Automation-fur-Dreh-und-Frasmaschinen-v2

Автоматизація з ЧПУ — основи, технології та економічна ефективність

Сучасні рішення в галузі автоматизації дають змогу навіть середнім підприємствам підвищити свою продуктивність та витримати міжнародну конкуренцію. У цій статті подано огляд технологій, прикладів застосування та критеріїв прийняття рішень у сфері автоматизації з ЧПУ.

Наші роботи з ЧПУ

Що таке автоматизація з ЧПУ?

Автоматизація ЧПУ — це автоматизоване завантаження та розвантаження обробних верстатів з ЧПУ без ручного втручання. Поки система ЧПУ керує рухами інструменту, автоматизація забезпечує безперервний потік матеріалу: подача заготовок, закріплення, виймання оброблених деталей та їх укладання. Мета: максимізація часу шпинделя при скороченні часу простою. У той час як верстат з ручним керуванням працює лише за присутності оператора, автоматизована установка дозволяє здійснювати виробництво у вечірню та нічну зміни, а також у вихідні дні – без додаткових витрат на персонал. Асортимент варіюється від простих накопичувальних конвеєрів для однакових деталей до гнучких, керованих камерами робототехнічних систем, які обробляють деталі різної геометрії без механічного переналагодження.

Чому автоматизація з ЧПУ стає дедалі важливішою

Демографічні зміни сильно позначаються на металообробній промисловості. Кваліфікованих операторів верстатів стає дедалі важче знайти, особливо в сільських регіонах. Автоматизація пропонує рішення: кваліфікований працівник звільняється від повторюваних операцій і може зосередитися на більш складних завданнях — програмуванні, забезпеченні якості, оптимізації процесів.

Витрати на оплату праці в Німеччині значно перевищують показники країн з низьким рівнем заробітної плати. Автоматизація дозволяє виробляти більші обсяги продукції з меншими кадровими витратами. Ця перевага особливо помітна у випадку термінових замовлень: тоді як конкуренти змушені залучати змінних працівників, автоматизовані підприємства можуть виробляти продукцію вночі та доставляти її наступного ранку.

Багато компаній розглядають можливість повернення виробництва з-за кордону. Причини: проблеми з якістю, великі відстані транспортування, ризики, пов’язані з ланцюгами постачання. Автоматизація робить таке повернення економічно доцільним завдяки зниженню транспортних витрат, скороченню часу реагування та близькості до центрів розробки.

Технології автоматизації з ЧПУ

Ідентичні заготовки накопичуються на конвеєрі або в магазині та подаються по черзі.
Переваги: Невеликі інвестиції, просте управління, висока надійність
Недоліки: Тільки ідентичні деталі, значні витрати на переналагодження, великі габарити
Застосування: Масове серійне виробництво з рідкісними змінами асортименту продукції (автомобільна промисловість)

Тримачі заготовок завантажуються зовні та замінюються автоматично. Затискання в нульовій точці гарантує високу повторюваність.
Переваги: дуже короткий час налаштування, зовнішнє завантаження палет, висока точність
Недоліки: значні витрати на палети, для кожної заготовки потрібен окремий піддон на палеті
Застосування: виробництво інструментів та прес-форм, авіаційна промисловість

Промислові роботи обробляють заготовки найрізноманітнішої геометрії. Сучасні системи використовують камери для розпізнавання заготовок, завдяки чому механічні пристрої для позиціонування майже не потрібні.
Два основні підходи:
Пряма обробка заготовки: робот бере заготовку безпосередньо та встановлює її в затискний пристрій. Для цього потрібне гідравлічне/пневматичне затискання або електричний динамометричний ключ для механічних лещат.
Заміна лещат: замінюються повні комплекти лещат із нульовим затисканням. Швидке завантаження, але дорого при роботі з великою кількістю різних деталей.
Переваги: висока гнучкість, короткий час переналагодження з камерою, можливість інтеграції додаткових функцій
Недоліки: Вищі витрати на придбання, складніше введення в експлуатацію
Застосування: контрактне виробництво, часта зміна асортименту продукції при розмірах партій від невеликих до середніх

Камери фіксують положення та орієнтацію заготовок, а робот автоматично коригує рух захвату. Механічні елементи позиціонування не потрібні.
Переваги: час переналагодження — менше 5 хвилин, відсутність механічних упорів, можливість змішаного розміщення
Оптимальний розмір партії: партії від 5 до 5 000 штук із частими змінами асортименту

Коли доцільно впроваджувати автоматизацію з ЧПУ?

