เครื่องตัดแบบ Flying Shear ในกระบวนการขึ้นรูปโลหะด้วยการรีดคืออะไร? การตัดแบบไฮดรอลิกเทียบกับการตัดแบบเซอร์โว

กรรไกรตัดผ้าแบบบินได้คืออะไร?

เครื่องตัดแบบบินได้ (Flying Shear) เป็นอุปกรณ์ตัดตามความยาวที่เคลื่อนที่ไปข้างหน้าพร้อมกับชิ้นงานโลหะที่กำลังเคลื่อนที่ขณะทำการตัด จากนั้นจะกลับไปยังตำแหน่งเริ่มต้นเพื่อทำการตัดชิ้นต่อไป อุปกรณ์นี้ช่วยให้สายการผลิตขึ้นรูปโลหะแบบม้วนสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วเต็มที่ แทนที่จะต้องหยุดทุกครั้งที่ตัดชิ้นงาน สายการผลิตแผ่นหลังคา แป และรางเคเบิลส่วนใหญ่ที่จำหน่ายในปัจจุบันใช้เครื่องตัดแบบบินได้ระบบไฮดรอลิกหรือระบบเซอร์โว การเลือกใช้ระบบนี้ส่งผลต่อความเร็วในการตัด ความแม่นยำของความยาว อายุการใช้งานของใบมีด และต้นทุนโดยรวมของสายการผลิต.

คำจำกัดความของเครื่องตัดแบบบิน: เครื่องตัดแบบบิน (Flying shear) คือหน่วยตัดที่ติดตั้งอยู่บนแท่นเคลื่อนที่ ซึ่งจะปรับความเร็วให้ตรงกับแผ่นโลหะขณะตัด ทำให้ชิ้นงานไม่หยุดเคลื่อนที่ เป็นระบบตัดมาตรฐานสำหรับสายการผลิตขึ้นรูปโลหะแบบต่อเนื่องที่ความเร็วมากกว่า 10 เมตร/นาที.

เครื่องตัดแบบคงที่บังคับให้สายการผลิตหยุด ตัด และเริ่มต้นใหม่ทุกครั้งที่ตัดแผ่นไม้แต่ละชิ้น วงจรนี้ใช้เวลา 2 ถึง 5 วินาทีต่อชิ้น แต่เครื่องตัดแบบเคลื่อนที่ได้จะช่วยขจัดปัญหาการหยุด ทำให้สามารถผลิตแผ่นไม้ได้เพิ่มขึ้นประมาณ 301 ตันต่อกะ ในสายการผลิตหลังคาทั่วไป.

วิธีการทำงานของเครื่องตัดแบบบิน

ใบมีดตัดวางอยู่บนแท่นเลื่อนที่เคลื่อนที่บนรางนำเชิงเส้นหรือเฟืองและแร็ค เมื่อชิ้นงานมีความยาวตามที่ตั้งโปรแกรมไว้ PLC จะสั่งการตัด แท่นเลื่อนจะเร่งความเร็วไปจนถึงความเร็วสายการผลิต ใบมีดจะปิดลง แท่นเลื่อนจะกลับไปยังตำแหน่งเดิม และสายการผลิตจะไม่ชะลอความเร็วลงเลย รูปแบบการเคลื่อนที่สองแบบที่ใช้กันทั่วไป:

• ตัวตามเชิงกล: กลไกข้อเหวี่ยงหรือลูกเบี้ยวจะขับเคลื่อนวัฏจักรต่อไป เรียบง่าย แต่จังหวะเวลาถูกกำหนดโดยวัฏจักรการทำงานของเครื่องจักร.
• เซอร์โว-ฟอลโลเวอร์: มอเตอร์เซอร์โวขับเคลื่อนตัวเลื่อนในวงจรปิด ดังนั้นตัวควบคุมจะปรับความเร็วและตำแหน่งในทุกรอบการทำงาน.

เครื่องตัดทุกเครื่องมีส่วนประกอบหลักเหมือนกัน ได้แก่ ตัวเลื่อน ตัวขับ ตัวยึดใบมีด ชุดแม่พิมพ์ และ PLC ที่อ่านค่าความยาวจากตัวเข้ารหัสบนสายการผลิต ตัวเข้ารหัสเป็นส่วนที่ผู้ซื้อส่วนใหญ่มองข้าม และเป็นตัวกำหนดว่าความยาวจะอยู่ที่บวก/ลบ 1 มม. หรือบวก/ลบ 3 มม. งานวิจัยทางวิชาการเกี่ยวกับ การออกแบบเฉือนบิน เอกสารนี้อธิบายกลไกเบื้องหลังวงจรนี้.

