GépészPresszó

CNC, ipari automatizálás, karbantartás, gyártás.

A CNC eszterga automatizálásának lehetőségei

Oszd meg az ismerőseiddel!

Bármely, az üzemben véghezvitt fejlesztés célja közvetve vagy közvetlenül a profitmaximalizálás. Ez történhet a biztonság növelésével, a gépkihasználtság javításával, vagy a gyártott minőségi színvonal emelésével. És mindezek egyszerre is elérhetők úgy, hogy a fejlesztés valamilyen automatizálás révén történik.



Az automatizálás kifejezés a forgácsolókat nem hagyja hidegen. Vannak köztünk, akik hevesen ellenállnak, talán mert gépek által megoldhatatlannak érzik a munkájukat, vagy mert féltik a cégnél betöltött szerepüket, netán mert már nem szeretnének új dolgokat megtanulni. De vannak olyanok is, akik egy izgalmas kihívást, számos új lehetőséget látnak benne. Végre valami olyat, ami nem az ember feladatainak számát növeli, hanem épp ellenkezőleg, a monoton műveletek átvállalásával a kreativitás vagy önmegvalósítás kibontakozásának lehetőségét biztosítja.

Akárhogy is, a legtöbben az automatizálás szót meghallva robotokra, vagy olyan berendezésekre gondolnak, amik munkadarabot pakolnak. De az automatizálás nem merül ki ebben, noha kétségtelenül a szerszámgép “etetése” az egyik leglátványosabb feladat.

Automatizálni annyit jelent, hogy emberi beavatkozást, vagy akár felügyeletet nem igénylő folyamatokat hozunk létre. 


Egy CNC eszterga esetén automatizálható feladatok:

  • ▶ Szerszámbemérés, és offset beírás
  • ▶ Sorjázás, forgács lemosás
  • ▶ Készülék (pl. tokmánypofa) csere
  • ▶ Jelölés
  • ▶ Nullpont kezelés, módosítás
  • ▶ Előtolás figyelés 
  • ▶ Program továbbítás
  • ▶ Munkadarab fordítása, átvétele
  • ▶ Munkadarab adagolás

Ahogy látható, a lista végére helyeztem a munkadarab robottal vagy egyéb módon való adagolását, mert számos egyéb a hatékonyság és gépkihasználtság növelését célzó megoldás is létezik, amik sokkal kisebb beruházást igényelnek, mégis jelentős eredményt hozhatnak. Különösen ha együtt használja őket az üzem.

Egy CNC eszterga gép esetében a profitmaximalizálást az jelenti, ha a gép folyamatosan dolgozik. Azaz anyagot választ le és az elkészült munkadarabok a vevői elvárásoknak megfelelnek. Ehhez a mellékidők minimalizálására van szükség, illetve a forgácsolási technológia maximalizálására. Jobb szerszámmal, megfogással, optimalizált programmal stb. 5-10% -os növekedést lehet elérni átlagosan.
Azonban egy még átgondolatlanul használt gépen a mellékidők redukálásával ennél jóval komolyabb hatékonyság növekedés érhető el.

Nullpont kezelés

Általánosságban elmondható, hogy az esztergált munkadarabok nullpontja egy a főorsó homloktól vett távolság. Állandó készülék és visszatérő munkadarabok esetén ez az érték az első operációban állandó. Amennyiben a program ide vonatkozó részében a program hívása egy rendszer-változónak adott értékkel történik, a nullpont felvétel folyamata elhagyható. 

Mérés

Az előző gondolatmenetet folytatva felmerülhet a jogos kétely, hogy egy két operációban, ellenorsós esztergán készülő munkadarab esetén a darab teljes hossza, vagy akár egyes Z méretek hogyan lesznek jók.

Amennyiben a gépben van bemérő, a mérések elvégzése programba építve megtörténhet, ezzel együtt pedig a korrekciózás is. Természetesen a bemérőt, amennyiben még nincs, meg kell vásárolni, de ez közel sem akkora összeg, mint egy robot. A folyamatok egy része mégis automatizálható vele. 


A CNC vezérlő képességei befolyásolják az automatizálás lehetőségeit is.

