No article found
CNC automatizācija – pamati, tehnoloģijas un rentabilitāte
Mūsdienu automatizācijas risinājumi ļauj arī vidējiem uzņēmumiem palielināt ražīgumu un sekmīgi konkurēt starptautiskajā tirgū. Šajā rakstā sniegts pārskats par tehnoloģijām, pielietojuma piemēriem un lēmumu pieņemšanas kritērijiem CNC automatizācijas jomā.
Mūsu CNC robotiKas ir CNC automatizācija?
CNC automatizācija ir CNC apstrādes iekārtu automatizēta iekraušana un izkraušana bez manuālas iejaukšanās. Kamēr CNC vadības sistēma kontrolē instrumentu kustības, automatizācija nodrošina nepārtrauktu materiāla plūsmu: sagatavju padevi, nostiprināšanu, apstrādāto detaļu izņemšanu un novietošanu. Mērķis: maksimāli palielināt vārpstas laiku, vienlaikus samazinot papildu laiku. Kamēr manuāli vadīta mašīna ražo tikai operatora klātbūtnes laikā, automatizēta iekārta ļauj ražot vēlās un nakts maiņās, kā arī nedēļas nogalēs – bez papildu personāla izmaksām. Klāsts sniedzas no vienkāršiem uzkrājuma konveijeriem identiskām detaļām līdz elastīgām, kameru vadītām robotizētām sistēmām, kas apstrādā dažādas detaļu ģeometrijas bez mehāniskas pārkonfigurācijas.
Kāpēc CNC automatizācija kļūst arvien svarīgāka
Demogrāfiskās pārmaiņas smagi skar metālapstrādes nozari. Kvalificētus mašīnu operatorus arvien grūtāk atrast, īpaši lauku reģionos. Automatizācija piedāvā risinājumu: kvalificētais darbinieks tiek atbrīvots no atkārtojošiem darbiem un var koncentrēties uz sarežģītākiem uzdevumiem – programmēšanu, kvalitātes nodrošināšanu, procesu optimizāciju.
Darbaspēka izmaksas Vācijā ir ievērojami augstākas nekā valstīs ar zemām algām. Automatizācija ļauj saražot lielākus apjomus, izmantojot mazāk darbinieku. Šī priekšrocība īpaši izpaužas steidzamu pasūtījumu gadījumā: kamēr konkurenti ir atkarīgi no maiņu darbiniekiem, automatizēti uzņēmumi var ražot naktī un piegādāt preces nākamajā rītā.
Daudzi uzņēmumi apsver iespēju pārvietot ražošanu atpakaļ no ārzemēm. Iemesli: kvalitātes problēmas, gari transporta maršruti, piegādes ķēdes riski. Automatizācija padara šo pārvietošanu ekonomiski izdevīgu, samazinot transporta izmaksas, saīsinot reaģēšanas laiku un nodrošinot tuvumu izstrādes procesam.
CNC automatizācijas tehnoloģijas
Identiskas sagataves tiek uzkrātas uz konveijera vai magazīnā un tiek padotas secīgi.
Priekšrocības: nelielas investīcijas, vienkārša apkalpošana, augsta uzticamība
Trūkumi: tikai identiskas sagataves, lielas pārkārtošanas izmaksas, liela platība
Lietošana: liela apjoma sērijveida ražošana ar retiem produktu maiņas gadījumiem (automobiļu piegādātāju nozare)
Detalju turētāji tiek piepildīti ārēji un mainīti automātiski. Nulles punkta fiksācija garantē augstu atkārtojamību.
Priekšrocības: ļoti īss ievestā stāvokļa iestatīšanas laiks, ārēja paliktņu piepildīšana, augsta precizitāte
Trūkumi: lielas investīcijas paletēs, katrai sagatavei nepieciešama savs palete
Pielietojums: instrumentu un veidņu ražošana, aviācijas rūpniecība
Rūpnieciskie roboti apstrādā visdažādākās detaļu formas. Mūsdienīgās sistēmas izmanto kameru tehnoloģijas sagatavju noteikšanai – mehāniskās pozicionēšanas palīgierīces lielākoties vairs nav nepieciešamas.
Divas galvenās pieejas:
Tieša sagataves pārvietošana: robots tieši satver neapstrādātu sagatavu un ievieto to stiprinājuma ierīcē. Tam nepieciešama hidrauliska/pneimatiska nostiprināšana vai elektriskā griezes momenta uzgriežņu atslēga mehāniskajiem skrūvgriežiem.
Vērpšanas skavas nomaiņa: tiek nomainītas pilnīgas vērpšanas skavas ar nulles punkta fiksāciju. Ātra iekraušana, taču izmaksu ziņā dārga, ja ir daudz dažādu detaļu.
Priekšrocības: augsta elastība, īss kameras pārregulēšanas laiks, iespēja integrēt papildu funkcijas
Trūkumi: augstākas iegādes izmaksas, sarežģītāka nodošana ekspluatācijā
Pielietojums: pasūtījumu izpildītāji, bieži mainīgi produkti mazos un vidējos partijas lielumos
Kameras fiksē sagataves atrašanās vietu un stāvokli, un robots automātiski pielāgo satveršanas kustību. Mehāniskie pozicionēšanas elementi vairs nav nepieciešami.
Priekšrocības: pārregulēšanas laiks mazāks par 5 minūtēm, nav mehānisku atduru, iespējama jaukta sagatavošana
Ekonomiski izdevīgākais risinājums: partijas lielums no 5 līdz 5000 vienībām ar biežām produktu maiņām
Kad ir vērts izmantot CNC automatizāciju?
