Wie funktioniert ein Pfeifenbender?

Rohrbieger sind in der industriellen Produktion unverzichtbar. Was ist also das Prinzip eines Rohrbiegers?

Das Prinzip eines Rohrbiegers basiert hauptsächlich auf dem koordinierten Zusammenspiel des Hydrauliksystems und des numerischen Steuerungssystems (NC-System). Konkret besteht das Funktionsprinzip eines 3D-NC-Rohrbiegers darin, die Bewegung des Kolbens im Hydraulikzylinder über das NC-System zu steuern und so das Biegen von Metallrohren zu erreichen.

Während des Betriebs besteht ein Rohrbieger aus mehreren Schlüsselkomponenten, darunter Rahmen, Arbeitstisch, Hydrauliksystem, Steuerungssystem und Klemmen. Diese Komponenten arbeiten zusammen, um die Stabilität und Genauigkeit des Rohrs während des Biegevorgangs zu gewährleisten.

Darüber hinaus umfasst der Rohrbiegeprozess die Funktionen mehrerer Schlüsselkomponenten, wie z. B. der Matrize, der Klemmmatrize, der Führungsmatrize, des Dorns und der Faltenplatte. Dabei ist die Matrize die Kernkomponente und dient als Drehzentrum für das Rohr während des Biegens; die Klemmmatrize wird verwendet, um das Rohr an Ort und Stelle zu halten; die Führungsmatrize bietet zusammen mit der Faltenplatte zusätzliche Unterstützung während des Biegens; der Dorn bietet während des Biegevorgangs innere Unterstützung, um Verformungen und ein Zusammenfallen des Rohrs zu verhindern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Rohrbieger durch die Ansteuerung der Bewegung des Hydraulikzylinderkolbens mit dem Hydrauliksystem, kombiniert mit der präzisen Steuerung durch das NC-System und dem koordinierten Zusammenspiel verschiedener mechanischer Komponenten, ein effizientes und präzises Biegen von Metallrohren erreicht.

Das Hydrauliksystem eines Rohrbiegers besteht hauptsächlich aus Komponenten wie einer Hydraulikpumpe, einem Magnetventil und einem Hydraulikzylinder, um den Biegevorgang des Rohrs zu erreichen. Das spezifische Funktionsprinzip ist wie folgt:

• Hydraulikpumpe: Die Hydraulikpumpe ist die Energiequelle des Hydrauliksystems und ist dafür verantwortlich, mechanische Energie in hydraulische Energie umzuwandeln. Sobald die Hydraulikpumpe gestartet wird, wird Hydrauliköl in das System gepumpt.
• Magnetventil: Das Magnetventil wird verwendet, um die Richtung und den Durchfluss des Hydrauliköls zu steuern. Im Anfangszustand sind alle Magnete stromlos. Das von der Plungerpumpe abgegebene Hydrauliköl wird über ein 4-Wege-2-Positionen-Magnetventil entlastet, und alle Aktuatorkolben befinden sich in der eingefahrenen Position.
• Hydraulikzylinder: Der Hydraulikzylinder ist der Aktuator, der dafür verantwortlich ist, das Rohr zu schieben, um den Biegevorgang durchzuführen. Abhängig von den Arbeitsbedingungen müssen der tatsächliche Druck, die Durchflussmenge und die Leistung des Hydraulikzylinders in verschiedenen Phasen des Arbeitszyklus berechnet und angepasst werden.
• Entlastungskreislauf: Der Entlastungskreislauf besteht aus einem Überdruckventil und einem 4-Wege-2-Positionen-Magnetventil. Wenn die Hydraulikpumpe gestartet wird, befindet sich das 4-Wege-2-Positionen-Magnetventil standardmäßig im Entlastungszustand, und die gesamte Ausgabe der Hydraulikpumpe wird über das Magnetventil in den Öltank zurückgeführt.
• Konstruktion des Steuerungsschemas: Die Konstruktion des Hydrauliksystems muss die Lastanalyse und die Auswahl von Steuerungsalgorithmen berücksichtigen, um den effizienten und zuverlässigen Betrieb des Systems zu gewährleisten.