Критерії прийняття рішення

Час обробки: автоматизація стає доцільною, починаючи з приблизно 8 хвилин основного часу на деталь розмір партії:

  • Невеликі партії (5–50 штук): роботи з камерою
  • Середні партії (50–1 000 штук): робототехнічні системи
  • Великосерійне виробництво (>1 000 одиниць): також накопичувальні конвеєри або палетні системи

Інші фактори впливу

Робота в кілька змін: особливо економічно вигідно, коли машина продовжує працювати без персоналу (у вихідні, вночі)
Наявність персоналу: у разі нестачі кваліфікованих кадрів це часто єдиний спосіб забезпечити повне завантаження потужностей
Якість: стабільна, відтворювана робота без помилок, пов’язаних із втомою

Впровадження автоматизації з ЧПУ

Етап планування

Аналіз поточного стану:

  • Які машини автоматизувати?
  • Асортимент деталей та розміри партій?
  • Чи є інтерфейси?
  • Яка ситуація з приміщеннями?
Потік матеріалу: де готують заготовки? Куди відправляють готові деталі?
Концепція затискання: чи є обертовий ввід? В іншому разі знадобиться електричний динамометричний ключ.

Технічна інтеграція

Інтерфейси: Сучасні верстати: Profibus, Profinet, EtherNet/IP. Старі верстати: M-функції та безпотенціальні контакти.
Безпека: світлові решітки, захисні лазери, привід дверей із захистом від дотику людини відповідно до директиви щодо машин.
Захвати: залежно від заготовки: щелепні захвати, цангові захвати, вакуумні захвати.

Введення в експлуатацію та навчання

Професійне введення в експлуатацію включає налаштування рухів, перевірку зв’язку та навчання операторів. Сучасні системи з графічним інтерфейсом: нові завдання можна налаштувати за лічені хвилини, знання програмування не потрібні.

Виклики та шляхи їх вирішення

Підключення обладнання без обертового вводу

Проблема: Багато існуючих верстатів не мають обертового вводу. Дооснащення часто обходиться у великі п'ятизначні суми.
Рішення: Електричні динамометричні ключі автоматизують роботу механічних лещат. Вартість: лише частина вартості модернізації обладнання.

Різноманітність деталей та гнучкість

Проблема: Підрядник із широким асортиментом деталей — час переналагодження механічних систем займає багато часу.
Рішення: Система керування камерою автоматично розпізнає заготовки. Час переналагодження становить менше 5 хвилин завдяки регулюванню розміру затиску захвату.

Обмежений час автономної роботи

Рішення:

  • Системи SpaceBox: понад 1 500 дрібних деталей на один модуль SpaceBox
  • Склади для палет: середні розміри партій
  • Стіл-візок: великі заготовки
  • Можливе доливання під час роботи

забезпечення якості

Підходи до вирішення проблеми:

  • Інтегрована вимірювальна техніка
  • Виявлення помилок за допомогою камери
  • Контроль роботи ЧПУ
  • Дистанційна діагностика з оповіщенням через SMS/електронну пошту

Поширені запитання щодо автоматизації з ЧПУ

Від 5 до 10 штук при частій зміні асортименту. Оптимальний діапазон з використанням камери: від 5 до 5 000 штук.

Зазвичай 1–3 роки. Швидше під час нічних змін та виробництва у вихідні.

Так. Можливе підключення через M-функції. Електричні динамометричні ключі замінюють відсутній обертовий ввід.

У сучасних системах: 3–5 хвилин на нове завдання, знання програмування не потрібні.

Дистанційна діагностика та сповіщення через SMS/електронну пошту. Багато проблем можна вирішити за допомогою дистанційного обслуговування.

Системи з камерами: переналагодження за лічені хвилини.

Компактні роботизовані комірки: приблизно 4–6 м² на додаток до верстата.

Після проходження навчання систему обслуговують звичайні оператори верстатів.

Практичні приклади з промисловості

Компанії повідомляють про значні покращення: виробник прецизійних деталей підвищив рівень дотримання термінів поставок без залучення додаткових кваліфікованих робітників — час реагування на термінові замовлення скоротився з декількох днів до менше ніж 24 годин. Виробник корпусів оптимізував робочі процеси, персонал зосередився на забезпеченні якості. Підрядник у сільській місцевості забезпечив виробництво, незважаючи на брак кваліфікованих кадрів, завдяки роботі у вихідні та вночі.