Lēmuma pieņemšanas kritēriji
Apstrādes laiks: ja vienai detaļai nepieciešams aptuveni 8 minūtes, automatizācija kļūst interesanta partijas lielums:
- Mazās sērijas (5–50 vienības): kameru vadīti roboti
- Vidēja apjoma sērijas (50–1000 vienības): robotizētās sistēmas
- Liela apjoma sērijas (>1 000 vienību): arī uzkrājuma konveijeri vai paliktņu sistēmas
Citi ietekmējošie faktori
Darbs maiņās: īpaši ekonomiski izdevīgi, ja iekārta turpina darboties bez personāla (nedēļas nogalēs, naktī)
Personāla pieejamība: speciālistu trūkuma gadījumā bieži vien vienīgā iespēja izmantot ražošanas jaudu
Kvalitāte: nemainīgs, atkārtojams darbs bez noguruma izraisītām kļūdām
CNC automatizācijas ieviešana
Plānošanas posms
Pašreizējās situācijas analīze:
- Kuras iekārtas automatizēt?
- Detalju klāsts un partijas lielumi?
- Vai ir pieejamas saskarnes?
- Telpu izkārtojums?
Piesprādzēšanas koncepcija: vai ir pieejams rotācijas ievads? Pretējā gadījumā nepieciešama elektriska griezes momenta uzgriežņu atslēga.
Tehniskā integrācija
Saskarnes: Modernās iekārtas: Profibus, Profinet, EtherNet/IP. Vecākas iekārtas: M funkcija un bezpotenciāla kontakts.
Drošība: gaismas barjera, drošības lāzers, cilvēkiem drošs durvju piedziņas mehānisms saskaņā ar mašīnu direktīvu.
Saspraudes: atkarībā no sagataves: skavas, skavas ar skavām, vakuuma saspraudes.
Iekārtu nodošana ekspluatācijā un apmācība
Profesionālā nodošana ekspluatācijā ietver kustību pielāgošanu, komunikācijas pārbaudi un operatoru apmācību. Modernas sistēmas ar grafiskajām saskarnēm: jaunas uzdevumu konfigurācijas veicamas dažu minūšu laikā, nav nepieciešamas programmēšanas zināšanas.
Izaicinājumi un risinājumi
Mašīnas pieslēgums bez rotācijas ievads
Problēma: Daudzām esošajām iekārtām nav rotācijas ievads. Modernizēšana bieži vien izmaksā vairākus desmitus tūkstošu eiro.
Risinājums: Elektriskās griezes momenta uzgriežņu atslēgas automatizē mehāniskos skrūvgriežus. Izmaksas: daļa no iekārtu modernizācijas izmaksām.
Detalju dažādība un elastīgums
Problēma: pasūtījumu izpildītājs ar plašu detaļu klāstu – mehānisko sistēmu pārregulēšanas laikam nepieciešams ilgs laiks.
Risinājums: kameras vadības sistēma automātiski atpazīst sagataves. Pārregulēšanas laiks ir mazāks par 5 minūtēm, pielāgojot satvērēja iespīlēšanas izmēru.
Ierobežots autonomais darbības laiks
Risinājumi:
- SpaceBox sistēmas: vairāk nekā 1500 sīkdetalju vienā SpaceBox vienībā
- Paliktņu noliktavas: vidējs partijas lielums
- Galda ratiņi: liela izmēra sagataves
- Pildīšana iespējama darbības laikā
kvalitātes nodrošināšana
Risinājumu varianti:
- Integrētā mērīšanas tehnika
- Kameru balstīta kļūdu noteikšana
- CNC vadības sistēmas procesa uzraudzība
- Attālināta diagnostika ar brīdinājumu pa SMS/e-pastu
Bieži uzdotie jautājumi par CNC automatizāciju
No 5 līdz 10 vienībām gadījumos, kad bieži mainās produkti. Optimālais apjoms, izmantojot kameru vadību: 5–5000 vienības.
Parasti 1–3 gadi. Ātrāk, ja tiek strādātas nakts maiņas un ražots nedēļas nogalēs.
Jā. Savienojums ir iespējams, izmantojot M funkciju. Elektriskās griezes momenta uzgriežņu atslēgas aizstāj trūkstošo rotācijas ievadu.
Mūsdienīgās sistēmās: 3–5 minūtes jauna pasūtījuma izveidei, nav nepieciešamas programmēšanas zināšanas.
Attālināta diagnostika un brīdinājumi ar SMS/e-pastu. Daudzas problēmas var atrisināt, izmantojot attālināto apkope.
Kameru vadītas sistēmas: pārkonfigurēšana dažu minūšu laikā.
Kompaktas robota šūnas: apmēram 4–6 m² papildus iekārtai.
Pēc apmācības sistēmu apkalpo parastie mašīnu operatori.
Praktiski piemēri no rūpniecības
Uzņēmumi ziņo par ievērojamiem uzlabojumiem: precīzijas detaļu ražotājs uzlaboja piegāžu precizitāti bez papildu kvalificēta darbaspēka – reaģēšanas laiks uz steidzamiem pasūtījumiem samazinājās no vairākām dienām līdz mazāk nekā 24 stundām. Korpusu ražotājs optimizēja darba procesus, personāls koncentrējas uz kvalitātes nodrošināšanu. Lauksaimniecības reģiona apakšuzņēmējs nodrošināja ražošanu, neskatoties uz kvalificētu darbinieku trūkumu, strādājot nedēļas nogalēs un naktīs.
Citi gadījumu pētījumi mūsu klientu atsauksmēs