Das numerische Steuerungssystem (NC-System) spielt in einem Rohrbieger eine entscheidende Rolle und ist in erster Linie für die Steuerung der Bewegung des Hydraulikzylinderkolbens verantwortlich. Konkret steuert das NC-System die Bewegung des Hydraulikzylinderkolbens auf folgende Weise:

• Parametereinstellung und Befehlsausgabe: Vor der Verwendung eines NC-Rohrbiegers ist es erforderlich, einige Schlüsselparameter über das NC-System einzustellen, wie z. B. Biegewinkel, Biegeradius und Biegemethode. Nachdem diese Parameter eingestellt wurden, generiert das NC-System basierend auf diesen Informationen entsprechende Steuerbefehle.
• Hydraulische Übertragung und Synchronsteuerung: Rohrbieger verwenden typischerweise hydraulische Übertragungstechnologie. Der Stößelteil besteht aus dem Stößel, dem Hydraulikzylinder und der mechanischen Feineinstellstruktur. Die linken und rechten Hydraulikzylinder sind am Rahmen befestigt, und der Kolben (Stange) treibt den Stößel durch hydraulischen Druck auf und ab. Das NC-System steuert die Ölmenge, die in den Zylinder eintritt, indem es die Öffnungsgröße des Synchronventils anpasst, wodurch ein synchroner Betrieb des Stößels erreicht und sichergestellt wird, dass der Arbeitstisch parallel bleibt.
• Magnetventil- und Ölflusssteuerung: Das NC-System kann auch Magnetventile verwenden, um den Ölfluss zu steuern, wodurch sich der Kolben in die erforderliche Position bewegen kann. Diese Steuerungsmethode ist einfach und bequem und hat einen hohen Präzisionsgrad.
• Mensch-Maschine-Interaktion und Echtzeitüberwachung: Das NC-System umfasst auch einen Touchscreen und andere Mensch-Maschine-Interaktionsschnittstellen, um die Interaktion zwischen Bediener und Maschine zu erleichtern. Darüber hinaus kann das NC-System den Arbeitszustand der Maschine in Echtzeit überwachen und die Steuerungsstrategie entsprechend der tatsächlichen Situation anpassen, um die Qualität des Werkstücks und die Produktionseffizienz sicherzustellen.

Die Matrize, die Klemmmatrize, die Führungsmatrize, der Dorn und die Faltenplatte in einem Rohrbieger haben jeweils unterschiedliche Funktionen und Rollen, wie im Folgenden beschrieben:

Die Matrize spielt eine sehr wichtige Rolle im Rohrbiegeprozess. Sie stellt sicher, dass sich das Rohr während des Biegens nicht verformt oder beschädigt wird. Unterschiedliche Durchmesser und Dicken von Metallrohren erfordern unterschiedliche Spezifikationen von Matrizen, um die Genauigkeit und den Effekt des Biegens zu gewährleisten.

Die Klemmmatrize wird verwendet, um das Rohr für das Biegen in der richtigen Position zu halten. Zusammen mit der Matrize gewährleistet sie die Stabilität des Rohrs während des Biegevorgangs.

Die Führungsmatrize dient während des Rohrbiegeprozesses als Führung und Unterstützung. Sie dreht sich mit dem Rohr um die Matrize und hilft, die Biegefunktion zu erfüllen.

Die Hauptfunktion des Dorns besteht darin, die Innenwand des Rohrbiegeradius zu stützen, um Verformungen zu verhindern. Der Dorn gibt es in verschiedenen Formen, wie zylindrische Dorne, universelle Einzel-, Doppel- oder Mehrkugelkopf-Dorne usw. Der Dorn verhindert, dass das Rohr während des Biegens abgeflacht wird, und ermöglicht das Biegen ohne Falten oder Knicke. Darüber hinaus hat die Position des Dorns einen wichtigen Einfluss auf den Rückfederungseffekt. Wenn sich der Dorn weit vom Schnittpunkt entfernt und sich in einer hinteren Position befindet, dehnt er das Rohr auf der Außenseite der Biegung nicht ausreichend, was zu einer erheblichen Rückfederung führt.

Die Faltenplatte verhindert, dass das Rohr während des Biegevorgangs faltig wird und sich abflacht. Durch die Erhöhung der Unterstützung in diesem Bereich verdickt sich die Rohrwand nach der Kontraktion gleichmäßig, wodurch die Bildung von Falten vermieden wird.

Die Gewährleistung der Stabilität und Genauigkeit des Rohrs während des Biegevorgangs erfordert eine umfassende Berücksichtigung mehrerer Aspekte, einschließlich mechanischer Struktur, Steuerungssystem, Materialqualität und Prozessspezifikationen. Hier sind detaillierte Maßnahmen:

Der Rohrbieger sollte eine stabile mechanische Struktur und ein präzises Steuerungssystem haben, um Stabilität und Präzision während des Bearbeitungsprozesses zu gewährleisten. Mechanische Geräte können die ausgeübte Kraft und den Biegewinkel präzise steuern und so eine höhere Präzision und Stabilität beim Rohrbiegen gewährleisten.