Інші приклади з практики у наших звітах про клієнтів

Наші успішні системи автоматизації з ЧПУ

DMG MORI M1 play
DMG MORI M1

Автоматизація фрезерного верстата DMG MORI M1 з пневматичними лещатами.

HEDELIUS Acura 65 Marathon play
HEDELIUS Acura 65 Marathon

Автоматизація універсального обробного центру HEDELIUS Acura 65 Marathon з механічними лещатами.

MT EVO T32FSY play
MT EVO T32FSY

Автоматизація токарного верстата MT EVO T32FSY для обробки валів у головному шпинделі з кулачковим патроном та контршпинделі з цанговим патроном.

DN Solutions Puma 3100L play
DN Solutions Puma 3100L

Автоматизація токарного верстата DN Solutions Puma 3100L із системою керування Fanuc i Series. Опціональні додаткові модулі: палети, штабелювання та перевертання.

SPINNER TC800 play
SPINNER TC800

Автоматизація токарного верстата SPINNER TC800 із системою керування SIEMENS та головним і контршпинделем. Завантаження з / розвантаження на дві палети.

DMG MORI DMU 50 play
DMG MORI DMU 50

Автоматизація 5-осьового обробного центру DMG MORI DMU 50 із системою керування Heidenhain (застосунок CELOS). Механічна обробка на пневматичних лещатах.

HERMLE C12 play
HERMLE C12

Автоматизація HERMLE C12 із системою керування Heidenhain TNC 640. 5-осьовий обробний верстат із пневматичним затискним пристроєм

TSUGAMI M08DE-II play
TSUGAMI M08DE-II

Автоматизація TSUGAMI M08DE-II із системою керування FANUC Oi-TF. Механічна обробка на головному шпинделі з цанговим патроном.

HURCO VMX 30i play
HURCO VMX 30i

Автоматизація 3-осьового обробного верстата HURCO VMX 30i з лещатами. Заготовки у Spacebox з розпізнаванням камерою.

OKUMA LB3000 EX III play
OKUMA LB3000 EX III

Автоматизація токарного верстата OKUMA LB3000 EX III із системою керування OSP-P500L та головним шпинделем з трикулачковим патроном.

HAAS VF-2SS play
HAAS VF-2SS

Автоматизація 3-осьового фрезерного верстата HAAS VF-2SS із заготовками, що подаються з геометричним замиканням і захоплюються вакуумним захоплювачем.

GF Machining MILL E 700 U play
GF Machining MILL E 700 U

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата GF Machining MILL E 700 U з лещатами. Заготовки у Spacebox з розпізнаванням камерою.

 DN SOLUTIONS PUMA GT3100 LM play
DN SOLUTIONS PUMA GT3100 LM

Автоматизація токарного верстата DN Solutions Puma GT3100 LM з головним шпинделем з кулачковим патроном. Заготовки надані штабелями на двох палетах.

HERMLE C20U play
HERMLE C20U

Автоматизація 5-осьового обробного центру HERMLE C20 U з механічними лещатами, які приводяться в дію електричним динамометричним ключем.

 HERMLE  C400 play
HERMLE C400

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата HERMLE C400 для обробки сталевих заготовок, наданих за допомогою Spacebox

 DMG MORI DMU 60 eVo play
DMG MORI DMU 60 eVo

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата DMG MORI DMU 60 eVo для обробки сталевих заготовок, наданих за допомогою Spacebox

 HAAS ST-25Y play
HAAS ST-25Y

Автоматизація токарного верстата HAAS ST-25Y для обробки пластикових деталей, наданих штабелями на європалетах

 MAZAK QuickTurn 200 MSY play
MAZAK QuickTurn 200 MSY

Автоматизація токарного верстата MAZAK QT200 MSY для обробки відрізків круглого прутка, наданих на SpaceBox

HAAS VF-3 play
HAAS VF-3

Автоматизація 5-осьового верстата HAAS VF-3 для обробки чутливих пластикових корпусів, наданих за допомогою Spacebox

HERMLE C42U play
HERMLE C42U

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата HERMLE C42 U для обробки пластикових деталей, наданих за допомогою Spacebox

DOOSAN DVF5000 play
DOOSAN DVF5000

Автоматизація 5-осьового верстата DOOSAN DVF5000 для обробки пластикових деталей, наданих за допомогою Spacebox

AXA HFB1 duo play
AXA HFB1 duo

Автоматизація верстата для обробки торців AXA HFB1 duo для обробки важких валів, наданих на європалетах

SPINNER U-2520 play
SPINNER U-2520

Автоматизація 3-осьового фрезерного верстата SPINNER U-2520 з 4-ю віссю для обробки профілів, наданих за допомогою Spacebox.

