Precisión en movimiento: avances en las máquinas dobladoras de rollos chinas

Descripción general

El plato Máquina dobladora de rollos Es uno de los ocho productos principales de maquinaria de forja y pertenece a la categoría de máquinas de corrección de curvatura.

El Máquina dobladora de rollos Es un equipo de conformado de metales que utiliza el principio del círculo de tres puntos para dar forma a las láminas de metal. El movimiento y la rotación del rodillo de trabajo, cuyos ejes son paralelos entre sí, dan como resultado un doblado elastoplástico continuo de la lámina, lo que conduce a la creación de una forma predeterminada y una pieza de trabajo de precisión.

El rodillo de trabajo actúa como el componente principal de trabajo y convierte la energía mecánica e hidráulica en energía cinética para facilitar su cambio de posición y rotación. Esto facilita el doblado y laminado de chapas metálicas en piezas curvas o cilíndricas de una o varias curvaturas en estado frío, medio o caliente.

Al ajustar la forma del rodillo o agregar un dispositivo de bobinado cónico, se puede restringir el flujo del material y alterar la velocidad de movimiento de diferentes partes en la misma pieza de trabajo. Esto permite la creación de piezas de arco o cilindro con formas de curvatura simple o múltiple, como elipses, cuadrados y formas asimétricas.

Para doblar chapas metálicas en formas simples o en arco con una o varias curvaturas, se pueden utilizar dos métodos, el plegado a presión y el plegado. El plegado a presión se lleva a cabo en una prensa hidráulica o plegadora con la ayuda de una matriz, basándose principalmente en el plegado plástico transversal. El proceso de plegado es un proceso discontinuo punto por punto o seccional.

En comparación con el plegado en prensa, el plegado en rodillo tiene las siguientes ventajas:

El proceso de doblado es un doblado elástico-plástico continuo con una baja cantidad de recuperación elástica y una fuerza de tracción definida, lo que da como resultado un conformado preciso, curvas de alta calidad y una alta eficiencia de trabajo.
La ausencia de troquelado reduce los costes operativos.
El doblado de rodillos requiere una fuerza de doblado menor en comparación con el doblado con prensa y el costo de una máquina dobladora de rodillos es menor que el de una prensa hidráulica.
Con la incorporación de equipos auxiliares, el curvado con rodillos también se puede utilizar para crear piezas cónicas y doblar tubos y perfiles.
Como resultado, la máquina dobladora de placas se usa ampliamente en diversas industrias, como la fabricación de calderas, la construcción naval, el petróleo, la química, la hidráulica y la estructura metálica.

En China, el desarrollo de las máquinas dobladoras de rollos ha progresado desde la tecnología mecánica a la hidráulica y ahora a la tecnología CNC. La tecnología de control hidráulico y automático de las máquinas dobladoras de rollos ha mejorado mucho en los últimos años.

En la década de 1990, las máquinas dobladoras de placas con control numérico se desarrollaron rápidamente en China y han experimentado mejoras continuas, volviéndose cada vez más maduras. También se ha completado la transición de la automatización de una sola máquina a la celda de fabricación flexible.

La producción eficiente, precisa y en masa es esencial para la civilización industrial moderna. El desarrollo de equipos de corrección de curvatura de alta eficiencia, alta precisión, seguros, respetuosos con el medio ambiente, automatizados, flexibles e inteligentes es crucial para mejorar el nivel de la industria de fabricación de equipos de China, satisfacer las necesidades de la competencia empresarial y mejorar los beneficios económicos.

La situación básica de las máquinas dobladoras de rollos en China

2.1 Papel importante de la máquina dobladora de rodillos en la industria de fabricación de equipos

La demanda de máquinas dobladoras de placas está aumentando debido al desarrollo de diversas industrias, como la aeroespacial, las armas militares, los automóviles, las locomotoras y el material rodante, los instrumentos y medidores, la construcción naval, la industria química, los recipientes a presión, la metalurgia, la maquinaria de ingeniería y los componentes metálicos. La exigencia de precisión en el laminado de placas también está aumentando.

La industria de construcción naval de China tiene mayores demandas de funcionalidad, confiabilidad, seguridad y automatización de máquinas dobladoras comunes y marinas con funciones de compuestos de bobinado debido al rápido crecimiento de la industria manufacturera.