แรงเฉือนคงที่เทียบกับแรงเฉือนแบบเคลื่อนที่

การตัดแบบเคลื่อนที่ได้ไม่ใช่สิ่งที่ถูกต้องเสมอไป โรงงานที่ผลิตชิ้นงานสั้น 200 ชิ้นต่อวันจะไม่ประหยัดอะไรเลยหากใช้การตัดแบบเคลื่อนที่ได้ ผู้รับเหมาที่ทำงาน 10,000 เมตรต่อสัปดาห์จะขาดทุนหากใช้การตัดแบบคงที่ ควรเลือกใช้ระบบตัดให้เหมาะสมกับปริมาณการผลิต ไม่ใช่ตามโบรชัวร์.

เครื่องตัดไฮดรอลิกแบบบินได้

เครื่องตัดเหล็กแบบไฮดรอลิกใช้กระบอกสูบในการดันใบมีดผ่านชิ้นงาน ตัวเลื่อนถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฮดรอลิกหรือกลไกเชื่อมต่อ แรงตัดจะคงที่ในระดับสูงตลอดช่วงการทำงาน ซึ่งมีความสำคัญสำหรับเหล็กหนาและชิ้นงานที่มีหน้ากว้าง.

สิ่งที่ระบบตัดการทำงานด้วยไฮดรอลิกทำได้ดี:

• สามารถตัดวัสดุหนาได้ ตัดวัสดุที่มีความหนาตั้งแต่ 3 มม. ถึง 6 มม. ได้อย่างเรียบร้อย.
• ช่วยดูดซับแรงกระแทก น้ำมันช่วยลดแรงกระแทกได้ดีกว่าระบบขับเคลื่อนแบบแข็ง.
• ต้นทุนการผลิตต่ำกว่า ส่วนประกอบที่เรียบง่ายกว่าช่วยลดราคาลงได้.
• ทนทานต่อสิ่งสกปรก ควรวางอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่บอบบางไว้ใกล้ใบมีด.

จุดอ่อนของมัน:

• ความแม่นยำของความยาวอยู่ที่บวก/ลบ 2 ถึง 3 มิลลิเมตร สำหรับสายส่งความเร็วสูง เนื่องจากปฏิกิริยาตอบสนองทางไฮดรอลิกจะล่าช้าเมื่อความเร็วเกิน 25 เมตร/นาที.
• การใช้พลังงานสูงขึ้น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานในโหมดสแตนด์บายระหว่างการตัดไฟ.
• การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้ำมันจะทำให้จังหวะการทำงานลดลงจนกว่าระบบจะเสถียร.
• ความเร็วของใบมีดที่ตัดผ่านเหล็กเคลือบผิวบางนั้นควบคุมได้ยาก ซึ่งส่งผลเสียต่อคุณภาพของคมมีด.
• อุปกรณ์ตัดไฮดรอลิกสำหรับเครื่องจักรมุงหลังคา สามารถจัดการกับแผ่นโลหะหนา 0.4 มม. ถึง 1.2 มม. ได้โดยไม่มีปัญหา และเหมาะสำหรับผู้ซื้อที่มีงบประมาณจำกัด แต่ไม่เหมาะสำหรับโครงการที่ต้องการความคลาดเคลื่อนที่แม่นยำสูงในสายการผลิตความเร็วสูง.

เซอร์โวฟลายอิ้งชีท

เครื่องตัดแบบเซอร์โวใช้มอเตอร์เซอร์โวและบอลสกรู แร็ค หรือข้อเหวี่ยงแทนกระบอกสูบ ตัวควบคุมจะสั่งการตำแหน่งและความเร็วของใบมีดอย่างแม่นยำในทุกการตัด นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องตัดแบบเซอร์โวจึงรักษาระยะการตัดได้ที่บวก/ลบ 0.5 มม. ในขณะที่ระบบไฮดรอลิกอาจคลาดเคลื่อนเกินบวก/ลบ 2 มม.

