No article found
Автоматизация с ЦПУ - основи, технологии и икономическа ефективност
Съвременните решения за автоматизация позволяват на средните предприятия да увеличат производителността си и да се конкурират на международно ниво. В тази статия е направен преглед на технологиите, случаите на използване и критериите за вземане на решения за автоматизация с ЦПУ.
Нашите CNC роботиКакво е CNC автоматизация?
Автоматизацията с ЦПУ се отнася до автоматизираното зареждане и разтоварване на обработващи машини за ЦПУ без ръчна намеса. Докато управлението с ЦПУ поема движенията на инструментите, автоматизацията осигурява непрекъснат поток на материала: подаване и захващане на заготовки, изваждане и поставяне на обработени детайли. Целта: максимално увеличаване на шпинделното време, като същевременно се намалява непроизводственото време. Докато една ръчно управлявана машина произвежда само в присъствието на оператора, автоматизираната система позволява производство в късни и нощни смени, както и през почивните дни - без допълнителни разходи за труд. Спектърът варира от прости акумулиращи конвейери за идентични детайли до гъвкави роботизирани системи, управлявани с камера, които могат да обработват различни геометрии на детайлите без механично пренастройване.
Защо автоматизацията на CNC става все по-важна
Демографските промени засягат силно металообработващата промишленост. Все по-трудно се намират квалифицирани оператори на машини, особено в селските райони. Автоматизацията предлага решение: квалифицираните работници са освободени от повтарящи се задачи и могат да се съсредоточат върху по-взискателни задачи - програмиране, осигуряване на качеството, оптимизиране на процесите.
Разходите за труд в Германия са значително по-високи от тези в страните с ниско заплащане. Автоматизацията позволява по-големи количества при по-ниски разходи за труд. Предимството е особено очевидно при спешните поръчки: докато конкурентите разчитат на работници на смени, автоматизираните компании могат да произвеждат през нощта и да доставят на следващата сутрин.
Много компании се замислят за преместване в чужбина. Причините: Проблеми с качеството, дълги транспортни маршрути, рискове във веригата за доставки. Автоматизацията прави това преместване икономически жизнеспособно благодарение на по-ниските транспортни разходи, по-краткото време за реакция и близостта до развитието.
Технологии за автоматизация с ЦПУ
Еднаквите детайли се съхраняват на конвейерна лента или в магазин и се подават един след друг.
Предимства: Ниска инвестиция, лесна експлоатация, висока надеждност
Недостатъци: Само идентични детайли, големи усилия за преоборудване, нужда от голямо пространство
Приложение: Голямо производство с редки промени на продуктите (автомобилна индустрия)
Носачите за детайли се зареждат отвън и се сменят автоматично. Затягането в нулева точка гарантира висока точност на повторение.
Предимства: Много кратко време за настройка, външно зареждане на палети, висока прецизност
Недостатъци: Голяма инвестиция в палети, необходим е един палет за всеки детайл
Приложение: Изработване на инструменти и матрици, авиационна промишленост
Индустриалните роботи се справят с голямо разнообразие от геометрии на детайлите. Съвременните системи използват технология с камери за разпознаване на обработваеми детайли - механичните помощни средства за позициониране са до голяма степен елиминирани.
Два основни подхода:
Директна работа с детайла: роботът хваща директно заготовката и я поставя в притискащото устройство. Изисква хидравлично/пневматично затягане или динамометричен гаечен ключ за механични стяги.
Промяна на стяга: Променят се пълните стяги с нулево затягане. Бързо зареждане, но скъпоструващо при много различни части.
Предимства: Висока гъвкавост, кратко време за пренастройка на камерата, възможност за интегриране на допълнителни функции
Недостатъци: По-високи разходи за придобиване, по-сложно въвеждане в експлоатация
Приложение: Производител по договор, често променящи се продукти с различен размер на партидата
Камерите откриват позицията и ориентацията на детайлите и роботът автоматично регулира движението на захвата. Вече не са необходими механични елементи за позициониране.
Предимства: Време за пренастройка под 5 минути, без механичен ограничител, възможност за смесено осигуряване
Икономично място: Размер на партидата от 5 до 5 000 броя с чести промени в продуктите
Кога си заслужава да се използва CNC автоматизация?