La industria de la energía eléctrica, que incluye la energía a base de carbón, la energía hidroeléctrica, la energía nuclear y la energía eólica incentivada por la política nacional de energía limpia, requiere grandes conjuntos de máquinas dobladoras para tuberías y torres de columnas.

La tendencia hacia los recipientes a presión de gran escala y de parámetros elevados se está haciendo más evidente en industrias como la petrolera, la del gas natural, la petroquímica y la química del carbón en alta mar. Las máquinas laminadoras de placas a gran escala, capaces de formar placas gruesas y de alta resistencia, son cruciales para producir reactores de hidrogenación de mil toneladas, reactores de licuefacción de carbón de dos mil toneladas y tanques esféricos de gas natural de 10.000 metros cúbicos.

En el futuro, los requisitos de eficiencia energética, ahorro de material y reducción de cortes serán cada vez más intensos. Se estima que el uso de máquinas dobladoras de placas como equipo de proceso aumentará la eficiencia entre 10 y 40 veces y ahorrará más de 60% de materiales.

Los datos muestran que se necesita deformar 70% de acero producido y que 2/3 del acero en la industria de conformado de metales necesita procesamiento. Por cada 10.000 toneladas de reprocesamiento de placas, tubos y perfiles, se requiere una dobladora de tubos, una dobladora de rodillos y una dobladora de perfiles.

2.2 Situación actual de la máquina dobladora de placas

En los últimos años, la industria de las máquinas dobladoras de rollos en China ha crecido significativamente y sus capacidades de fabricación han mejorado. Esto ha tenido un impacto significativo en la mejora del nivel de fabricación de equipos y en la promoción del proceso de industrialización en China.

1) Principales tipos y características de la máquina dobladora de placas

Las máquinas dobladoras de placas se pueden clasificar en varias categorías en función de diversos factores:

Número de rodillos de trabajo: dos rodillos, tres rodillos, cuatro rodillos o varios rodillos
Disposición de los rodillos: simétrica o asimétrica
Posición del eje del rodillo: horizontal o vertical
Modo de ajuste del rodillo: ajuste hacia arriba o ajuste hacia abajo
Modo de conducción principal: mecánico o hidráulico
Modo de transmisión del rodillo: accionamiento superior, accionamiento inferior o accionamiento completo
Tipo de cuerpo del cojinete: abierto o cerrado (marino)
Función: común o multipropósito
Método de laminación: laminación en frío, laminación en caliente o laminación en tibio
Modo de control: control de corriente fuerte, control NC o control CNC
La Tabla 1 muestra los principales tipos de máquinas dobladoras de placas en función de su número de rodillos de trabajo, disposición de rodillos, métodos de ajuste de posición, etc. Los tipos comunes de máquinas dobladoras de tres rodillos incluyen:

Tipo simétrico
Tipo curva hacia abajo
Tipo horizontal hacia abajo
Rodillo superior tipo cruz (rodillo superior tipo universal)
Otros tipos comunes de máquinas dobladoras de placas incluyen:

Máquina dobladora de cuatro rodillos (tipo común)
Máquina dobladora de dos rodillos
Máquina dobladora vertical de tres rodillos
Máquina dobladora marina

2) Historial de desarrollo y situación actual de la máquina dobladora de placas

La producción especializada de máquinas dobladoras de placas en China comenzó a principios de la década de 1970 con el desarrollo de una máquina dobladora simétrica de tres rodillos con transmisión mecánica. Aunque tenía una estructura simple, no podía doblar previamente los extremos de las placas, lo que resultó en una baja eficiencia de producción y un aumento en los costos de mano de obra y materiales.

A fines de la década de 1970, Changzhi Iron and Steel (Group) Forging Machinery desarrolló con éxito una máquina dobladora de placas de cuatro rodillos con transmisión mecánica que podía doblar previamente ambos extremos de las placas. Sin embargo, esta máquina tenía una estructura grande, un alto consumo de material y un ciclo de fabricación largo.