สิ่งที่ระบบตัดการทำงานด้วยเซอร์โวทำได้ดี:

• สามารถคลาดเคลื่อนได้ +/- 0.5 มม. ในกรณีมาตรฐาน และ +/- 0.3 มม. สำหรับโปรไฟล์สั้น.
• สามารถตรวจจับความเร็วของสายเคเบิลที่ 30 เมตร/นาทีขึ้นไป ด้วยการตอบสนองระดับมิลลิวินาที.
• ช่วยลดการใช้พลังงาน มอเตอร์จะใช้พลังงานเฉพาะในช่วงที่ตัดไฟเท่านั้น.
• เปลี่ยนแปลงโปรไฟล์ในซอฟต์แวร์ สูตรอาหารจะถูกจัดเก็บไว้ใน PLC.
• ช่วยเก็บรายละเอียดขอบของแผ่นโลหะเคลือบบางๆ ได้อย่างดีเยี่ยม เนื่องจากความเร็วของใบมีดคงที่.

ค่าใช้จ่ายที่คุณต้องเสีย:

• ราคาแรกเริ่มตั้งแต่ 20% ถึง 35% ซึ่งสูงกว่าระบบไฮดรอลิก.
• การทดสอบระบบจำเป็นต้องใช้ช่างเทคนิคที่มีความเข้าใจเกี่ยวกับการปรับแต่งเซอร์โว.
• มีความไวต่อคุณภาพของกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าตกอาจทำให้การตัดหยุดชะงักได้.

ตลาดมีการเปลี่ยนแปลงแล้ว. การขึ้นรูปม้วนด้วยระบบเซอร์โวไฟฟ้า มีการเติบโตอย่างรวดเร็วตลอดปี 2024 และ 2025 และสายการผลิตส่งออกใหม่ส่วนใหญ่จะติดตั้งระบบตัดไฟแบบเซอร์โว. นิตยสารโรลฟอร์มมิง ได้ติดตามการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวในการนำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องตัดแบบเซอร์โว บริษัท Believe Industry ผลิตเครื่องตัดทั้งสองประเภทมานานกว่า 15 ปี และส่งออกไปยังกว่า 20 ประเทศ ผลิตภัณฑ์ใหม่ประจำปี 2026 ของเรามีรุ่น 70% servo เป็นส่วนประกอบหลัก.

เครื่องตัดแบบไฮดรอลิกเทียบกับเครื่องตัดแบบเซอร์โว

คำนวณตัวเลขกับวัสดุของคุณเองก่อนเลือกซื้อ เครื่องตัดที่ถูกที่สุดมักจะเป็นเครื่องที่ไม่ได้มาตรฐานตามข้อกำหนดและต้องเปลี่ยนใหม่.

ความเร็วในการตัด ความแม่นยำ และอายุการใช้งานของใบมีด

สามตัวเลขที่ใช้ตัดสินว่าระบบตัดแบบใดเหมาะสมกับสายการผลิตของคุณ ได้แก่ ความเร็วในการตัด ความแม่นยำของความยาว และอายุการใช้งานของใบมีด.

ลดความเร็วลง. รอบการตัดเต็มรูปแบบใช้เวลา 0.5 ถึง 1.5 วินาที ระบบไฮดรอลิกจะทำงานที่ส่วนบน ส่วนระบบเซอร์โวจะทำงานที่ส่วนล่าง ใบมีดต้องกลับมาอยู่ในตำแหน่งเดิมก่อนที่ชิ้นงานถัดไปจะมาถึง ดังนั้นอัตราการทำงานต่อรอบที่ความเร็วสายการผลิตจึงมีความสำคัญมากกว่าความเร็วโดยรวม.

ความแม่นยำของความยาว. วัดระยะที่ความเร็วที่คุณจะใช้งานจริง ไม่ใช่ที่ 5 เมตร/นาที ใบมีดที่คลาดเคลื่อนได้ +/- 1 มิลลิเมตร ที่ความเร็ว 10 เมตร/นาที อาจคลาดเคลื่อนได้ถึง +/- 3 มิลลิเมตร ที่ความเร็ว 25 เมตร/นาที ในสถานที่ใช้งานจริง ความคลาดเคลื่อนทุกมิลลิเมตรจะกลายเป็นช่องว่างหรือส่วนที่ซ้อนทับกันในโครงสร้าง.

