Seguimiento de la rotura de un tubo de metal hasta el más mínimo problema

Encontrar la causa de este tubo roto requirió cavar profundamente en el doblador de tubos y observar visualmente todo lo que estaba sucediendo.

Hace poco visité a un fabricante que tenía problemas para fabricar piezas de calidad con su dobladora de tubos CNC.

Este fue un desafío. A veces, la pieza se arrugaba mucho en el interior de la curva; a veces la parte se rompía en el exterior de la curva. Y a veces había tres, cuatro o más curvas seguidas que eran perfectas. Sin ningún cambio en las herramientas ni en la configuración de la máquina, ¡las piezas eran consistentemente inconsistentes!

En el mejor de los casos, esta no fue una parte fácil de hacer. Era una tubería aluminizada de 2 pulgadas de diámetro exterior con paredes bastante delgadas (0,049 pulgadas), doblada en un tubo de 2 pulgadas. radio de la línea central con una longitud de agarre corta. Sin embargo, este era un fabricante con experiencia en la fabricación de estas piezas con personal muy experimentado en la instalación y operación de la máquina, y un excelente equipo de mantenimiento.

Tuve la suerte de aprender a doblar tubos con personal de instalación, operador y mantenimiento como este, que fabrica estas piezas difíciles todos los días. Realmente conocen sus piezas, máquinas y herramientas. Cuando uno de estos tipos me dice: "No sé qué está pasando", es serio.

Después de observar un par de piezas en funcionamiento y ver la inconsistencia, con la ayuda del operador decidimos comenzar de nuevo como si la pieza se estuviera instalando en la máquina por primera vez. Al mismo tiempo, verificamos el funcionamiento y la posición de los 10 ejes de la máquina totalmente eléctrica y revisamos la configuración de las piezas en el sistema de control. Notamos que la posición del carro estaba un poco desviada y que la asistencia de matriz de presión (PDA) estaba aproximadamente 1/8 de pulgada detrás de donde debería haber estado el cero. También notamos que el cero del brazo doblado estaba un poco más atrás de donde debería haber estado.

Si alguna vez ha configurado una dobladora de tubos para la producción, sabe que varias cosas son difíciles de configurar de manera consistente. Una persona puede hacerlo de manera diferente a otra, y eso puede causar diferencias en la forma en que funciona una parte cada vez que se configura. La posición del mandril, la posición de la matriz limpiadora y el rastrillo, la posición de la matriz de sujeción y la posición de la matriz de presión son solo algunas cosas que dos operadores diferentes pueden configurar fácilmente de manera diferente, o incluso el mismo operador puede configurar la misma pieza en momentos diferentes.

Una de las ventajas de usar una dobladora totalmente eléctrica, en la que el sistema de control posiciona con precisión cada eje que se mueve, es que muchas de esas variables de configuración se pueden minimizar. Pero incluso con dobladoras que no son totalmente eléctricas, se pueden implementar prácticas para ayudar a garantizar una configuración consistente. Estas prácticas, si el personal de instalación y los operadores las aplican de manera constante, reducirán la cantidad de desechos al cambiar de una pieza a otra y pueden reducir en gran medida el tiempo de cambio.

En este caso, el fabricante tenía excelentes procesos para asegurarse de que la configuración de las herramientas fuera repetitiva y consistente. Sin embargo, eso dependía de la consistencia en las posiciones de la máquina.

Variación tangente. La tangente en una dobladora de tubos es una línea imaginaria perpendicular a la trayectoria del tubo cuando entra en la matriz de doblado. Aquí es donde se produce la flexión. Un ligero cambio en la posición del brazo de doblado cambiará la posición aparente de la tangente del dado de doblado en relación con la trayectoria del tubo, y eso podría hacer que la posición del dado limpiador y su inclinación, en comparación con la sección de sujeción del dado de doblado, sea diferente de la inclinación real en relación con la trayectoria del tubo que se dobla. Esto hará que la posición aparente del mandril difiera de la posición cuando se mide desde la tangente real.

Doblar el brazo. Si el brazo doblado está demasiado fuera de posición, el acto de sujetar, en lugar del movimiento del brazo doblado, iniciará el proceso de doblado. Si esto sucede, el tubo puede doblarse en lugar de doblarse.