A mediados de los años 80, la fábrica introdujo la máquina dobladora de cuatro rodillos totalmente hidráulica y la máquina dobladora de tres rodillos con ajuste de nivel hidráulico. Estas máquinas no solo predoblaban la chapa, sino que también completaban el conformado de cilindros después de la soldadura, lo que permitió una mejora de 2 a 3 veces en la eficiencia de trabajo en comparación con el modelo original.

A finales de los años 80, entraron en el mercado chino las máquinas curvadoras de tres o cuatro rodillos controladas por PC y NC. Estas máquinas tenían las funciones de nivelación automática del rodillo de trabajo y elevación sincrónica del rodillo de trabajo en un estado inclinado, con una precisión sincrónica entre los rodillos de trabajo controlada dentro de ±0,2 mm.

A principios de los años 90, Changzhi Forging desarrolló la máquina dobladora de placas de tres rodillos de tipo arco hacia abajo y la máquina dobladora de placas de cuatro rodillos de tipo arco. Estas máquinas podían pre-doblar y laminar la placa en un solo proceso de carga y descarga, y tenían una fuerza de doblado razonable, peso ligero y estructura compacta. La máquina dobladora de placas de cuatro rodillos curvados era particularmente adecuada para laminar cilindros de diámetro pequeño, con un diámetro mínimo de cilindro de 1,1 a 1,2 veces el diámetro del rodillo superior.

A mediados de los años 90, Changzhi Forging adoptó la tecnología de accionamiento principal de confluencia de cuatro motores y la aplicó a la estructura de regulación de tipo descendente horizontal para máquinas dobladoras de tres rodillos a gran escala. La primera máquina dobladora de tres rodillos de tipo descendente horizontal CDW11XNC -140×4000 a gran escala se desarrolló para el Proyecto de las Tres Gargantas y, en 2002, la planta produjo la máquina dobladora de tres rodillos de tipo descendente horizontal CDW11XNC -160/250×4000 para la fábrica de maquinaria química de Nanjing.

En la actualidad, China es capaz de producir la máquina dobladora de placas de tres rodillos con regulación descendente horizontal más grande. Esta máquina puede doblar placas frías con un espesor de hasta 250 mm y placas de bobinas calientes con un espesor de hasta 400 mm. El ancho máximo de la placa que se puede procesar es de 3000 mm a 4500 mm, y la presión del rodillo superior e inferior puede alcanzar de 40000 kN a 60000 kN.

Los principales fabricantes nacionales de máquinas dobladoras de tres rodillos de tipo horizontal descendente a gran escala son Changzhi Forging, Hubei Ezhong y Tai'an Hualu. La figura 2 muestra la máquina dobladora de tres rodillos de tipo horizontal descendente CDW11XNC -40×8000.

Fig. 2 CDW11XNC - Máquina dobladora de tres rodillos de tipo horizontal descendente de 40×8000
Fig. 2 CDW11XCNC-40×8000 Máquina dobladora de tres rodillos de tipo horizontal descendente

La máquina es capaz de laminar placas con un espesor máximo de 40 mm, un ancho máximo de 8000 mm, un límite elástico de 240 MPa y un diámetro mínimo de bobina a plena carga de ø2500 mm, con un diámetro mínimo de bobina de ø900 mm.

La máquina compensa la desviación del rodillo superior mediante el uso de un mecanismo de cuña, accionado por un motor, un reductor y un tornillo, que ajusta la desviación del rodillo inferior.

El sistema NC puede calcular y generar programas automáticamente basados en parámetros como el espesor de la placa, el ancho, el diámetro del tambor, el límite de rendimiento y más, lo que permite el control automático.

Para acomodar el laminado de placas extra largas y delgadas (donde la relación espesor-ancho es pequeña), Changzhi Forging ha desarrollado un nuevo tipo de máquina dobladora de tres rodillos de tipo simétrico u horizontal hacia abajo, que cuenta con un rodillo de respaldo y una viga transversal en el rodillo superior (como se muestra en la Fig. 3).

Fig. 3 CDW11XNC-8×9500 Máquina dobladora de tres rodillos de tipo horizontal descendente
Fig. 3 CDW11XCNC-8×9500 Máquina dobladora de tres rodillos de tipo horizontal descendente

La máquina está accionada principalmente por tres rodillos con un cuerpo de cojinetes basculante, capaz de laminar piezas cilíndricas cerradas. Además, está controlada por ordenador, lo que la hace especialmente adecuada para laminar piezas cilíndricas largas, de paredes delgadas y con múltiples curvaturas.