Критерии за вземане на решение
Време за обработка: автоматизацията става интересна от около 8 минути основно време за един детайл размер на партидата
- Малки серии (5-50 броя): Роботи, управлявани с камера
- Средни серии (50-1 000 единици): Системи за роботи
- Големи серии (>1 000 единици): Също така акумулиращи конвейери или палетни системи
Други влияещи фактори
Работа на смени: Особено икономично, ако машината продължава да работи без персонал (през уикенда, през нощта)
Наличие на персонал: Често единственият начин за използване на капацитета при недостиг на квалифицирани работници
Качество: Последователна, възпроизводима работа без грешки от умора
Внедряване на CNC автоматизация
Фаза на планиране
Анализ на състоянието:
- Кои машини се автоматизират?
- Обхват на частите и размер на партидата?
- Съществуващи интерфейси?
- Положението в стаята?
Концепция за затягане: наличен ротационен преход? В противен случай е необходим електрически динамометричен гаечен ключ.
Техническа интеграция
Интерфейси: Съвременни машини: Profibus, Profinet, EtherNet/IP. По-стари машини: M функция и безпотенциален контакт.
Безопасност: светлинна завеса, предпазен лазер, персонално предпазно задвижване на вратата в съответствие с директивата за машините.
Захвати: В зависимост от обработвания детайл: челюстни захвати, цанги, вакуумни захвати.
Въвеждане в експлоатация и обучение
Професионалното въвеждане в експлоатация включва настройка на движенията, тестване на комуникацията и обучение на оператора. Съвременни системи с графични потребителски интерфейси: Нови поръчки могат да бъдат създадени само за няколко минути, без да са необходими познания по програмиране.
Предизвикателства и решения
Свързване на машината без ротационен преход
Проблем: Много от съществуващите машини нямат ротационен преход. Допълнителното оборудване често е свързано с високи петцифрени разходи.
Решение: Ддинамометричните гаечни ключи автоматизират механичните винкели. Разходи: Част от разходите за модернизация на машината.
Вариативност и гъвкавост на частите
Проблем: Производител по договор с широк спектър от части - механичните системи изискват дълго време за пренастройка.
Решение: Управлението на камерата разпознава детайлите автоматично. Време за пренастройка под 5 минути чрез регулиране на размера на захващане.
Ограничено време за автономна работа
Решения:
- Системи SpaceBox: над 1 500 малки части за единица SpaceBox
- Списания за палети: средни размери на партидите
- Количка с маса: големи детайли
- Възможно зареждане по време на работа
осигуряване на качеството
Подходи за решаване:
- Интегрирана измервателна техника
- Откриване на неизправности с помощта на камера
- Наблюдение на процеса на CNC управлението
- Дистанционна диагностика с аларма чрез SMS/електронна поща
Често задавани въпроси за CNC автоматизацията
От 5-10 броя с чести промени в продуктите. Сладък момент за контрол с камера: 5-5 000 броя.
Обикновено 1-3 години. По-бързо за нощни смени и производство през уикенда.
Да, възможен е интерфейс чрез M функцията. Електрическите динамометрични гаечни ключове заместват липсващия ротационен преход.
С модерните системи: 3-5 минути за нова поръчка, без да се изискват познания по програмиране.
Дистанционна диагностика и предупреждения чрез SMS/електронна поща. Много проблеми могат да бъдат решени чрез дистанционна поддръжка.
Системи, управлявани с камера: преобразуване само за няколко минути.
Компактни роботизирани клетки: приблизително 4-6 m² в допълнение към машината.
След обучение нормалните оператори на машини работят със системата.
Практически примери от индустрията
Дружествата съобщават за значителни подобрения: Производител на прецизни части е увеличил надеждността на доставките без допълнителна квалифицирана работна ръка - времето за реакция при спешни поръчки е намаляло от дни на по-малко от 24 часа. Производител на жилища е оптимизирал работните процеси, като персоналът се е съсредоточил върху осигуряването на качеството. Производител по договор в селски район е осигурил производство въпреки недостига на квалифицирана работна ръка чрез производство през уикенда и през нощта.
Допълнителни проучвания на случаи в нашите доклади за клиенти