ชีวิตแห่งใบมีด. คาดการณ์ว่าจะต้องลับคมใบเลื่อยประมาณ 100,000 ถึง 500,000 ครั้ง ขึ้นอยู่กับวัสดุและเกรดของใบเลื่อย สำหรับแผ่นเหล็กเคลือบหนา 0.5 มม. สามารถใช้งานได้มากกว่า 300,000 ครั้ง แต่สำหรับเหล็กโครงสร้างหนา 3 มม. จะใช้งานได้น้อยกว่านั้นมาก ควรคำนึงถึงต้นทุนใบเลื่อยรวมอยู่ในราคาต่อเมตรด้วย.

วัสดุใบมีดและคุณภาพคมมีด

เกรดของใบเลื่อยเป็นตัวกำหนดคุณภาพของคมตัดและต้นทุนต่อการตัด เกรดที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ SKD11, D2, เหล็กกล้าความเร็วสูง M2 และใบเลื่อยปลายคาร์ไบด์สำหรับสายการผลิตแผ่นโลหะบางปริมาณมาก ผู้ผลิตเครื่องมือ เช่น โรลคราฟท์ เผยแพร่คำแนะนำเกี่ยวกับเกรดสำหรับแม่พิมพ์ตัดขึ้นรูปโลหะ และความคุ้มครองทางการค้าจาก ช่างประกอบ ทำการเปรียบเทียบอายุการใช้งานของใบมีดกับความหนาของวัสดุอย่างสม่ำเสมอ.

ระยะห่างและการซ้อนทับของใบมีดต้องตั้งค่าให้เหมาะสมกับวัสดุแต่ละชนิด ระยะห่างที่แคบเกินไปจะทำให้แผ่นโลหะบางฉีกขาด ระยะห่างที่กว้างเกินไปจะทำให้เกิดรอยขรุขระบนเหล็กหนา ควรปรับระยะห่างใหม่ทุกครั้งที่เปลี่ยนใบมีด และบันทึกการตั้งค่าสำหรับแต่ละวัสดุ ตำแหน่งตัดของเครื่องรีดเย็น คู่มือนี้อธิบายวิธีการที่ใบมีดควรเข้าและออกจากร่องอย่างถูกต้อง.

การจัดตำแหน่งก่อนตัดเทียบกับการจัดตำแหน่งหลังตัด

เครื่องตัดแบบเคลื่อนที่ได้สามารถติดตั้งก่อนสถานีขึ้นรูปสุดท้าย (ตัดก่อน) หรือหลังจากขึ้นรูปชิ้นงานเสร็จสมบูรณ์แล้ว (ตัดหลัง) การตัดหลังเป็นการตั้งค่าที่พบได้ทั่วไป: ชิ้นงานจะถูกขึ้นรูปจนเสร็จสมบูรณ์ จากนั้นจึงทำการตัด เพื่อให้ขอบเรียบและแม่พิมพ์ตรงกับรูปทรงสุดท้าย นี่คือสิ่งที่ผู้ซื้อส่วนใหญ่หมายถึงเมื่อพูดถึงเครื่องตัดแบบเคลื่อนที่ได้.

การตัดแผ่นโลหะก่อนขึ้นรูปจะช่วยหลีกเลี่ยงการใช้แม่พิมพ์รูปทรงต่างๆ แต่จำกัดการผลิตตามความยาวของแผ่นโลหะและทำให้การต่อขดลวดซับซ้อนขึ้น สำหรับข้อดีข้อเสียทั้งหมดของการสูญเสียวัสดุ เครื่องมือ และความแม่นยำ โปรดดูที่... ความแตกต่างระหว่างก่อนและหลังการตัด แนะนำ.