La máquina dobladora de tres rodillos con un rodillo superior de tipo transversal (rodillo superior de tipo universal) fue fabricada con éxito por primera vez por la Primera Fábrica de Maquinaria Pesada a principios de la década de 1980. A fines de la década de 1980, empresas como Nantong Hengli Heavy Industry comenzaron a producirla profesionalmente.

La máquina solo requiere ajustar el rodillo superior para realizar el laminado y precurvado de placas. El rodillo inferior es fijo, lo que proporciona facilidad de uso para el laminado de material y placas. Sin embargo, la gran estructura de la máquina puede resultar complicada, por lo que es más adecuada para el laminado de placas con un espesor de menos de 80 mm a 100 mm.

La primera máquina dobladora de placas marinas fue fabricada por First Heavy Machinery Factory y Changzhi Forging. Inicialmente, tenía una estructura simétrica con especificaciones como W11TNC-20×8000 y W11TNC-25×9000. A medida que la producción de construcción naval de China creció rápidamente y la industria de construcción naval pasó de débil a fuerte, la máquina dobladora marina se convirtió en un tipo horizontal hacia abajo además de su estructura simétrica.

Esta máquina es capaz de laminar y precurvar piezas de trabajo curvas y cónicas, y puede doblar placas de acero con la ayuda de una matriz de doblado. Funciona tanto como una máquina laminadora como una máquina dobladora. La tecnología de compensación de deflexión para los rodillos de trabajo superiores e inferiores, la tecnología de accionamiento independiente bidireccional del rodillo de trabajo y la tecnología de control numérico para los parámetros del proceso de doblado y plegado han alcanzado un nivel de clase mundial.

Actualmente, la presión máxima descendente del rodillo superior de la máquina dobladora de placas marinas doméstica es de 22000 kN. El ancho de las placas laminadas o dobladas puede alcanzar más de 21000 mm, lo que satisface las necesidades de la industria de la construcción naval.

La figura siguiente muestra la máquina dobladora marina de tres rodillos CDW11TNC-32×13500 de Changzhi Forging y la máquina dobladora marina de tres rodillos de tipo horizontal descendente CDW11TXNC-22000kN×16000 mm, respectivamente. Los principales fabricantes nacionales de máquinas dobladoras marinas incluyen Changzhi Forging, Tai'an Hualu y Nantong Hengli.

Sistema de transmisión principal 2. Bastidor 3. Cilindro principal de aceite 4. Viga superior
Rodillo de trabajo superior 6. Rodillo de respaldo superior 7. Rodillo de trabajo inferior 8. Rodillo de respaldo inferior
Dispositivo de movimiento horizontal del rodillo inferior 10. Viga transversal inferior 11. Viga de conexión
La máquina dobladora de rodillos verticales es una máquina dobladora de rodillos de tres o cuatro rodillos, donde el eje es perpendicular al plano horizontal. El tipo más comúnmente utilizado es la máquina dobladora de rodillos verticales simétricos de tres rodillos.

Changzhi Iron and Steel (Group) Forging ha fabricado equipos como CDW11TNC-36×1000 y 12×2000 para diversas industrias, incluidas las industrias petrolera y química.

La primera fábrica de maquinaria pesada introdujo tecnología de la empresa británica Hugh Smith y diseñó y fabricó una serie de máquinas dobladoras verticales con un solo rodillo principal. Fabricaron una máquina dobladora vertical de 30 000 kN x 3600 mm.

En comparación con las máquinas dobladoras horizontales, las máquinas dobladoras verticales tienen las ventajas de ser livianas, ocupar menos espacio en el piso y tener un menor consumo de energía, lo que lleva a una menor intensidad de mano de obra, particularmente en el laminado en caliente.

La máquina dobladora de dos rodillos tiene un rodillo de acero rígido como rodillo superior y un rodillo elástico con un núcleo de acero envuelto en un revestimiento elástico como rodillo inferior.