DMG MORI CTX beta 800 play
DMG MORI CTX beta 800

Автоматизація токарного верстата DMG MORI CTX beta 800 для обробки виливків, наданих за допомогою Spacebox.

HURCO VMX30Ui play
HURCO VMX30Ui

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата HURCO VMC30Ui для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих на столі-візку.

DMG MORI CTX beta 1250 TC play
DMG MORI CTX beta 1250 TC

Автоматизація токарно-фрезерного центру DMG MORI CTX beta 1250 TC для обробки виливків, наданих на столі-візку.

HWACHEON Hi-Tech 450BL YMC play
HWACHEON Hi-Tech 450BL YMC

Автоматизація токарного верстата HWACHEON 450BL YMC для обробки великих циліндрів, наданих на європалетах.

POSmill E-1100 play
POSmill E-1100

Автоматизація 3-осьового фрезерного верстата POSmill E-1100 для обробки штабельованих плит, наданих на європалетах.

DMG MORI CMX 70 U play
DMG MORI CMX 70 U

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата DMG MORI CMX 70 U для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих на столі-візку.

MORI SEIKI NL2000 play
MORI SEIKI NL2000

Автоматизація токарного верстата MORI SEIKI NL2000 для обробки виливків, наданих на столі-візку.

MORI SEIKI SL-400 play
MORI SEIKI SL-400

Автоматизація токарного верстата MORI SEIKI SL-400 для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих на столі-візку.

GROB G550a play
GROB G550a

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата GROB G550a для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих на європалетах.

HERMLE C20 U play
HERMLE C20 U

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата HERMLE C20 U для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих на столі-візку.

CHIRON Mill 3000 play
CHIRON Mill 3000

Автоматизація 3-осьового фрезерного верстата CHIRON Mill 3000 для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих за допомогою Spacebox.

MORI SEIKI NTX2000 play
MORI SEIKI NTX2000

Автоматизація токарно-фрезерного центру MORI SEIKI NTX2000 для обробки виливків, наданих на столі-візку.

MAZAK VCN-530C play
MAZAK VCN-530C

Автоматизація 3-осьового фрезерного верстата MAZAK VCN 530C для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих за допомогою Spacebox.

DMG MORI DMU 65 FD play
DMG MORI DMU 65 FD

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата DMG MORI DMU 65 для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих за допомогою Spacebox.

SPINNER U-1520 play
SPINNER U-1520

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата SPINNER U-1520 для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих за допомогою Spacebox.

MAZAK QuickTurn 250M play
MAZAK QuickTurn 250M

Автоматизація токарного верстата MAZAK Quick Turn 250M для обробки циліндричних відрізків, наданих за допомогою Spacebox.

DMG MORI CTX800 beta play
DMG MORI CTX800 beta

Автоматизація токарного верстата DMG MORI CTX800 beta для обробки великих циліндрів, наданих на європалетах.

GILDEMEISTER CTX 420 linear play
GILDEMEISTER CTX 420 linear

Автоматизація токарного верстата GILDEMEISTER CTX 420 для обробки кілець, наданих за допомогою Spacebox.

HERMLE C400 play
HERMLE C400

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата HERMLE C400 для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих за допомогою Spacebox.

GROB G350 play
GROB G350

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата GROB G350 для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих на столі-візку.

MAZAK Integrex i-400 ST play
MAZAK Integrex i-400 ST

Автоматизація токарно-фрезерного центру MAZAK Integrex i-400 ST для обробки циліндрів, наданих на столі-візку.

OKUMA SimulturnLU300-M play
OKUMA SimulturnLU300-M

Автоматизація токарного верстата OKUMA Simul Turn LU300-M для обробки кілець, наданих на столі-візку.

GILDEMEISTER CTX 400 play
GILDEMEISTER CTX 400

Автоматизація токарного верстата GILDEMEISTER CTX 400 для обробки штабельованих відрізків, наданих на європалетах.

MAZAK QuickTurn 200MS play
MAZAK QuickTurn 200MS

Автоматизація токарного верстата MAZAK Quick Turn 200MS для обробки циліндричних відрізків, наданих за допомогою Spacebox

DOOSAN Puma 2600S play
DOOSAN Puma 2600S

Автоматизація токарного верстата DOOSAN Puma 2600S для обробки великих циліндрів, наданих на європалетах.

