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11 comuni problemi di curvatura e come risolverli con VGP3D

4-set-2020 8.38.10

La curvatura del tubo è un processo complesso. VGP3D gestisce per l’operatore le più comuni problematiche di curvatura, per avere pezzi corretti e risultati ripetibili nel tempo.

Ecco alcune delle più comuni problematiche che si presentano nella curvatura del tubo e come VGP3D è in grado di risolverle:

 

La curvatura del tubo con VGP3DLa curvatura del tubo è un processo complesso. VGP3D gestisce per l’operatore le più comuni problematiche di curvatura, per avere pezzi corretti e risultati ripetibili nel tempo.

 

 

1. Attrezzaggio della curvatubi: posso ridurre il tempo necessario al cambio attrezzatura?

La tendenza diffusa alla riduzione della grandezza dei lotti produttivi, impone ai produttori di riattrezzare la propria curvatubi sempre più frequentemente , anche più volte in una giornata.

Nella fase di montaggio in macchina di una nuova attrezzatura di curvatura del tubo, l’operatore deve eseguire le dovute operazioni di set-up: l’allineamento geometrico dei componenti, la regolazione delle forze di spinta del mandrino e della coppia di serraggio del tassello di bloccaggio, della pinza e della slitta.

Queste operazioni sono fondamentali per eseguire la curvatura del tubo senza danneggiare il pezzo ed evitando di lasciare sulla sua superficie i segni del tassello di bloccaggio o le tracce di eventuali disallineamenti.

Anche in presenza di un operatore esperto la regolazione manuale di questi parametri può richiedere molto tempo, specialmente in modelli CNC meno recenti come anche nelle curvatubi idrauliche.

VGP3D memorizza nel programma pezzo tutti i parametri di set-up dell’attrezzatura: posizione degli assi, coppia di bloccaggio, ecc. ed elimina i tempi prima necessari per la regolazione manuale della stessa.

Nel caso in cui l’attrezzatura non sia mai stata utilizzata, VGP3D può ricavare in modo automatico la posizione di lavoro di bloccaggio, slitta e pinza attraverso il ciclo automatico di calibrazione degli utensili.

Al fine di ridurre il tempo necessario al ri-attrezzaggio, anche la meccanica costruttiva del sistema di alloggiamento dell’attrezzatura diventa fondamentale. Nelle curvatubi BLM GROUP, il sistema di cambio rapido delle attrezzature permette di ridurre notevolmente il tempo necessario all'operatore per smontare e rimontare i nuovi utensili.

 

 

2. Prototipazione: posso essere più rapido nella realizzazione di un nuovo campione?

Nel mercato di oggi i produttori si confrontano sempre più con la necessità di produrre prototipi o piccoli lotti customizzati sulle esigenze del cliente, secondo l’ottica Make To Order.

Nella curvatura del tubo, la nuova geometria del pezzo da realizzare causa un diverso comportamento del materiale, sia in termini di allungamento percentuale che di ritorno elastico.

Nel caso di curvatubi idrauliche o vecchie curvatubi CNC, la messa a punto del pezzo viene eseguita attraverso una serie di tentativi, che portano al risultato desiderato solo dopo un certo tempo e una certa quantità di materiale sprecato.

Grazie alle informazioni contenute nel modello, VGP3D conosce il comportamento del materiale anche quando la geometria del pezzo viene modificata.

Nel modello sono infatti salvate tutte le informazioni relative alla macchina, all'attrezzatura e soprattutto al comportamento del tubo qualunque sia la forma in cui esso viene plasmato, sia che la curvatura avvenga in raggio fisso che variabile.

Questo permette di produrre il nuovo pezzo in pochi minuti, giusto il tempo necessario per importare il disegno del cliente o inserire le nuove coordinate, ottenendo sempre il primo pezzo giusto.

Il cliente può essere addirittura presente durante la prototipazione, apportando eventuali modifiche e prendendo parte attiva alla definizione del nuovo design.