El conformado rotatorio con el uso de medios elásticos (RSEM) es un método avanzado de doblado de piezas de chapa metálica con un medio elástico.

Actualmente, empresas como Changzhi Forging y otras tienen la tecnología para diseñar y fabricar estos productos, y la Escuela de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing también ha desarrollado una.

La figura 6 muestra la máquina dobladora de dos rodillos fabricada por Changzhi Forging. El rodillo superior es un rodillo elástico hecho de un núcleo de acero con un revestimiento elástico, mientras que el rodillo inferior es un rodillo de acero rígido. La máquina tiene una estructura de descarga inferior.

Fig. 6 Esquema de una máquina dobladora de placas de dos rodillos
Fig. 6 Esquema de una máquina dobladora de placas de dos rodillos

La máquina dobladora de dos rodillos fue inventada por Kauffman de los Estados Unidos. Desde entonces, países como Gran Bretaña, Japón, Francia, Italia y Rusia también han dominado la tecnología y han producido máquinas herramienta CNC altamente automatizadas. Estas máquinas se utilizan para fabricar diversas piezas de paredes delgadas en industrias como la aeronáutica, la química y los productos civiles. Las piezas incluyen carcasas cilíndricas y cónicas, secciones de tuberías, piezas de paredes delgadas de formas especiales, piezas de paredes delgadas con varias unidades y secciones de placas reforzadas o corrugadas.

En comparación con las tecnologías de doblado de tres y cuatro rodillos, el proceso RESM tiene varias características y beneficios notables:

Alta precisión en el conformado de piezas: El proceso RESM da como resultado un alto grado de precisión en la curvatura y el paralelismo de los bordes después del doblado, siendo el borde recto menor que el espesor de la placa, lo que lo hace ideal para formar láminas porosas y placas acanaladas con capas protectoras.
Alta curvatura y rendimiento: el proceso de doblado por rodillos implica una deformación gradual bajo baja presión, lo que reduce el riesgo de arrugas y grietas durante el conformado. La pequeña fuerza necesaria para el conformado también lo hace adecuado para materiales difíciles de deformar, como aleaciones de titanio, acero inoxidable y materiales compuestos.
Alta eficiencia de producción: El proceso RESM es cómodo de operar y tiene una alta velocidad de rodillo de trabajo, lo que resulta en una mejor productividad laboral.
Buena calidad de superficie: El uso de un medio elástico protege la superficie contra rayaduras durante el doblado y el conformado, preservando la calidad de la superficie, especialmente para chapas con capas protectoras y superficies pulidas.
Sin embargo, también hay algunas desventajas a considerar:

Versatilidad limitada: La necesidad de utilizar revestimientos en el rodillo superior para cilindros con diferentes curvaturas significa que RESM no es ideal para productos con muchas variedades y lotes pequeños.
Limitaciones de espesor de procesamiento: RESM generalmente se limita al procesamiento de láminas de menos de 10 mm de espesor.
En conclusión, la tecnología RESM tiene una amplia gama de aplicaciones potenciales. Actualmente, a medida que la industria química de China y las industrias como las calderas y los recipientes a presión continúan desarrollándose, la demanda de máquinas dobladoras para placas gruesas y de alta resistencia con control numérico está creciendo. Mientras tanto, el desarrollo de las industrias de camiones cisterna y tanques de petróleo está impulsando la necesidad de máquinas dobladoras pequeñas con la capacidad de manejar placas delgadas, tipos superlargos, curvaturas múltiples y control numérico. El futuro de la tecnología de doblado también implicará el desarrollo de unidades de doblado flexibles, con las máquinas dobladoras CNC como centro.

3) Control automático de la máquina laminadora de placas.

La máquina dobladora mecánica generalmente utiliza un control de corriente fuerte, mientras que la máquina dobladora de placas hidráulica emplea un control NC (control numérico). El sistema de control NC se utiliza principalmente para sincronizar el control de posición de los cilindros de aceite en ambos extremos del rodillo de trabajo de manera estática y dinámica.

En el proceso de laminación, el control lo lleva a cabo principalmente el operario en función de su experiencia. Sin embargo, la máquina laminadora de control numérico permite un control automático y ofrece una alta precisión de laminado, eficiencia y facilidad de manejo. Es adecuada tanto para laminados por lotes como para laminados de piezas individuales en lotes pequeños.