Das für das Rohrbiegen verwendete Material muss qualifiziert sein und frei von Defekten wie Verformungen oder Rissen sein. Die Verwendung von hochglanzpoliertem Schmieröl und geeigneten polsterartigen Anfasformen kann Reibung und Verschleiß reduzieren und einen reibungslosen Kontakt zwischen Rohr und Form gewährleisten.

Alle Rohrbiegungen müssen gemäß den einschlägigen Normen und Vorschriften verarbeitet werden, z. B. müssen die Spannweite und der Abstand den Spezifikationsanforderungen entsprechen. Darüber hinaus gibt es in den technischen Spezifikationen strenge Vorschriften zur Elliptizität der Rohrbiegung, um die Qualität der Rohrbiegung sicherzustellen.

Verwenden Sie Messwerkzeuge wie Messschieber und Mikrometer, um zu überprüfen, ob die Abmessungen des Rohrs den Anforderungen entsprechen, und stellen Sie so die Präzision von Länge, Durchmesser und anderen Abmessungen sicher. Bei der Einstellung der Rohrbiegeform ist auf die präzise Einstellung von Bereichen mit besonderen Anforderungen zu achten.

Das Hinzufügen von zwei Stützpunkten basierend auf dem Drei-Punkt-Biegen kann den Biegeprozess stabiler und reibungsloser gestalten. Diese Methode kann die Stabilität des Rohrbiegeprozesses bis zu einem gewissen Grad verbessern.

Für Rohrsysteme, die einen Flüssigkeitsfluss beinhalten, kann die Analyse der Flüssigkeits-Struktur-Interaktion verwendet werden, um die Schwingungsstabilität des Rohrs zu untersuchen, und die Rohrkonstruktion und Wartungsanleitung können basierend auf den Analyseergebnissen optimiert werden.

Das Betriebsverfahren eines Rohrbiegers kann in die folgenden Schritte unterteilt werden:

• Rohrformstandardisierung: Vermeiden Sie während der Konstruktion und Rohrverlegung große Bögen, beliebige Kurven, zusammengesetzte Biegungen und Bögen von mehr als 180 Grad. Diese Faktoren machen nicht nur die Werkzeuge umständlich, sondern sind auch durch die Größe der Rohrbiegemaschine begrenzt, was sich auf die mechanisierte und automatisierte Produktion auswirkt.
• Standardisierung des Biegeradius: Stellen Sie sicher, dass der Radius des zu biegenden Rohrs den Standardanforderungen entspricht, um die Verarbeitungsqualität und -effizienz zu gewährleisten.
• Beladen und Fixieren: Legen Sie das zu biegende Rohr in die entsprechende Form und sichern Sie es. Wählen Sie den geeigneten Matrizenkopf entsprechend dem Außendurchmesser des zu biegenden Rohrs aus, setzen Sie ihn auf den Kolben, richten Sie die Schlitze der beiden Rollen am Matrizenkopf aus, legen Sie ihn dann in die entsprechende Größe des Lochs der Blumenplatte, decken Sie ihn mit der oberen Blumenplatte ab und führen Sie das zu biegende Rohr in den Schlitz ein.
• Hochfahren der Maschine: Drücken Sie den Hauptschalter und warten Sie, bis der Computer normal hochfährt, und drücken Sie dann die Starttaste auf dem Bedienfeld. Die Maschine führt automatisch den Startvorgang aus. Nachdem der NC-Rohrbieger seine Selbstinspektion abgeschlossen hat, kann die Verarbeitung beginnen.
• Biegeformung: Stellen Sie bei der Dornbiegemethode sicher, dass der Dorngkopf oder Dorn nicht behindert, wenn der Biegearm zurückkehrt, um zu verhindern, dass der Dorngkopf oder die Stange durch das Blech gebogen oder gebrochen wird. Wenn die angegebene Temperatur erreicht ist, drücken Sie den Griff auf den gewünschten Winkel, um den Biegevorgang abzuschließen.
• Formfreigabe und Rohrentfernung: Nach Abschluss des Biegens die Form freigeben und das Rohr entfernen, sodass die Form in ihre ursprüngliche Position zurückkehren kann.
• Schneidvorgang: Schneiden Sie das Rohr im Schneidbereich auf die gewünschte Länge.
• Nachbearbeitung: Führen Sie nach Abschluss der obigen Schritte die erforderliche Reinigung und Wartung durch, um sicherzustellen, dass sich die Ausrüstung in gutem Betriebszustand befindet.