10 основных характеристик штамповочных машин Mcb, о которых вам следует знать

Реальная производственная проблема: “Как производитель низковольтной электроники, наши контактные наконечники MCB склонны к несоответствию после пробивки; мы ищем механизм, который позволит нам достичь точности ±0,02 мм и обеспечить переход 1P/2P/3P/4P менее чем за 5 минут.” — Инженер по процессам, производитель низковольтной электроники.

“Пробивка” в контексте производства MCB означает быстрый процесс механической обработки, используемый для создания металлических компонентов, включая контактные материалы на основе серебра, медные клеммы, биметаллические полосы и магнитные сердечники, с высокой производительностью. Машина для пробивки MCB является прецизионной машиной и не должна классифицироваться как стандартный металлический пресс — она напрямую интегрирована с другими автоматическими сборочными линиями или сварочными системами. Эта статья описывает десять определяющих характеристик профессиональных стандартных промышленных машин для пробивки, как мы их определили на реальных производственных линиях, используя данные о производительности на основе задокументированного исторического использования на линиях с очень высоким объемом.

В данной статье рассматриваются следующие вопросы:

• Десять обязательных функций единиц пробивки MCB (механические, управляющие и процессные)
• Как точность пробивки влияет на последующую сборку и тестирование
• Реальные диапазоны спецификаций существующего оборудования для производства MCB
• Общие дефекты пробивки и как их избежать
• Часто задаваемые вопросы о пробивке в производстве MCB

Повторяемость пробивки на субмикронном уровне (±0,01 мм)

Повторяемость позиционирования пробивки ±0,01 мм критически важна. Малые компоненты, такие как контакты и клеммы MCB (<5 мм), могут быть затронуты отклонением в 0,05 мм, что приводит к недостаточной сварке или плохой подгонке. Сочетание направляющих с сервоприводом и жестких пробивных единиц позволяет новым сервоприводным единицам пробивки для MCB достигать значений Cpk более 1,33 на их направляющих C-frame и концах сварки C-frame. Например, модули пробивки в операциях сварки термозащитных устройств MCB могут поддерживать точность расположения пробивки ±0,01 мм на протяжении миллионов циклов.

Система быстросменного инструмента (<5 минут)

Производители миниатюрных автоматических выключателей работают на многих различных площадках и с разным количеством полюсов (1, 2, 3 и 4) и с различными номиналами тока (от 6 до 125 ампер). Следовательно, время смены инструмента оказывает очень большое влияние на OEE. Производители, у которых есть лучшие машины для пробивки, производят MCB, используя держатель для пробивки и штампа, который предварительно центрирован с автоматической системой зажима. Оператор затем загружает кассету с инструментом на машину, и машина автоматически загружает правильный рецепт хода/силы для смены. Проверенные данные, собранные с автоматических сборочных линий, показывают, что 80% всех моделей переключателей могут сменяться менее чем за 5 минут.

Мониторинг износа пробивных инструментов в процессе

Пресс-формы становятся менее эффективными после определенного количества использований (обычно от 200,000 до 500,000). Тупые пресс-формы создают заусенцы и требуют больше усилий для использования. Некоторые современные пресс-формы оснащены пьезоэлектрическими датчиками силы для сравнения пикового усилия с базовым значением. Если количество усилия увеличилось от базового на 10‑15%, будет выдано предупреждение о необходимости замены пресс-формы. Эта функция обычно присутствует в высококачественных автоматических сборочных машинах МCB с несколькими полюсами.

Переменная сила удара с замкнутым контуром управления

Разные типы материалов (медь, серебряно-оловянный оксид, латунь, сталь) различной толщины (от 0.3 мм до 1.5 мм) требуют различных усилий для обработки. Хороший пресс для МCB может быть запрограммирован на приложение усилий от 500 Н до 30,000 Н с точностью ± 2%. Система обратной связи с замкнутым контуром пресс-формы постоянно регулирует поршень в реальном времени на основе фактической силы, применяемой к материалу во время удара; это особенно важно при пробивке твердых, хрупких материалов, таких как серебряные контакты, где слишком большое усилие может их сломать. Многие машины для сварки и сборки МCB оснащены модулем пресс-формы на начальном этапе производственного процесса.