 

 

3. Ritorno elastico: ottenere l’esatto angolo di curvatura richiede esperienza?

In ogni fenomeno di deformazione plastica, parte dell’energia trasferita al pezzo per cambiare la sua forma viene inevitabilmente accumulata sotto forma di energia elastica. Una volta che la forza di deformazione viene meno, queste energia viene rilasciata e il pezzo tende a recuperare in parte la forma originale.

Nella curvatura questo fenomeno è la causa del ritorno elastico del tubo curvato: al raggiungimento cioè di un determinato angolo di curvatura, una volta che la forza cessa, l’angolo torna ad aprirsi leggermente.

L’entità del ritorno elastico non è un valore fisso ma dipende da molti fattori fra cui l’angolo di curvatura, il diametro del tubo, lo spessore ecc.

Tradizionalmente è l’operatore che attraverso un serie di tentativi trova il valore esatto di cui dovrà essere incrementato ogni angolo di curvatura per avere il giusto risultato.

L’esperienza in questo caso è essenziale per ridurre il numero di tentativi così come il tempo e gli scarti.

Misurando il ritorno elastico per tre angoli di curvatura distinti, VGP3D è in grado di calcolare con B_Tools l’entità del ritorno elastico del tubo per qualsiasi angolo di curvatura.

Una volta conosciuto il comportamento del tubo, questo viene salvato con il programma pezzo. Queste informazioni diventano utilizzabili in futuro per curvare altri pezzi con forme diverse, ma con lo stesso materiale, per avere subito il primo pezzo giusto senza più bisogno di procedere per tentativi.

VGP3D B_ToolsVGP3D è in grado di calcolare le coordinate corrette a cui operare la curvatura per compensare il ritorno elastico e l’allungamento del materiale.

 

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4. Allungamento: come avere le parti intermedie fra le curve della giusta lunghezza?

Il tubo, una volta curvato non mantiene mai la lunghezza iniziale.

La curvatura infatti causa uno stiramento del materiale, di conseguenza non solo la lunghezza totale, ma anche quella di ogni parte dritta fra le curve sarà maggiore rispetto al modello ideale.

A questo fenomeno si aggiunge l’effetto del ritorno elastico che causa un incremento del raggio medio di curvatura.

Se da un lato quindi lo stiramento del tubo allunga le parti dritte, dall'altro il ritorno elastico le riduce: due effetti opposti che modificano le dimensioni del pezzo finale.

Tradizionalmente, l’unica soluzione è l’esperienza dell’operatore che attraverso prove e tentativi arriva a ottenere il pezzo delle dimensioni corrette.

Grazie a B_Tools, VGP3D calcola l’allungamento di ogni parte dritta e corregge le coordinate del pezzo in modo da avere il primo pezzo giusto senza bisogno di tentativi.

Di conseguenza, VGP3D calcola anche l’allungamento totale e indica all'operatore la misura esatta a cui dovrà tagliare il tubo dritto da curvare, per avere le estremità del pezzo della lunghezza esatta.

Quest’ultima informazione è molto utile per risparmiare materiale, specie quando i lotti produzione cambiano rapidamente.

 

 

5. Coordinate di curvatura e coordinate cartesiane: cosa succede se cambio il raggio medio?

Capita talvolta che nel disegno del pezzo inviato dal cliente il raggio medio richiesto non sia presente fra le attrezzature disponibili.

Nella maggior parte dei casi, il cliente accetta di modificarne il valore, entro certi limiti, in accordo alla disponibilità del magazzino attrezzature del produttore.

Tuttavia, laddove avvenga una modifica del raggio medio, le coordinate di curvatura devono essere modificate a loro volta per rispettare le dimensioni finali del pezzo.

VGP3D consente di operare indifferentemente con coordinate cartesiane (la posizione nello spazio dei punti di intersezione delle parti dritte del pezzo) o con coordinate di curvatura (lunghezza parte dritta, rotazione del piano della curva, angolo di curvatura) e nel caso di una modifica del raggio medio, come di un qualunque altro valore in un sistema di coordinate, effettua istantaneamente la modifica nell'altro sistema.