En la actualidad, varias máquinas dobladoras como la de tipo horizontal hacia abajo, la de tipo curva hacia abajo, la dobladora de tres rodillos con movimiento transversal del rodillo superior, la dobladora de dos rodillos, la dobladora de cuatro rodillos de tipo ordinario y de arco, la dobladora marina, entre otras, están equipadas con funciones CNC.

El componente principal de estas máquinas es un PLC de procesamiento informático industrial, que no solo sincroniza dinámica y estáticamente los cilindros de aceite izquierdo y derecho del rodillo de trabajo, sino que también calcula y optimiza automáticamente los parámetros del proceso como los tiempos de laminación, la cantidad de reducción en cada ocasión, el movimiento horizontal del rodillo inferior, la velocidad de alimentación de la chapa, el radio teórico de formación, la carga en cada rodillo y el borde recto residual mínimo durante el precurvado. Esta optimización se basa en parámetros como el espesor, el ancho, el diámetro del tambor y el límite de fluencia, entre otros.

Sin embargo, la disposición de los rodillos superior e inferior de la máquina dobladora de tres rodillos está escalonada, lo que dificulta el control de la velocidad de alimentación de la chapa metálica y, por lo tanto, no es posible un control numérico real. La máquina dobladora de cuatro rodillos y la máquina dobladora de dos rodillos, por otro lado, pueden controlar con precisión la velocidad de alimentación de la chapa metálica, lo que permite un control CNC real.

Changzhi Forging ha desarrollado con éxito una máquina dobladora de cuatro rodillos CNC, llenando el vacío nacional y siendo comparable a los productos de los fabricantes avanzados de máquinas dobladoras de placas en todo el mundo.

El rodillo superior de una máquina dobladora de cuatro rodillos con control numérico (NC) es el rodillo impulsor principal, accionado por un motor de CC. La retroalimentación de velocidad y posición se controla a través de un sistema de circuito cerrado, compuesto por un regulador de velocidad de CC, un motor de CC y un codificador fotoeléctrico, para garantizar un control preciso de la alimentación del material en láminas.

El rodillo inferior y los rodillos de ambos lados son accionados por cilindros hidráulicos para el movimiento ascendente y descendente. El PLC (controlador lógico programable) compara la señal de entrada (Ur) con la señal de retroalimentación (Up) recogida por el sensor de desplazamiento y ajusta la señal de entrada (△U) en consecuencia. Esta señal de entrada se convierte luego en formato digital/analógico (D/A) y se utiliza para accionar el sistema hidráulico, lo que garantiza un control preciso de la posición del rodillo inferior y de los dos rodillos.

El sistema de control de la máquina dobladora de cuatro rodillos CNC está compuesto por el siguiente hardware: un controlador de velocidad digital DC Eurotherm serie 590, un PLC Omron C200HX, una interfaz hombre-máquina de pantalla táctil Mitsubishi A970GOT, un sensor de desplazamiento de alta precisión y una pantalla de visualización conectada a la CPU C200HX a través de comunicación estándar RS232.

Basándose en parámetros como el espesor, el ancho, el diámetro, el límite de fluencia y el coeficiente de corrección de la recuperación elástica, la máquina dobladora de cuatro rodillos con control numérico puede calcular y optimizar automáticamente los parámetros del proceso, incluidos los tiempos de laminación, el desplazamiento del rodillo inferior y del rodillo lateral, la velocidad de alimentación de la chapa, el radio teórico de formación, la carga en cada rodillo, la inclinación del rodillo superior y el borde recto residual mínimo durante el precurvado. La máquina también permite el control automático.

El control preciso de la velocidad de avance de la chapa y la posición del rodillo lateral y del rodillo inferior permiten un laminado CNC real. La máquina puede almacenar 100 programas y tiene la capacidad de editarlos y llamarlos, así como funciones como autodiagnóstico de errores, alarma, monitoreo de estado y memoria de apagado.

4) Unidad de procesamiento flexible de bobinas

La unidad de procesamiento flexible de bobinas generalmente está equipada con una máquina laminadora controlada numéricamente y varios otros equipos, incluido un sistema de pretratamiento para la sección frontal de la placa y un sistema de entrega de producto terminado para la sección trasera.