Высокоскоростной цикл пробивки (≤0.5 секунды на деталь)

Современные сборочные линии производят 3‑5 МCB в секунду, поэтому для максимальной эффективности все виды пробивки должны выполняться быстро. Самые быстрые доступные машины могут выполнять один удар менее чем за 0.5 секунды, а некоторые машины с использованием прогрессивных пресс-форм могут выполнять один удар менее чем за 0.2 секунды. Эффективность производительности обусловлена оптимизированными профилями кулачков и очень легкими конструкциями поршней — это те же показатели пропускной способности, которые требуются для умных производственных линий МCB IOT.

Автоматическое разделение и подсчет отходов

Процесс пробивки создает отходы (мусор) в виде заготовок. Некоторые высокоценные материалы, такие как серебряные сплавы, требуют сбора всех отходов. Новейшие единицы пробивки МCB оснащены либо вакуумным всасыванием, либо воздушной подачей для удаления заготовок из машины через каналы, ведущие к контейнеру для болтов. Счетчик измеряет удары, чтобы помочь определить выход материала. Некоторые системы также обеспечивают интеграцию с системой управления производством (MES) для предоставления данных в реальном времени о коэффициентах отходов.

Дизайн против заусенцев и встроенная обработка заусенцев

Когда заусенцы присутствуют на пробитых компонентах, они создают проблемы с брызгами при сварке, а также с несоответствием контактной поверхности при сварке. Пресс-формы самого высокого качества имеют матрицы, которые были разработаны на основе оптимизации зазора (обычно 5-10%) толщины обрабатываемого материала; а также имеют встроенную станцию микрошлифовки (например, ротационная щетка или система барабанной шлифовки). Это особенно важно для биметаллических полос, так как наличие заусенцев повлияет на термокалибровку в процессе сварки. Таким образом, МCB предоставляет интегрированную микрошлифовку вдоль своих автоматических сварочных линий для биметаллических опорных рам.

Совместимость с подачей ленты или катушки

Автоматические сварочные машины для магнитных расцепителей МКБ оснащены выпрямителем и подачей, которые подают материал в петлевом режиме для обеспечения равномерной автоматической подачи материала.

Таким образом, автоматические сварочные машины для магнитного расцепителя МКБ могут пробивать материал из катушки и одновременно сваривать его.

Регистрация данных в реальном времени и SPC

Штрих-коды присваиваются каждой пробитой детали. Современные пробивные установки оснащены счетчиками ударов, пиковыми силами и регистраторами идентификации деталей, которые загружают данные в общую базу данных. Тенденции, связанные с силой и отклонением размеров, могут быть визуализированы на графиках статистического контроля процессов (SPC), которые поддерживают предсказательное обслуживание. Эти данные подтверждают требования, изложенные в IEC 60898, для отслеживаемости в автоматических испытательных линиях МКБ и широко распространены на производственных мощностях МКБ. Пробитые детали также проходят электрическое тестирование как вторую операцию после того, как они были пробиты с использованием машины для пробивки МКБ.

Безопасность и снижение шума

Пробивные машины создают много шума во время работы (более 90 дБ). Более качественные пробивные машины имеют функции подавления шума, такие как акустические оболочки и амортизирующие ножки, чтобы уровень шума на расстоянии 1 м был менее 80 дБ. Как правило, каждая пробивная машина должна быть оснащена управлением двумя руками, световыми занавесами и кнопками экстренной остановки. Некоторые машины также имеют функцию безопасности под названием “мониторинг тормоза”, которая предотвращает движение поршня, когда его тормозной путь превышает заранее установленный предел. Эта функция защищает оператора, обеспечивая, чтобы поршень не начал двигаться преждевременно, пока оператор меняет инструменты на машине.

