Автоматизиране на обработващия център: Роботизирани решения за фрезоване

Защо да автоматизирате обработващ център?

Един обработващ център е значителна инвестиция. Машината се амортизира чрез произведените от нея детайли - а за целта шпинделът трябва да се върти. В много предприятия обаче обработващият център не работи през голяма част от деня: през нощта, през уикендите, по време на почивките. Това е неизползван потенциал.

Автоматизацията решава този проблем. Робот поема товаренето и разтоварването на машината и непрекъснато я снабдява с детайли. Производството продължава, дори когато на място няма оператор. Това превръща едносменната машина в производствена система, която може да работи денонощно.

Към това се добавя и недостигът на квалифицирана работна ръка. Трудно се намират квалифицирани оператори на машини, а времето им е твърде ценно за повтарящи се задачи като товарене и разтоварване на детайли. Автоматизацията измества задачите: Квалифицираните работници настройват, оптимизират и контролират - роботът поема рутинните дейности.

Предимства на автоматизацията на обработващия център

Повече часове на шпиндела чрез безпилотно производство

Шпинделното време е решаващата ключова цифра. Тя показва колко часа на ден обработващият център действително обработва детайли. Без автоматизация тази стойност често е от шест до осем часа - ограничена от времето на смените и наличния персонал.

При зареждащ робот отношенията се променят коренно. Машината продължава да произвежда, когато служителите приключат работа. Тя работи през нощта и през почивните дни. Дневно шпинделно време от 16, 20 или повече часа става постижимо - със същата машина и без допълнителен персонал.

Облекчаване на тежестта върху квалифицираните работници и по-ефективното им използване

Ръчното зареждане и разтоварване на обработващия център е монотонно и физически натоварващо. Квалифицираните механици прекарват ценно работно време в очакване на края на цикъла на обработка, изваждане на готовите детайли и зареждане на нови заготовки.

С автоматизацията роботът поема тази рутинна дейност. Вместо това квалифицираните работници се концентрират върху проверката на качеството, оптимизацията на процеса и пускането на нови детайли. Един служител може да се грижи за няколко автоматизирани машини - така се облекчава недостигът на персонал, без да се налага да се жертва опит.

Постоянно качество благодарение на прецизната обработка на детайлите

Хората работят по различен начин - в зависимост от ежедневната си форма, концентрация и рутина. Роботът, от друга страна, позиционира всеки детайл с еднаква точност и затяга с постоянен въртящ момент. Малките вариации при ръчното поставяне, които се натрупват в продължение на серия, се елиминират.

Резултатът: по-малко бракувани изделия поради грешки в позиционирането, по-постоянни резултати от обработката и по-стабилни процеси. Това предимство е особено забележимо при тесни допуски или чувствителни повърхности.

Гъвкавост за малки и средни размери на партидите

Често срещано схващане: автоматизацията е полезна само за големи серии. Обратното е вярно. Съвременните системи са проектирани за бърза смяна на детайла и позволяват икономична автоматизация дори при размер на партидата от 10, 50 или 100 детайла.

Времето за пренастройка е от решаващо значение. Ако смяната на два типа детайли отнема само няколко минути, автоматизацията се изплаща и при по-малки поръчки. Машината произвежда една серия вечерта, а следващата през нощта - без да се налага някой да се намесва между тях.

Концепции за автоматизация на обработващи центрове

Автоматизация на палети срещу автоматизация на детайли

Съществуват два основни подхода към автоматизацията на обработващите центрове. Автоматизацията на палети работи с предварително оборудвани устройства за притискане: Обработваните детайли се закрепват върху палети извън машината, а роботът след това премества пълните палети в работната зона. Тази концепция е особено подходяща за сложни операции по закрепване и за по-дълги времена на обработка.

При автоматизацията на детайлите се прилага различен подход: роботът обработва директно детайлите и ги поставя в устройство за захващане в работната зона. Тази концепция е по-гъвкава за смяна на частите и изисква по-малко инвестиции в палети и системи за захващане в нулева точка.

И двата подхода имат своите основания. Изборът зависи от обхвата на детайлите, времето за обработка и наличните затягащи устройства.

Системи с растерни плочи и магазини

Повечето решения за автоматизация на обработващи центрове работят със системи за механична организация. Обработваните детайли са разположени във фиксирани позиции - върху растерни плочи, в чекмеджета или в магазини. Роботът се движи по предварително зададени координати.

Тези системи работят надеждно с постоянни детайли. Детайлите обаче трябва да се сортират точно в предвидените за тях позиции. Всяка нова геометрия изисква персонализирани решетки или нови приспособления. Усилията за смяна на системата се увеличават с нарастването на разнообразието от части.