In questo modo la modifica del raggio medio può essere fatta in tempo zero.

Tubo curvato e coordinate di curvatura su VGP3DTubo curvato e relative coordinate su VGP3D.

 

 

6. Orientare il cordone di saldatura: il mio operatore se ne ricorderà?

L’orientamento del cordone di saldatura in fase di curvatura è un altro degli aspetti che influisce sulla risposta del tubo alla deformazione.

Il processo di saldatura, infatti, altera localmente le caratteristiche del metallo, pertanto la posizione del cordone di saldatura, sull'intradosso, sull'estradosso o sulla linea neutra della curva, influenzerà il ritorno elastico del tubo in modo diverso.

Al fine di avere risultati ripetibili diventa quindi essenziale iniziare la lavorazione con il cordone di saldatura sempre nella stessa posizione.

Affidare all'operatore il corretto allineamento del cordone pone due problemi, entrambi legati all'errore umano e che portano a scartare il pezzo realizzato:

  • L’operatore dimentica di orientare il cordone di saldatura all'inizio della lavorazione.
  • L’operatore dopo che ha accumulato stanchezza non allinea più il cordone di saldatura con la stessa precisione.

Interfacciandosi con il sensore di ricerca foro e saldatura, VGP3D è in grado di orientare automaticamente il tubo all'inizio di ogni pezzo, mantenendo la precisione di allineamento costante nel tempo.

Con lo stesso sensore è possibile per VGP3D individuare e orientare eventuali fori o marcature sul tubo, in modo che siano posizionati sempre nel modo giusto nel pezzo finale.

Sensore di ricerca foro e saldatura VGP3DSensore di ricerca foro e saldatura su curvatubi cnc destra e sinistra in processo E-TURN.

 

Scopri di più sull’influenza del cordone di saldatura nei processi di curvatura e taglio laser del tubo

 

 

7. Analisi di fattibilità: ho l’attrezzatura necessaria a magazzino?

Una volta inviato il disegno, il cliente vuole sapere in tempi brevi il costo pezzo e il tempo di produzione.

La disponibilità delle attrezzature di curvatura gioca un ruolo fondamentale in questo. Per rispondere rapidamente con un preventivo, è necessario sapere se l’attrezzatura c’è a magazzino, se è completa, se è già in uso su altre macchine e in che stato si trova.

Per chi ha numerose attrezzature, avere tutte queste informazioni in tempi brevi può essere complicato, tanto più perché, se un attrezzatura non è disponibile, il pezzo potrebbe essere fatto con un’attrezzatura simile, magari con diametro o raggio medio leggermente diversi e ciò incrementa il numero delle attrezzature da considerare.

Per ovviare al problema BLM GROUP ha sviluppato Tool Room, una suite software per la gestione delle attrezzature di curvatura.

L’utente accede a Tool Room direttamente da VGP3D.

Sulla base del pezzo programmato, Tool Room effettua la ricerca dei kit delle attrezzature di curvatura a magazzino e nel caso in cui non siano disponibili propone delle attrezzature alternative, in grado di realizzare il pezzo a meno di piccole differenze geometriche.

Grazie a Tool Room l’utente può controllare anche che l’attrezzatura non sia già in uso su altre macchine, e nel caso non lo sia richiederne il prelievo a magazzino.

Qualora l’attrezzatura non esista e non sia possibile utilizzare altre attrezzature simili, il servizio Tool Designer permette all'utente di scaricare i disegni costruttivi delle attrezzature di curvatura necessarie.

Ottenere i disegni è un processo che richiede solo pochi minuti con Tool Designer. Una volta ricevuti, sarà possibile preventivare la costruzione delle attrezzature di curvatura e rispondere al cliente in merito ai costi e ai tempi di realizzazione del pezzo richiesto.

 

 

 

8. Rischio di collisioni: posso davvero andare in macchina senza pensieri?

Lavorando con vecchie curvatubi CNC o idrauliche è necessario curvare il primo pezzo a velocità ridotta, controllando costantemente che non ci siano collisioni e mantenendo la mano sul pulsante di stop, per bloccare prontamente la macchina in caso di necessità.

