mesure les coups pour aider à déterminer le rendement du matériau. Certains systèmes offrent également une intégration avec un Système d'Exécution de Fabrication (MES) pour fournir des données en temps réel sur les taux de déchets.

Conception anti-bavure et dé-bavurage en ligne

Lorsque des bavures sont présentes sur les composants poinçonnés, elles créent des problèmes avec les éclaboussures de soudure ainsi qu'un désalignement de la surface de contact lors du soudage. Les poinçons de la plus haute qualité ont des matrices conçues sur la base d'une optimisation de l'écart de (généralement 5-10%) l'épaisseur du matériau poinçonné ; en plus d'avoir une station de micro-dé-bavurage intégrée (par exemple, une brosse rotative ou un système de tambour). Cela est particulièrement important pour les bandes bimétalliques, car la présence de bavures impactera la calibration thermique pendant le processus de soudage. En tant que tel, MCB fournit un dé-bavurage micro-intégré le long de ses lignes de soudage automatique de cadre de support bimétallique.

Compatibilité avec l'alimentation en bande ou en bobine

Les machines de soudage automatique pour les déclencheurs magnétiques des MCB sont équipées d'un redresseur et d'un alimentateur qui alimente le matériau de manière bouclée pour garantir un approvisionnement uniforme du matériau automatiquement.

Par conséquent, les machines de soudage automatique pour le déclencheur magnétique du MCB sont capables de percer le matériau sous forme de bobine et de les souder ensemble en même temps.

Enregistrement de données en temps réel et SPC

Des étiquettes à code-barres sont attribuées à chaque pièce perforée. Les unités de perçage modernes sont équipées de compteurs de coups, de force de pointe et d'enregistreurs d'ID de pièces qui téléchargent des données dans une base de données commune. Les tendances liées à la force et au dérive dimensionnelle peuvent être visualisées sur des graphiques de contrôle de processus statistiques (SPC), qui soutiennent la maintenance prédictive. Celles-ci fournissent des preuves des exigences énoncées dans la norme IEC 60898 pour la traçabilité dans les lignes de test automatiques des MCB et sont répandues dans les installations de production de MCB. Les pièces perforées sont également testées électriquement comme seconde opération après avoir été perforées à l'aide d'une machine de perçage MCB.

Sécurité et atténuation du bruit

Les machines de perçage produisent beaucoup de bruit lorsqu'elles sont en fonctionnement (plus de 90 dB). Les machines de perçage de meilleure qualité disposent de caractéristiques d'atténuation du bruit telles que des enceintes acoustiques et des pieds anti-vibrations afin que leur niveau sonore à 1 m soit inférieur à 80 dB. En règle générale, chaque machine de perçage doit être équipée de commandes à deux mains, de rideaux lumineux et de boutons d'arrêt d'urgence. Certaines machines disposent également d'une fonction de sécurité appelée “surveillance du frein”, qui empêche le vérin de se déplacer lorsque sa distance d'arrêt dépasse une limite prédéterminée. Cette fonctionnalité protège l'opérateur en s'assurant que le vérin ne peut pas commencer à se déplacer prématurément pendant que l'opérateur change les outils sur la machine.

Comment ces caractéristiques s'appliquent à votre ligne de production de MCB

Une machine de perçage MCB performante n'est pas une machine isolée. Les pièces perforées finissent souvent par être utilisées dans un assemblage automatisé (par exemple, une machine d'assemblage multipolaire MCB), le soudage (dans le cas du soudage de l'ensemble de déclencheurs thermiques) et les tests (dans une unité de test automatique). Tout problème lié à une mauvaise qualité de perçage peut entraîner des problèmes à ces étapes ultérieures, entraînant des produits rejetés. Par conséquent, lorsque vous évaluez une unité de perçage MCB, utilisez les dix premières caractéristiques comme liste de contrôle lors de votre évaluation. Dans le cadre de ce processus, demandez une démonstration de la répétabilité, du temps de changement et de la surveillance de la force tout en utilisant vos propres matériaux.

Foire aux questions (FAQ)

Quelle est la force de perçage typique pour les contacts en argent des MCB ?

Les matériaux de pointe, comme les pointes en argent massif ou en oxyde d'argent-étain, nécessitent une force dans la plage de 1500 à 4000N sur la surface de la pointe ; tandis que si la borne est en cuivre, la force requise peut atteindre 5000 à 8000N. La machine doit compiler la force à appliquer par paliers de 100N lors de la programmation de la force.

Une machine de perçage MCB peut-elle gérer à la fois des pointes de contact rondes et rectangulaires ?

Oui, le bon ensemble de matrices est essentiel pour utiliser le bon type de poinçon formé afin d'éviter la rotation des pointes rondes et d'aligner les pointes rectangulaires dans leur orientation correspondante. Les unités plus avancées ont désormais la capacité de guider visuellement l'orientation d'une pointe rectangulaire pour éliminer les éventuels mauvais alimentations.

À quelle fréquence les poinçons doivent-ils être remplacés ?

La durée de vie moyenne d'un poinçon peut varier de 200 000 à 800 000 coups en fonction du matériau utilisé pour créer le poinçon (le cuivre durera plus longtemps que les alliages d'argent), et un moniteur de force montrera une augmentation de force de 10% – 15% avant qu'il ne tombe en panne. Assurez-vous d'avoir toujours un ensemble d'outils en réserve.

La machine à poinçonner nécessite-t-elle de l'air comprimé ?

Dans la plupart des machines à poinçonner, un moteur servo (entièrement électrique) sera utilisé pour le poinçonnage au lieu d'utiliser de l'air comprimé ; cependant, l'air comprimé pourrait être utilisé pour l'éjection ou pour déplacer les déchets de la machine à poinçonner. Si vous faites fonctionner une ligne “sans air”, vous devriez choisir une machine à poinçonner qui utilise une méthode électrique pour déplacer les déchets loin de la machine.

Peut-elle être intégrée à ma ligne d'assemblage MCB existante ?

La majorité de leurs fournisseurs proposent des protocoles pour communiquer avec leurs produits (Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP). L'équipement de poinçonnage enverra un signal indiquant qu'il est prêt, qui peut être envoyé soit au robot qui place les articles, soit à la table d'index utilisée pour l'assemblage. Si l'équipement de poinçonnage et d'assemblage a été acheté auprès du même fournisseur, l'interface entre les deux aurait été plus facile à créer — comme cela peut être fait dans une ligne de production MCB entièrement automatisée.

Choisir une machine à poinçonner MCB nécessite plus que de simplement spécifier “haute précision” comme l'une de vos spécifications. Les dix caractéristiques de conception suivantes affecteront directement votre production d'assemblage et le rendement de produit MCB par rapport au nombre de produits testés : répétabilité sub-micronique ; changement rapide d'outillage ; surveillance de l'usure ; contrôle de force en boucle fermée ; production à grande vitesse ; séparation des déchets ; conception sans bavure ; alimentation en bobine ; enregistrement des données ; et sécurité ne sont que quelques exemples de caractéristiques que vous devriez prendre en compte lors de la sélection du bon fournisseur. Lors de l'évaluation du fournisseur d'une nouvelle machine à poinçonner MCB, demandez à voir des données CPK réelles et assistez à un opérateur effectuant un changement d'outillage avec l'équipement de ce fournisseur. Une machine à poinçonner bien conçue, combinée à votre ligne de soudage ou d'assemblage automatisée, aidera à minimiser le gaspillage de matériaux et garantira que vous receviez des MCB de qualité constante des machines que vous achetez.