Автоматизация без приспособления, управляемая с камеры

При алтернативен подход се избягва фиксираното положение на детайла. Вместо това система от 3D камери записва позицията на всеки отделен детайл в зоната за складиране. Роботът вижда къде се намират детайлите и съответно регулира движението си за захващане.

Това означава, че детайлите могат да се доставят, без да се налага сортиране, което отнема много време. Отрязъците, отливките или кубовете просто се поставят в зоната за откриване. Камерата разпознава позицията и ориентацията им и роботът ги взема. Предимството е особено очевидно при честа смяна на детайлите - няма нужда от растерни плочи, матрици и други специфични за детайлите приспособления.

Серия SherpaLoader® M: автоматизиране на обработващи центрове с управление с камера

Разпознаване на обработваеми детайли с SherpaVision®

Сърцето на SherpaLoader® е лазерната система с 3D камера SherpaVision®. Тя заснема детайлите там, където те действително лежат - без растерни плочи, без матрици, без механични средства за позициониране.

Принцип на работа: Лазерен скенер генерира триизмерен облак от точки на зоната за престой. Софтуерът анализира тези данни, разпознава детайлите въз основа на тяхната геометрия и изчислява оптималната позиция за захващане. Целият процес отнема само няколко секунди. Вграденият защитен капак предпазва оптичните компоненти от стружки и охлаждащо-смазваща течност. Научете повече за принципа на функциониране в раздела Как работи.

Преобразуване за по-малко от 5 минути

При променящи се поръчки всяка минута престой е от значение. SherpaLoader® е проектиран за кратко време за пренастройка: Смяната на детайла отнема по-малко от пет минути.

Това е така, защото няма механични приспособления. Не е необходимо да се сменят решетки, да се препрограмират позиции и да се преобразуват хващачи. Операторът въвежда новата геометрия на детайла чрез диалоговото управление - системата прави останалото автоматично.

Той се управлява чрез 17-инчов сензорен дисплей с интуитивни указания за потребителя. Не се изисква сложно програмиране на робота. Дори служители без специални предварителни познания могат да работят със системата след кратък инструктаж.

Обхват на натоварване от 7 до 225 кг

Серията M на SherpaLoader® покрива целия спектър от операции по фрезоване. Компактните модели M7 и M12 са подходящи за леки детайли в прецизното машиностроене или медицинската техника. Моделите M25 и M50 преместват детайли с тегло съответно до 18 кг и 38 кг - подходящи са за стоманени заготовки, алуминиеви блокове или отливки.

M88 може да обработва тежки детайли с тегло до 73 кг, а M225 е предназначен за още по-тежки детайли. Това означава, че могат да се автоматизират и детайли, които са твърде тежки за много конкурентни системи.

Автоматизиране на обработващи центрове от различни производители

Обработващи центрове DMG MORI

Обработващите центрове на DMG MORI от сериите DMU, CMX и DMC могат да бъдат автоматизирани с SherpaLoader®. Връзката се осъществява чрез Profibus или Profinet - гарантира се директна комуникация със системата за управление. По-старите модели от епохата на Deckel Maho или Gildemeister също могат да бъдат модернизирани.

Обработващи центрове Hermle

Обработващите центрове от серия C на Hermle - от компактния C 12 до големия C 52 - са подходящи за автоматизация с SherpaLoader®. Интеграцията се осъществява чрез системата за управление Heidenhain, като достъпът до магазина за инструменти и транспортьора за стружки се запазва.

Обработващи центрове MAZAK

Обработващите центрове MAZAK от сериите VCN и Variaxis могат да бъдат автоматизирани без намеса в системата за управление Mazatrol. SherpaLoader® комуникира чрез стандартизирани интерфейси - не е необходима модификация от страна на производителя на машината.

Други производители

Принципът на универсалните интерфейси се прилага за всички производители. Обработващите центрове на Okuma, HAAS, Hurco, Spinner и други производители също могат да бъдат автоматизирани с SherpaLoader®. Решаващият фактор не е марката на машината, а основната пригодност за свързване с робот.

Доставка на детайли за автоматизирани обработващи центрове

SpaceBox за хаотично разгръщане

SpaceBox е централната концепция за осигуряване на автоматизация, управлявана от камера. Обработваните детайли се поставят в определена зона без фиксирана последователност. 3D камерата записва позицията на всеки отделен детайл и роботът ги взема един по един.

Тази концепция е особено подходяща за детайли, които са трудно или невъзможно да бъдат подредени. Отрязъци, отливки или заготовки с неправилна форма могат просто да се поставят в SpaceBox - без да се налага да се сортират във времето.

Количка с маса за малки партиди

Количките с маса предлагат мобилна алтернатива на стационарната подготовка на детайлите. Детайлите се подготвят на мобилни колички и се пренасят до робота. След като една количка бъде обработена, тя се сменя с нова.

Това решение е подходящо за компании с често променящи се поръчки. Подготовката може да се извършва далеч от машината, докато производството продължава.