การเลือกใช้ระหว่างระบบไฮดรอลิกและระบบเซอร์โว

ถามสี่คำถามนี้ก่อนซื้อ:

• ความหนา. ที่ความหนามากกว่า 2.5 มม. แรงดันไฮดรอลิกจะให้คุณภาพการตัดที่ดีกว่า แต่หากความหนาน้อยกว่า 1.5 มม. การควบคุมด้วยเซอร์โวจะให้คุณภาพการตัดที่ดีกว่า.
• ความอดทน. ค่าคลาดเคลื่อนบวก/ลบ 0.5 มม. หมายถึงระบบเซอร์โว ค่าคลาดเคลื่อนบวก/ลบ 3 มม. ช่วยให้ประหยัดค่าใช้จ่ายได้.
• แผนงานด้านความเร็ว. หากวางแผนไว้ว่าจะใช้ความเร็ว 25 เมตร/นาทีขึ้นไปในปีที่สอง ควรซื้อเซอร์โวตอนนี้เลย การดัดแปลงในภายหลังมีค่าใช้จ่ายมากกว่าส่วนต่างนั้น.
• ทักษะการบำรุงรักษา. ระบบเซอร์โวต้องการวิศวกรควบคุม หากทีมของคุณมีความรู้เฉพาะด้านไฮดรอลิกส์ ก็ควรจัดงบประมาณสำหรับการฝึกอบรม.

เครื่องขึ้นรูปโลหะแบบ CNC ที่มีระบบตัดด้วยเซอร์โวเป็นส่วนผสมที่ดีที่สุดสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงและหลากหลาย ส่วนเครื่องตัดไฮดรอลิกยังคงเป็นเครื่องมือหลักสำหรับงานโครงสร้างที่มีความหนา.

ต้นทุนและผลตอบแทนจากการลงทุน

ระบบตัดการทำงานแบบไฮดรอลิกจะเพิ่มเวลาประมาณ 8,000 ถึง 15,000 ต่อสายการผลิต รุ่นเซอร์โวจะเพิ่มจำนวนขึ้นอีก 12,000 ถึง 25,000. ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับเซอร์โวจะคุ้มค่าเมื่อผลผลิตเพิ่มขึ้นจาก 20% เป็น 30% เศษวัสดุลดลงเนื่องจากความยาวคงที่ตามค่าความคลาดเคลื่อน และเวลาในการเปลี่ยนงานลดลงเนื่องจากสูตรการผลิตถูกจัดเก็บไว้ใน PLC.

ลองคำนวณผลผลิตต่อกะของคุณดู ถ้าพิมพ์ได้ 400 แผ่นต่อกะ การใช้เครื่องพิมพ์ 25% จะได้กระดาษเพิ่มอีก 100 แผ่น ระยะขอบ 3 หน่วยต่อด้าน นั่นคือ 300 ต่อกะ ซึ่งจะคืนทุนค่าเบี้ยเลี้ยงได้ภายในประมาณ 60 กะ ราคาเครื่องขึ้นรูปม้วน คู่มือนี้แสดงให้เห็นว่าระบบการตัดจะเคลื่อนย้ายใบเสนอราคาทั้งหมดอย่างไร.

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการใช้กรรไกรตัดลวด

ผู้ซื้อทำผิดพลาดซ้ำๆ 5 ข้อดังนี้:

• เลือกขนาดให้เหมาะสมกับความเร็วในปัจจุบัน ไม่ใช่ในอนาคต. ซื้อเซอร์โวเมื่อแผนงานระบุว่าเร็วขึ้น.
• ไม่สนใจตัวเข้ารหัส. ตัวเข้ารหัสที่ไม่ดีจะทำลายความแม่นยำในการตัดเฉือนทุกชนิด ควรระบุความละเอียดสูงและติดตั้งไว้ที่สถานีขึ้นรูปสุดท้าย.
• ข้ามขั้นตอนการตั้งค่าช่องว่างระหว่างใบมีด. รอยขรุขระและรอยฉีกขาดบนใบมีดนั้น ส่วนใหญ่มักเป็นปัญหาจากช่องว่างระหว่างใบมีดกับตัวเครื่อง ไม่ใช่ปัญหาจากใบมีดเอง.
• ประมาทในการบำรุงรักษาน้ำมันเครื่อง. น้ำมันสกปรกเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ระยะการตัดของเครื่องไฮดรอลิกเบี่ยงเบนไปจากแนวตรง.
• ลืมดูตารางผลการแข่งขันไป. เครื่องตัดแบบเคลื่อนที่เร็วช่วยให้ส่งแผงได้รวดเร็ว หากการเรียงซ้อนไม่ทัน สายการผลิตก็จะช้าลงอยู่ดี.