La unidad está controlada por un sistema de control que puede constar de una o varias computadoras, formando un sistema de procesamiento automatizado para la placa de la bobina.

La integración de la información y el flujo de material en el sistema de la máquina plegadora CNC permite un procesamiento eficiente y automatizado de lotes pequeños.

Como resultado, esta unidad ofrece alta precisión, eficiencia y flexibilidad, lo que la convierte en un sistema de fabricación ideal.

Durante el proceso de laminación, el manipulador de carga toma el material de la placa de la mesa de almacenamiento de placas y lo coloca en la mesa de trabajo de carga. Luego, el manipulador alinea la placa y la envía a la máquina dobladora de placas.

A medida que avanza el proceso de laminado, el manipulador fija la pieza de trabajo en función de su forma, espesor y diámetro. Fija la pieza de trabajo desde el interior o ambos lados y la sostiene con la curvatura de la pieza de trabajo hasta que se forma la forma deseada.

Una vez finalizado el proceso de laminado, la máquina principal libera el cuerpo del cojinete y el manipulador de descarga empuja la pieza hacia afuera. A continuación, el manipulador de descarga recoge la pieza y la transporta a la mesa de producto terminado. Finalmente, la máquina principal y los manipuladores vuelven a sus posiciones originales, listos para laminar la siguiente pieza.

Algunas unidades de procesamiento flexible de bobinas también pueden estar equipadas con instalaciones adicionales, como centrado de chapa metálica, inspección cilíndrica y soldadura.

La brecha entre China y los países extranjeros

3.1 Breve introducción de las máquinas dobladoras de rollos en el extranjero

Los principales fabricantes de máquinas laminadoras avanzadas incluyen HAEUSLER en Suiza, SCHAFER en Alemania, PROMAU DAVI MG, SER-TOM y BODRINI en Italia, ROUNDO en Suecia, KURI-MOTO en Japón y HUGH SMITH en Gran Bretaña.

La máquina dobladora de placas de cuatro rodillos de HAUSLER en Suiza es la más reconocida, con una especificación máxima que alcanza los 78000 kN, un espesor de placa de 250 mm y un ancho de placa de 4000 mm, con solo 1,28 veces el espesor de placa restante como borde recto.

En algunas empresas, como la alemana Schafer, la italiana Davi, la italiana MG, la italiana FAC-CIN, la italiana SERTOM y la italiana BODRINI, la máquina dobladora de tres rodillos de tipo horizontal hacia abajo es común y es ideal para laminar placas gruesas y extra pesadas.

En Japón, el tipo de movimiento transversal de rodillos superiores de KURIMOTO (tipo universal de rodillos superiores) es más frecuente, y las máquinas laminadoras de placas marinas a gran escala de la británica HUGH SMITH y la italiana FACCIN tienen un alto nivel de tecnología.

Las curvadoras de tres y cuatro rodillos más utilizadas son las italianas PROMAU DAVI y MG, con un espesor máximo de la curvadora de tres rodillos capaz de alcanzar los 140 mm.

La máquina dobladora de cuatro rodillos de arco CNC de DAVI tiene un accionamiento hidráulico completo y los rodillos de ambos lados están en modo de movimiento de arco. El punto tangente entre el rodillo lateral y el rodillo superior está más cerca de la línea central del rodillo superior, y el diámetro más pequeño del rodillo puede alcanzar 1,1 veces el del rodillo superior.

Los lados rectos restantes son cortos, con una resistencia de fricción casi nula entre los mecanismos. El accionamiento planetario hidráulico está acoplado directamente a los extremos del eje del rodillo superior y del rodillo inferior, lo que proporciona una alta eficiencia de transmisión y un tamaño reducido. Los cojinetes no requieren mantenimiento y no requieren lubricación. La máquina tiene una compensación automática de velocidad lineal para garantizar la coincidencia de las velocidades de los rodillos superior e inferior durante el laminado.

Dispone de control CNC y se pueden calcular y programar automáticamente piezas de trabajo con radios de curvatura simples y múltiples. El programa se puede modificar y almacenar, y se proporciona control en red. Cuenta con una función de visualización en tiempo real con animación 3D y está equipado con REAL AUTO-CAD (CAD/CAM).