Как эти функции применяются к вашей линии производства МКБ

Машина для пробивки МКБ с высокой производительностью не является изолированной машиной. Пробитые детали часто используются в автоматической сборке (например, в машине для сборки многополюсных МКБ), сварке (в случае сварки терморасцепителей) и тестировании (в автоматическом испытательном блоке). Любые проблемы, связанные с низким качеством пробивки, могут привести к проблемам на этих последующих этапах, что приведет к отклоненным продуктам. Поэтому, когда вы оцениваете единицу пробивки МКБ, используйте первые десять характеристик в качестве контрольного списка во время вашей оценки. В рамках этого процесса попросите продемонстрировать повторяемость, время перенастройки и мониторинг силы, используя ваши собственные материалы.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какова типичная сила пробивки для серебряных контактов МКБ?

Материалы для наконечников, такие как твердые серебряные или серебряно-оловянные наконечники, требуют силы в диапазоне от 1500 до 4000 Н на поверхности наконечника; в то время как если терминал изготовлен из меди, требуемая сила может достигать 5000 до 8000 Н. Машина должна накапливать силу, которая будет применяться с шагом 100 Н при программировании силы.

Может ли машина для пробивки МКБ обрабатывать как круглые, так и прямоугольные наконечники?

Да, правильный набор матриц необходим для использования правильного типа формованного пуансона, чтобы предотвратить вращение наконечников на круглых наконечниках и выровнять прямоугольные наконечники в соответствующей ориентации. Более современные устройства теперь имеют возможность визуально направлять ориентацию прямоугольного наконечника, чтобы устранить потенциальные неправильные подачи.

Как часто следует заменять пуансоны?

Средний срок службы пуансона может варьироваться от 200 тысяч до 800 тысяч ударов в зависимости от материала, использованного для создания пуансона (медь прослужит дольше, чем серебряные сплавы), и монитор силы покажет увеличение силы от 10% до 15% перед его выходом из строя. Обязательно всегда имейте запасной комплект инструмента.

Требуется ли для пуансона сжатый воздух?

В большинстве пуансонных машин используется сервомотор (полностью электрический) для пробивки вместо использования сжатого воздуха; однако сжатый воздух может использоваться для выброса или перемещения отходов из пуансонной машины. Если вы работаете на линии “без воздуха”, вам следует выбрать пуансонную машину, которая использует электрический метод для удаления отходов от машины.

Можно ли интегрировать это с моей существующей сборочной линией MCB?

Большинство их поставщиков предлагают протоколы для связи с их продуктами (Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP). Оборудование для пробивки будет отправлять сигнал, указывающий на то, что оно готово, который может быть отправлен либо роботу, который размещает предметы, либо на индексный стол, используемый для сборки. Если и оборудование для пробивки, и сборки были куплены у одного и того же поставщика, интерфейс между ними будет легче создать — как это можно сделать на полностью автоматизированной линии производства MCB.

Выбор пуансонной машины для MCB требует больше, чем просто указание “высокая точность” в качестве одной из ваших спецификаций. Следующие десять конструктивных особенностей напрямую повлияют на вашу сборочную продуктивность и выход продукции MCB по сравнению с количеством протестированных продуктов: субмикронная повторяемость; быстрая смена инструмента; мониторинг износа; замкнутое управление силой; высокоскоростное производство; разделение отходов; беззабойный дизайн; подача катушек; регистрация данных; и безопасность — это лишь некоторые примеры особенностей, которые следует учитывать при выборе правильного поставщика. При оценке поставщика новой пуансонной машины для MCB запросите фактические данные CPK и наблюдайте за оператором, проводящим смену инструмента с оборудованием этого поставщика. Правильно спроектированная пуансонная машина в сочетании с вашей автоматизированной линией сварки или сборки поможет минимизировать отходы материалов и обеспечит получение стабильного качества MCB от машин, которые вы покупаете.