Палети за тежки детайли

За тежки детайли и големи серии се е доказало използването на европалети. Детайлите се подреждат на купчини или на слоеве. Роботът обработва палета слой по слой.

В зависимост от теглото на детайла един палет може да осигури няколко часа автономно производство. Палетите могат да се транспортират с мотокар или палетна количка, което опростява логистиката.

Допълнително оборудване за съществуващи машини

Универсални интерфейси за всички системи за управление

Много компании разполагат с изграден машинен парк със системи за управление от различни производители и поколения. SherpaLoader® е проектиран за универсална съвместимост.

По-новите машини са свързани чрез цифрови протоколи: Profibus, Profinet или Ethernet/IP. По-старите обработващи центрове без модерни интерфейси се свързват чрез свободни M функции и безпотенциални контакти. Този метод работи при всички производители и не изисква промени в съществуващия софтуер за управление.

Интеграция без модификация на машината

Често срещана пречка пред допълнителното оборудване е, че производителят на машината изисква скъпи преобразувания или специфични за производителя компоненти. SherpaLoader® работи независимо от такива спецификации.

Интеграцията се извършва без промяна на системата за управление на машината. Обработващите центрове без ротационен преход също могат да бъдат автоматизирани - електрическо задвижване на шпиндела поема прецизен момент на затягане по време на затягането.

Икономическа ефективност на автоматизацията

Амортизация в рамките на 12 месеца

Инвестициите в автоматизация се изплащат по-бързо, отколкото много компании очакват. По правило една система се изплаща в рамките на 12 месеца, при условие че придобитият капацитет на машината се използва реално.

Изчислението е просто: всеки допълнителен час на шпиндела генерира оборот. Ако обработващият център работи 16 или 20 часа на ден вместо 8 часа, производителността съответно се увеличава. Индивидуалното изчисление на възвръщаемостта на инвестицията преди инвестицията дава яснота за икономическия потенциал.

Повишена производителност чрез удължено време за изпълнение

Най-голямото влияние е извън редовното работно време. Един обработващ център, който работи само през дневната смяна, не работи 16 часа на ден - и още 48 часа през уикенда.

С автоматизацията машината продължава да работи, дори когато на място няма оператор. На практика потребителите съобщават за увеличение на дневното шпинделно време с 10, 14 или повече часа. Научете повече в докладите на нашите клиенти.

Често задавани въпроси относно автоматизацията на обработващи центрове

Кои обработващи центрове могат да бъдат автоматизирани?

По принцип почти всеки обработващ център може да бъде автоматизиран - независимо от производителя, годината на производство или вида на управлението. Решаващите фактори са достъпността на работната зона, наличните интерфейси и видът на захващане на детайлите.

Еднакво подходящи са 3-осните машини, 5-осните обработващи центрове и порталните фрезови машини. Универсалните интерфейси на SherpaLoader® позволяват свързване към системи за управление на Siemens, Fanuc, Heidenhain, Mazak и други производители.

Необходими ли са познания по програмиране?

Не. SherpaLoader® е проектиран за лесна работа. Новите детайли се настройват чрез графично диалогово управление на сензорния дисплей - без програмен код или роботизиран език.

Операторът въвежда съответните параметри: размери на детайла, позиции на захващане, места за съхранение. Системата поема изпълнението автоматично. Дори служители без опит в програмирането на роботи могат да работят самостоятелно след кратък инструктаж.

Колко време отнема монтажът?

Времето за монтаж зависи от условията на място. При благоприятни условия въвеждането в експлоатация, включително инструктаж, е възможно само за няколко дни.

Най-бързият документиран монтаж отне три дни: инсталиране, свързване с машината, настройка на първия детайл и обучение на операторите. Не е задължително машината да е в престой по време на инсталацията - подготвителните работи често могат да се извършват извън пиковите часове.

Съвети за вашия обработващ център

Анализ на изискванията за вашето производство

Всяко производствено предприятие е различно. Гамата от детайли, машините, размерът на партидата и наличното пространство се различават в отделните предприятия. Всичко започва със систематичен анализ на изискванията.

Кои обработващи центрове трябва да бъдат автоматизирани? Кои детайли се обработват най-често? Колко пространство е на разположение? Тази информация се използва за създаване на концепция за автоматизация, съобразена с конкретните изисквания, включително изчисляване на рентабилността.

Демонстрация на живо на вашата машина

Листовете с технически данни осигуряват първото впечатление, но нищо не може да замени разглеждането на системата в действие. Демонстрацията на живо показва как автоматизацията работи на практика: колко бързо се извършва разпознаването на обработваеми детайли, как работи процесът на захващане и колко лесно се управлява.

В идеалния случай тази демонстрация трябва да се проведе директно върху машината, която ще бъде автоматизирана по-късно.

Свържете се с нас сега.