Eventualmente, se descubrió que una correa rota saltaba sobre un diente en una rueda dentada, lo que provocó que los operadores compensaran en exceso varias veces cuando reiniciaban otros componentes en la dobladora de tubos, lo que provocó la rotura del tubo.

Asistencia de troquel a presión. El PDA mueve el troquel de presión hacia adelante durante el doblado para que siga la trayectoria del tubo durante el doblado. En las máquinas con una PDA, la velocidad de este eje puede coincidir con la velocidad relativa del tubo o puede configurarse para empujar el tubo y minimizar el adelgazamiento de la pared en el diámetro exterior del tubo. Demasiado adelgazamiento de la pared da como resultado la división del tubo.

Teóricamente, el cero de la PDA establece la cara del dado de presión directamente en la tangente. Sin embargo, diferentes fabricantes de máquinas y diseñadores de herramientas pueden agregar una pequeña holgura, colocando la cara del troquel de presión detrás de cero para que haya suficiente espacio para que las abrazaderas se cierren sin colisionar.

Restablecemos las posiciones del carro, PDA y brazo de flexión. El cliente restableció las herramientas de plegado e hicimos un par de plegados de prueba. Después de algunos ajustes menores, la máquina volvió a estar en producción. Todos estaban felices y comencé a empacar mis herramientas y completar el papeleo.

Justo cuando comencé a alejarme, hubo un sonido de "pop" de la máquina. La pieza terminó, todavía se veía bien y se ajustaba al calibre. Sin embargo, decidí quedarme y ver algunas partes más. Después de unos minutos, hubo otro estallido, pero el doblador todavía estaba produciendo buenas partes.

Sin embargo, después de unos minutos más, hubo un tercer estallido. Esta vez, la pieza ya no se ajustaba al calibre y la calidad del doblado no era tan alta como antes. Detuvimos la producción y verificamos dos veces la configuración de las herramientas. Todo se veía exactamente como cuando hicimos la primera parte buena. Corrimos una parte más. Esta vez, escuchamos otro pop. ¡El exterior del tubo se rasgó en cada curva!

Echamos otro vistazo a la configuración de las herramientas y todo seguía igual. Entonces, verificamos las posiciones de los ejes una vez más. El carro y el brazo de flexión seguían siendo correctos, pero la PDA estaba nuevamente aproximadamente 1/8 de pulgada detrás de donde debería haber estado su cero.

El PDA de esta máquina era accionado por servomotores y, con la pieza de radio cerrado que se estaba fabricando, la empresa confió bastante en su impulso para minimizar la cantidad de material que se adelgazaba a lo largo del exterior de la curva. Esta PDA se montó en un reductor y una correa de distribución muy fuerte hizo girar la tuerca en un tornillo de bolas, lo que colocó la PDA. Quitamos las cubiertas e inspeccionamos visualmente todo, pero no vimos problemas evidentes.

Luego, sin las cubiertas, ejecutamos otra parte. Oímos otro chasquido y luego lo vimos: ¡la correa de distribución saltó sobre un diente de la rueda dentada!

Encontramos una pequeña rotura en un borde de la correa de distribución. Cuando se abrió paso alrededor de la rueda dentada bajo la carga necesaria para hacer la pieza, la pequeña rasgadura aflojó la tensión en la correa lo suficiente como para que pudiera saltar un diente. Cada vez que esto sucedía, el PDA volvía a una posición un poco más atrás. Esto hizo que pareciera que el brazo doblado estaba más alejado de lo que realmente estaba.

Con el tiempo, esto había sido suficiente para causar el problema. Pensando que el brazo doblado estaba fuera de posición, debido al espacio demasiado grande entre el troquel de presión y el troquel de sujeción, el equipo de mantenimiento de la compañía había restablecido la posición del brazo doblado en relación con el PDA, moviéndolo ligeramente detrás de cero. Esto hizo que pareciera que el carro estaba fuera de posición hacia adelante, por lo que su posición también cambió ligeramente. Cada vez que el equipo hacía estos cambios, la máquina podía volver a la producción por un tiempo. Pero luego todo el proceso se repitió hasta que los tres ejes estaban tan fuera de posición que, incluso cuando el equipo siguió los procedimientos de instalación, el limpiaparabrisas y el mandril no pudieron hacer su trabajo de manera efectiva.

Afortunadamente, la empresa tenía un cinturón de repuesto a mano. Pudimos cambiar la correa, restablecer la posición de la PDA y volver a poner la máquina en producción.