MAZAK Integrex 200-II SY play
MAZAK Integrex 200-II SY

Автоматизація токарно-фрезерного центру MAZAK Integrex 200-II SY для обробки циліндрів, наданих за допомогою Spacebox.

DMG MORI CLX 350 play
DMG MORI CLX 350

Автоматизація токарного верстата DMG MORI CLX 350 для обробки кілець, наданих за допомогою Spacebox.

MAZAK QuickTurn250 MY play
MAZAK QuickTurn250 MY

Автоматизація токарного верстата MAZAK QT250 MY для обробки валів, наданих на європалетах.

HAAS UMC 750 play
HAAS UMC 750

Автоматизація 5-осьового фрезерного верстата HAAS UMC 750 для обробки пиляних паралелепіпедів, наданих на столі-візку.

DMG MORI CTX beta 1250 TC play
DMG MORI CTX beta 1250 TC

Автоматизація токарно-фрезерного центру DMG MORI CTX beta 1250 TC для обробки валів, наданих на європалетах.

OKUMA LB3000 EX play
OKUMA LB3000 EX

Автоматизація токарного верстата OKUMA LB3000 EX для обробки циліндричних відрізків, наданих на столі-візку.

MORI SEIKI SL-250 play
MORI SEIKI SL-250

Автоматизація токарного верстата MORI SEIKI SL-250 для обробки циліндричних відрізків, наданих на столі-візку.

OKUMA LB35-II play
OKUMA LB35-II

Автоматизація токарного верстата OKUMA LB35-II для обробки циліндричних відрізків, наданих на столі-візку.

DOOSAN Puma TL 2400 LM play
DOOSAN Puma TL 2400 LM

Автоматизація токарного верстата DOOSAN Puma TL2400 LM для обробки валів, наданих на європалетах.

MORI SEIKI SL-204 play
MORI SEIKI SL-204

Автоматизація токарного верстата Mori Seiki SL-204 для обробки відрізків, наданих на столі-візку.

MAZAK QuickTurn250 MY play
MAZAK QuickTurn250 MY

Автоматизація токарного верстата MAZAK QT250 MY для обробки циліндричних відрізків, наданих на столі-візку.

Модуль Вимірювання play
Модуль Вимірювання

Координатно-вимірювальна машина, інтегрована в процес розвантаження, для надійних даних з контролю якості

Модуль Перевертання play
Модуль Перевертання

Станція, інтегрована в процес завантаження, для перевертання заготовок перед OP2

Модуль Попереднього тиснення play
Модуль Попереднього тиснення

Лещата для тиснення, інтегровані у виробничий процес, для вузьких та дуже широких заготовок

Модуль Очищення play
Модуль Очищення

Станція, інтегрована в процес розвантаження, для очищення оброблених заготовок від стружки та мастильно-охолоджувальної рідини

Модуль Маркування play
Модуль Маркування

Станція маркування, інтегрована в процес розвантаження, з надійною карбідною голкою та великим вікном маркування

Модуль Відрізання play
Модуль Відрізання

Модуль розширення відрізання для виготовлення кількох напівфабрикатів з однієї заготовки

Модуль Вирівнювання play
Модуль Вирівнювання

Станція вирівнювання для попереднього позиціонування формованих деталей для орієнтованого за положенням вставляння в обробний верстат

Електричний привід шпинделя play
Електричний привід шпинделя

Автоматизація машинних лещат без обертового вводу, з точним за моментом керуванням моментом затягування

Спеціалізований портал
, присвячений автоматизації з ЧПУ

Відвідайте наш інформаційний портал, присвячений автоматизації сучасних верстатів з ЧПУ. Тут ми ділимося фаховими знаннями, передовим досвідом та практичними порадами щодо застосування робототехніки та оптимізації ЧПУ. Дізнайтеся, як інноваційні технології, такі як SherpaLoader, дозволяють підвищити ефективність виробничих процесів та конкурентоспроможність.

No article found

Домовтеся про демонстрацію!

Ми раді, що оператори можуть налаштовувати та запускати систему без попереднього навчання.

+49 711 2525 744 - 0

info@mafu-sherpa.com

    Надсилаючи форму, я даю згоду на передачу моїх даних відповідно до Політики конфіденційності.

    Ви отримаєте відповідь протягом одного робочого дня.

    Ми зв’яжемося з вами протягом робочого дня.