Előtolás figyelés

Bizonyos üzemekre igaz, hogy az előtolás potméterrel való “játék” éltartamra, ezzel pedig a szerszám költségekre gyakorolt negatív hatással bír. A dolgozó kényelmét, vagy kényét és kedvét sokszor szolgálja ez az egyébként hasznos kapcsoló, de a hatékonyságot nem. (racionálisan optimalizált folyamatok esetén a felcsavart potméter nem hatékonyság növelés!!!)
a programba beépített I/O alapú előtolás figyeléssel elejét lehet venni az ilyen nem kívánt emberi beavatkozásnak. 

Makro programok

Egy jól előkészített makróval sok hasonló, de részleteiben eltéréseket tartalmazó művelet automatizálható. Változóknak adott helyes értékekkel más és más alkatrész készíthető anélkül, hogy mindig új programot kellene írni. Ez azt jelenti, hogy egy operátor vagy visszafogott gépbeállító tudással rendelkező kolléga is el tudja végezni a feladatot, nem köt le programozót. Ráadásul sokkal gyorsabb is, mintha új program készülne.

Szerszámbemérés

Ha az esztergában van szerszámbemérő, ráadásul motoros a le- és vissza hajtása akkor a szerszámok bemérése vagy ellenőrzése teljesen automatizálható. Ez esetben egy előre megírt mérőprogram végigméri a revfejbe helyezett összes szerszámot, és elindul a gyártás. Lehetőség van arra is, hogy például gyártott darabszám vagy forgácsolással töltött idő függvényében a gép ellenőrizze a szerszám offseteket.



De a gépen belüli bemérés minden esetben csökkenti a nettó gépi főidőt, így a legjobb megoldás a gépkihasználtság növelésének szempontjából a külső bemérő alkalmazása. Ez akár arra is képes, hogy a mért értékeket átvigye a vezérlőbe, így az emberi hibázás lehetőségét kiveszi a rendszerből.


Az Elbo Controlli Nikken szerszámbemérők a magyar piacon is a legelterjedtebbek közé sorolhatók.

Testvér szerszám kezelés

A mérés eredményétől, vagy a forgácsolásban töltött időtől függően lehet a kopott szerszám helyett egy másikat használni. Ha a tárhelyek, szerszámtartók és szerszámok száma lehetővé teszi akár a vezérlő beépített funkciója vagy egy makro program segítségével lehet használni testvér szerszámot. Így a lapka vagy szerszámcsere ideje kitolható, azaz a felügyelet nélküli gyártás ideje növelhető. Amikor pedig egy helyett két lapkát kell cserélni, az csak másodpercekkel vesz több időt igénybe.

Jelölés

Vannak iparágak, speciális területek, ahol a munkadarabokat meg kell jelölni. Erre létezhet több megoldás, akár a gépen belüli is. Azok az idők, mikor kalapáccsal és beütő készlettel kellett elvégezni a feladatot, elmúltak. Az esztergaközpontokon gravírozó szerszámmal, külső állomáson pedig akár lézerrel is el lehet végezni. Ezek a módszerek esztétikusabb eredményt hoznak lényegesen rövidebb idő alatt. 


Lézerrel gyors, esztétikus alkatrész jelölés történhet, és a legtöbb automata cellába is integrálható.

Tisztítás és sorjázás

Ahogy a gravír vagy jelölés, a sorjázás vagy tisztítás is történhet a gépen belül. Akár a programba írt minimális módosítással, rugós vagy kefe jellegű szerszámmal. Nem számottevő költség, de a csomagolás előtti plusz egy művelet kiiktatható.
De vannak ennél is professzionálisabb megoldások, ún. külső mosó vagy sorjázó állomások. Ezek a speciális gépek ugyan nagy helyet vesznek igénybe és költség oldalon is jól láthatók, ámde sokkal jobb minőségű munkát végeznek, mint egy ember, aki kedvétől és motivációjától függően jól vagy kevésbé jól látja el a feladatát. 

Munkadarab fordítás vagy átvétel

Két orsós, azaz ellenorsós gépeken természetes, hogy az első és második, akár egy harmadik operáció a gépen belül történik. Pontos és gyors módszer komplex alkatrészek forgácsolására. Van azonban egy olyan megoldás, ami nagyszerűsége ellenére nem elterjedt. Az Okuma által fejlesztett ARMROID olyan beépített automatizálási megoldás, kvázi robotkar, ami az előgyártmány pakolásán túl mosásra, támasztásra és a darab forgatására is képes. Tény, hogy nem a leggyorsabb, de nem is ez a célja. Programozása ugyanis egyszerű, a beépített ütközésvédelmi funkciónak köszönhetően biztonságos, és rendkívül sokoldalú. Tökéletes példa annak a sztereotípiának a megdöntésére, miszerint az automatizálási megoldások rugalmatlanok és csak egy specifikus feladatra alkalmasak. 