VGP3D permette di verificare l’assenza di collisioni nella curvatura del tubo grazie a una fedele simulazione dell’intero ciclo di lavoro comprensiva di carico e scarico.

Nella simulazione ogni componente della macchina, dell’attrezzatura, del caricatore e eventuali elementi aggiuntivi come accessori, nastri trasportatori ecc. sono modellati in modo del tutto fedele alla realtà.

Ciò dà la sicurezza di stare effettivamente osservando ciò che avverrà durante il ciclo di lavoro.

10-comuni-problemi-di-curvatura-e-come-risolverli-con-collisioniSimulazione di un ciclo di curvatura su VGP3D con in evidenza la collisioneSimulazione di un ciclo di curvatura su VGP3D con in evidenza la collisione.

 

 

 

9. Tubo con flange o sagomature: come posso curvarlo in sicurezza?

Capita spesso, specie in settori come automotive, HVAC, veicoli industriali, aerospace, dove il tubo ha la funzione di trasporto di liquidi o gas, che siano presenti su di esso flange o sagomature necessarie al suo montaggio nel sistema di cui andrà a fare parte.

Questi elementi possono rappresentare un problema in termini di ingombro quando in fase di curvatura rischiano di collidere con la macchina o l’attrezzatura.

A meno che l’operatore non disponga di una simulazione del ciclo di lavoro, anche qui il controllo dovrà essere fatto come nel caso precedente.

Grazie alla funzionalità B_3D_Part, VGP3D permette di importare il modello 3D dell’elemento aggiuntivo del tubo: flangia, sagomatura, o altro, mostrarlo durante tutta la simulazione del ciclo di lavoro e avvertire l’operatore nel caso di sua eventuale collisione.

Simulazione del ciclo di curvatura di un tubo sagomatoSimulazione del ciclo di curvatura di un tubo sagomato su VGP3D.

 

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10. Ho un assieme multi-tubo in STEP o IGES: come posso andare rapidamente in produzione?

Nelle curvatubi idrauliche o nelle vecchie curvatubi CNC, l’operatore impiega molto tempo nella preparazione del programma pezzo. Difatti una delle attività più onerose in termini di tempo è la trasformazione delle quote del disegno in coordinate di curvatura.

Grazie a B_Import, VGP3D permette di importare il file STEP o IGES del pezzo e ne ricava in automatico le coordinate di curvatura.

Una volta selezionato il modello l’operatore è pronto per simulare il ciclo di lavoro e andare in produzione in tutta sicurezza.

 

 

 

11. Ho disegnato il mio tubo su VGP3D: posso esportarlo in un file CAD?

Durante lo studio di fattibilità possono essere necessarie alcune modifiche affinché sia effettivamente possibile realizzare il pezzo in macchina.

Le modifiche fatte a livello di programmazione devono però essere anche accettate dal cliente, poiché implicano dei cambiamenti nella geometria finale del pezzo.

In passato il produttore era costretto a spiegare per telefono al cliente le modifiche necessarie per rendere il pezzo fattibile, o chiedere al proprio ufficio tecnico di convertire quelle modifiche in un nuovo disegno meccanico del pezzo.

Con VGP3D questo non è più necessario.

Con B_Export, le modifiche fatte in fase di programmazione alle coordinate di curvatura del pezzo possono essere esportate in un nuovo modello 3D (IGES o STEP) da inviare al cliente per una sua accettazione, il tutto risparmiando tempo ed evitando spiacevoli incomprensioni.

 

 

Conclusioni

La curvatura del tubo è un processo complesso. VGP3D gestisce le più comuni problematiche di curvatura, per avere pezzi corretti e risultati ripetibili nel tempo.

Proprio per consentire ai propri clienti di usare tutte le potenzialità del software, BLM GROUP Academy propone periodicamente un calendario di corsi di formazione specifici sulle sue molteplici funzionalità.

 

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