3.2 Los principales problemas y la brecha entre China y los países extranjeros

Se estima que China tiene la mayor producción de máquinas dobladoras del mundo, sin embargo, su competitividad general en la industria no es fuerte. Las principales razones son:

En términos de composición del producto, una gran proporción de las máquinas dobladoras de placas nacionales son de tamaño pequeño a mediano y de baja calidad. Si bien hay algunos fabricantes que producen máquinas dobladoras a gran escala con una fuerza de laminación de 40.000 kN y un espesor de 160 mm o más, en su mayoría son importadas. Además, el valor agregado técnico y la tasa de control numérico de las máquinas dobladoras de rodillos nacionales son bajos, y los productos extranjeros dominan el mercado de las máquinas dobladoras de control numérico y las unidades dobladoras de placas flexibles.
Las empresas extranjeras tienen una gran capacidad para ofrecer soluciones integrales, equipos completos y tecnología a los clientes. Por ejemplo, la empresa DAVI ofrece un conjunto completo de equipos de conformado para torres de energía eólica, que satisfacen bien la demanda del mercado interno. Actualmente, solo hay máquinas de doblado individuales disponibles en China.
Es necesario fortalecer la investigación básica sobre el mecanismo de formación, especialmente la formación de láminas extra gruesas y de alta resistencia, la simulación del proceso de formación y el establecimiento de modelos matemáticos.
Los motores hidráulicos domésticos de alto torque y baja velocidad y los reductores planetarios de alto torque y alta relación de velocidad que se pueden acoplar directamente al extremo del eje del rodillo de trabajo son insuficientes para el desarrollo de máquinas dobladoras de placas.
Todavía existe una brecha importante en el desarrollo especializado y la adaptación de los sistemas CNC.
A pesar de los avances en la estandarización de las máquinas dobladoras de placas en China, aún existen diferencias considerables en los tipos de máquinas, configuraciones, parámetros técnicos y seguridad, lo que requiere mayores esfuerzos de estandarización.
La mayoría de los fabricantes nacionales de máquinas dobladoras de placas son empresas privadas de tamaño pequeño a mediano, que carecen de capacidad de desarrollo tecnológico y competitividad general.

Discusión sobre la tendencia de desarrollo de la máquina dobladora de placas en China

El desarrollo de la industria química de China, así como el crecimiento de las industrias de calderas y recipientes a presión, ha llevado a una mayor demanda de máquinas dobladoras horizontales de tres rodillos a gran escala. Estas máquinas se utilizan cada vez más para procesar placas pesadas, placas extra gruesas, placas de alta resistencia y placas compuestas. Al mismo tiempo, el desarrollo de máquinas dobladoras de cuatro rodillos a gran escala está siendo impulsado por la necesidad de un conformado eficiente y preciso, ahorro de material y bordes rectos restantes cortos.
El rápido crecimiento de industrias como la de petroleros y tanques de petróleo ha creado una demanda de máquinas dobladoras de placas pequeñas que puedan manejar placas delgadas, tipos súper largos, curvaturas múltiples y control numérico.
El uso de máquinas dobladoras como equipo de procesamiento principal permite un conjunto completo de configuraciones, lo que brinda a los clientes una solución integral. También vale la pena considerar la solución integral para el conformado de torres de turbinas eólicas.
El desarrollo futuro de las unidades de doblado de placas flexibles se centrará en las máquinas de doblado de control numérico.

Conclusión

Después de décadas de crecimiento, la industria de máquinas dobladoras de China ha establecido un clúster de fabricación bien estructurado y una cadena industrial eficiente, lo que le ha permitido satisfacer mejor las necesidades de la industria de fabricación de equipos nacional e impulsar el proceso de industrialización.

Para fortalecer aún más la industria de fabricación de máquinas dobladoras de placas de China, es importante que la industria aproveche el plan nacional de revitalización industrial. Esto implica acelerar el ajuste de la estructura de productos, transformar y modernizar las empresas, incorporar tecnología avanzada del exterior, mejorar la capacidad de innovación independiente y expandir el alcance de la industria.