Автоматизация на струга: роботизирани решения за струговите операции

Защо да автоматизирате струга?

Стругът е гръбнакът на много производствени предприятия. Валове, втулки, фланци, пръстени - голяма част от ротационно симетричните компоненти се произвеждат на струг. Натискът за използване е съответно висок.

На практика обаче картината често е различна. Машината чака оператора, който в момента работи с друга система. Тя стои неподвижно по време на обедната почивка, след работа и през уикенда. Много компании използват само малка част от теоретично наличните 168 часа седмично.

Автоматизацията на струга променя коренно тази връзка. Робот поема зареждането и разтоварването на шпиндела, непрекъснато захранва машината със заготовки и отстранява готовите детайли. Производството продължава - дори когато на място няма оператор.

Предимства на автоматизацията на струговете

Повече часове на шпиндела чрез безпилотно производство

Шпинделното време определя икономическата ефективност на струга. Колкото повече часове на ден шпинделът се стругова, толкова повече детайли се произвеждат и толкова по-бързо се амортизира машината.

Без автоматизация шпинделното време често е от шест до осем часа - ограничено от времето на смените и наличния персонал. С зареждащия робот този лимит се измества значително нагоре. Машината продължава да произвежда, когато служителите приключат работа. Тя работи през нощта и през уикендите. Дневното шпинделно време от 16, 20 или повече часа става постижимо.

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

Ръчното зареждане и разтоварване на струга е монотонно и изисква физическо натоварване. Квалифицираните оператори на струговане прекарват ценно работно време в изчакване на края на цикъла на обработка, изваждане на готовите детайли и зареждане на нови заготовки в патронника.

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

При ръчно поставяне на стругован детайл се появяват малки отклонения. Детайлът невинаги се намира точно по един и същи начин в патронника, а натискът на затягане варира в зависимост от оператора и формата на деня. При тесни допуски тези разлики могат да повлияят на резултата от обработката.

От друга страна, роботът позиционира всеки детайл със същата точност. Дълбочината на вмъкване е постоянна и подравняването е възпроизводимо. Резултатът: по-малко бракувани детайли, по-равномерни размери в цялата серия и по-стабилни процеси.

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 струговете

Устройство за подаване на пръти срещу робот

Съществуват два коренно различни подхода към автоматизацията на струговете. Устройствата за подаване на пръти работят с прътов материал: прътът се прокарва през кухия шпиндел, детайлът се отрязва след обработката и прътът се прокарва по-нататък. Тази концепция е подходяща за малки до средни диаметри и големи количества подобни детайли.

Автоматизацията с роботи използва различен подход: роботът обработва отделни заготовки - отрязъци, отливки, ковани заготовки или предварително обработени полуфабрикати. Той ги изважда от зоната за складиране, поставя ги в патронника и изважда готовия детайл след обработката. Тази концепция е по-гъвкава за променящи се части и геометрии.

И двата подхода имат своите основания. Изборът зависи от обхвата на частите, количествата и наличното машинно оборудване.

Системи с ротационни маси и растерни плочи

Повечето решения за автоматизация на струговете работят със системи за механична организация. Обработваните детайли са разположени във фиксирани позиции - върху ротационни маси, в растерни плочи или чекмеджета. 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 държачи или нови пръсти на хващача. Усилията за смяна на оборудването се увеличават с 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 от триона, отливките или кованите заготовки 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 ротационни маси, растерни плочи и други специфични за детайлите приспособления.

SherpaLoader® T-Series: автоматизация на струговете с управление от 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 ротационни маси, без растерни плочи, 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.

Причината за това е, че няма механични приспособления. Не е необходимо да се сменят ротационните маси, да се сменят растерните плочи или да се модифицират пръстите на захвата. 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 T на SherpaLoader® покрива целия спектър от операции по струговане. Компактните модели T7 и T12 са подходящи за патронникови детайли и къси валове в прецизното машиностроене или медицинската техника. Моделите T25 и T50 преместват детайли с тегло съответно до 18 кг и 38 кг - подходящи за цилиндри, втулки или фланци, изработени от стомана.

T88 се справя с тежки струговени детайли с тегло до 73 кг, а T225 е проектиран за още по-големи тежести и дълги валове. Това означава, че могат да се автоматизират и детайли, които са твърде тежки или твърде дълги за много конкурентни системи.

Автоматизиране на струговете от различни производители

Струг DMG MORI

Струговете на DMG MORI от сериите CTX, CLX и NLX 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 Gildemeister също могат да бъдат модернизирани, както и системи за струговане от сериите NTX и CTX TC.

Струг MAZAK

Струговете MAZAK от сериите QuickTurn и Integrex могат да бъдат автоматизирани, без да се намесват в системата за управление Mazatrol. SherpaLoader® комуникира чрез стандартизирани интерфейси - не е необходима модификация от страна на производителя на машината.

Струг OKUMA

Струговете OKUMA от сериите LB и Multus са подходящи за автоматизация с SherpaLoader®. Интеграцията се извършва чрез системата за управление OSP, като съществуващите машинни последователности се запазват.

Други производители

Принципът на универсалните интерфейси се прилага за всички производители. Стругове на HAAS, Hwacheon, Doosan (DN Solutions) 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 стругове

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 цилиндрични заготовки, като например отрязък или отливка. Детайлите могат просто да се поставят в SpaceBox - без да е необходимо време за сортиране в решетки или ротационни маси.

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 тежките струговани детайли и големите 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 имат 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 стругове 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 управлението на машината. Могат да се автоматизират дори стругове без ротационен преход - електрическо задвижване на шпиндела поема прецизния 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 един струг работи 16 или 20 часа на ден вместо 8, производителността съответно се увеличава. Индивидуално 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. Струг, който се използва 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 струговете

Кои стругове могат да бъдат автоматизирани?

По принцип почти всеки струг 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 закрепване на детайлите.

Едношпинделните, двушпинделните и за струговане предназначените центри са еднакво подходящи. Универсалните интерфейси на SherpaLoader® позволяват свързване към системи за управление на Siemens, Fanuc, Mazak, Okuma и други производители.

Необходими ли са познания по програмиране?

Не. SherpaLoader® е проектиран за проста 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, дълбочина на вмъкване. 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 струг

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 стругове трябва да бъдат автоматизирани? Кои детайли се обработват най-често? Колко място 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 създават първо впечатление, но нищо не може да замени огледа на работещата система. 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.