Az Okuma Armroid egy viszonylag új megközelítés, aminek legnagyobb előnye, hogy a gép és robot vezérlés és programozás azonos felületen történik.

Készülék, azaz tokmánypofa csere

Az SMW KNCS-matic tokmánya egyetlen dologban számít különlegesnek. Ez pedig a pofák robottal való cseréje. Nem csak az első operáció során használt kemény vagy körmös pofa, hanem a második, már megmunkált felületre fogó puhapofa is olyan visszaállási pontosságra képes, ami ha nem sérült meg a szorítási felület, a robottal elvégezhető. Ez pedig megválja a jegyet az egyedi és kisszériás gyártás robotizálásának világába.



Munkadarab csere automatikusan

Az automatizált eszterga “etetés” nem új találmány. Egyik legegyszerűbb, és nagyon régi módja a rúdadagoló használata. Igaz, hogy ezek is nagyon sokat fejlődtek az elmúlt években, képesek automatikusan cserélni a rudat, hosszabb anyagot adagolni és nagyobb sebességgel forgatni.


LNS rúdadagoló

Vannak az ún felsőpályás adagolók, vagy gentry loaderek, amik előre darabolt alkatrészeket vagy öntvényeket képesek pakolni a gépbe ill. kivenni onnan.
A frontorsós gépeken a darab fordítását, egyik orsóból a másikba helyezését is elvégzi, mielőtt a kész állomásra teszi őket. 

A kobotok, azaz kollaboratív robotok képesek fénykerítés és kerítés cella nélkül, az ember közelében dolgozni. Könnyen mozgathatók és kis gyakorlással programozhatók. Egyetlen hátrányuk, hogy relatív kisebb súlyok mozgatására alkalmasak. Cserébe költséghatékony, flexibilis és megbízható megoldást nyújtanak.

A robotok az automatizálás csúcsa, ha úgy tetszik teteje. Alapvetően sokféle megoldás létezik. Némileg külön válnak a kisebb szériákat automatizáló megoldások. Ezekre igaz, hogy rugalmasak, egyszerűek. A Halter megoldása tipikusan ilyen. Gép mellé mozgatható robot állomás. Benne az ipari robot minden előnyével, mint nagy teherbírás, gyorsaság és tartósság. De nem nélkülözve a robotok egyszerű használhatóságának előnyeit sem. 

És vannak a specifikus feladatra épített robotcellák, tipikusan a nagy sorozatok gyártására. Ezek azok, ahol a folyamatok olyannyira biztosítottak, hogy messze a legnagyobb folyamatbiztonságot produkálják. A készülék, a robot és az összes integrált elem a cella működését összefogó PLC vezérlés által van összefogva. A begyűjtött jelek igazolják vissza a cella minden részének állapotát, és ezek függvényében történik vagy nem történik a gyártás. Az ilyen cellák a legnagyobb volumenek gyártására alkalmasak és a legkisebb módosítás is komoly mérnöki tudást igényel. A cella működésének csak egy része, igaz fontos része a stabil forgácsolás, ahol nem csak a munkadarab mérete vagy geometriája a lényeges, hanem például az is, hogy milyen forgács képződik. Ugyanis a keletkezett forgács is okozhat problémát. 



Az automatizálás nem egyenlő a robotizálással

Az automatizálás elkezdéséhez nincs feltétlenül szükség milliókra, tízmilliókra. És még csak az sem igaz, hogy az ország legjobb mérnökei nélkül kár belevágni. Ami biztos viszont, hogy

▶ progresszív gondolkodás

▶ probléma megoldás

▶ átgondolt, strukturált gyártási folyamatok

kellenek hozzá. 


A Halter robotok hazai forgalmazója a Prevotex Kft.

Automatizálni a Presszó értelmezésében annyit jelent, mint emberi beavatkozás nélküli folyamatokat létrehozni azért, hogy a tehetséges, rugalmas és gondolkodó ember más, a vállalat számára nagyobb értéket teremtő folyamatokra koncentrálhasson, kiélhesse kreativitását. A cél, hogy a termelésre hivatott gép termeljen, a nehezen elérhető munkaerő pedig más, egyenlőre még nem automatizálható feladatokat végezzen.

Szerző: Sipos Ádám