Automatyzacja istniejących maszyn w prosty i ekonomiczny sposób

Automatyzacja maszyn w prosty i ekonomiczny sposób Wassermann Technologie

Każda firma, która zajmuje się obróbką skrawaniem, musi obecnie zmierzyć się z wieloma wyzwaniami. Rosnąca presja kosztów, wąskie gardła w przepustowości, problemy z łańcuchem dostaw i brak wykwalifikowanych pracowników to tylko kilka z najważniejszych wyzwań. Ci, którzy chcą teraz zaspokoić zwiększony popyt za pomocą zautomatyzowanych obrabiarek, napotykają na ograniczone możliwości. Istniejące maszyny można jednak w niedrogi sposób zautomatyzować również w późniejszym czasie.

Wiele firm obecnie nadal zmaga się z konsekwencjami kryzysu motoryzacyjnego z 2019 r. i skutkami pandemii COVID-19 od 2020 r. – spadkiem obrotów, zysków i wykorzystania mocy produkcyjnych. Zatory płynnościowe i praca w niepełnym wymiarze godzin w niektórych przypadkach mają wpływ na te przedsiębiorstwa jeszcze dzisiaj.

Ponowny wzrost zapotrzebowania na komponenty i podzespoły w sektorze budowy maszyn spowodował, że w wielu firmach obudziła się chęć rozbudowy mocy produkcyjnych. Duże inwestycje wciąż jednak wiążą się z ryzykiem ekonomicznym. Ponadto rynek obrabiarek zmaga się obecnie z bardzo ograniczoną dostępnością i nieprzewidywalnymi czasami dostaw. Z tego powodu również używane maszyny są obecnie sprzedawane po bardzo wysokich cenach.

Podejście do zwiększenia mocy produkcyjnych poprzez modernizację istniejącego parku maszynowego i/lub uzupełnienie go o nową maszynę z automatycznymi funkcjami wydaje się właściwe i skuteczne. Zalety zautomatyzowanej obrabiarki są oczywiste. Obrabiarki mogą być użytkowane bezobsługowo, a czasy przygotowania są analogiczne do czasu obróbki. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie wzrostu wydajności w porównaniu z ręcznymi procesami ustawiania. 

Takie podejście, które polega na łączeniu nowych centrów obróbczych ze specyficznymi dla producenta rozwiązaniami automatyzacji, nie zawsze jednak jest najlepszym rozwiązaniem. Zwłaszcza dla firmy zorientowanej na zrównoważony wzrost.

Motywacją do zakupu rozwiązania automatyki bezpośrednio od producenta przy inwestycji w nową obrabiarkę jest zazwyczaj rzekoma prostota tego rozwiązania. Takie podejście bez problemu sprawdza się także w przypadku właśnie tej nowej obrabiarki. Na tym jednak kończą się zalety tego wariantu.

Z reguły w procesach obróbki skrawaniem w przedsiębiorstwie biorą udział nie tylko nowe obrabiarki. Wręcz przeciwnie – ze względu na specjalne wyposażenie, wersje dla klientów, istniejące programy lub wewnętrzne procesy – firmy są często uzależnione od niektórych użytkowanych od jakiegoś czasu maszyn, których nie można szybko ani łatwo zastąpić nową maszyną. Zazwyczaj są to klasyczne maszyny, które mogą stanowić w procesie wąskie gardło.

Co więcej, nawet przy dwukrotnie większej wydajności nadal mogłyby to być zbyt niskie wartości. Często producenci tych maszyn nie są w stanie zaoferować odpowiedniego rozwiązania, które pozwoliłoby zmodernizować te niezwykle ważne dla przedsiębiorstwa produkcyjnego urządzenia.

Nie zawsze musi to być nowa obrabiarka

Osiągnięcie większej wydajności jest możliwe także bez zakupu nowej maszyny wyposażonej w zintegrowaną automatykę. W takim przypadku należy jednak najpierw sprawdzić, czy istniejąca maszyna może zostać doposażona w automatykę. Z doświadczenia wielu firm wynika, że to często najbardziej opłacalny sposób. Z reguły właśnie w automatyzacji już używanych maszyn tkwi duży potencjał wzrostu wydajności.

Takie maszyny są zazwyczaj nadal wystarczająco sprawne technicznie, aby zapewnić pierwszorzędną jakość produkcji. Dzięki automatyzacji narzędzi i/lub innych procesów obróbczych można zwiększyć produktywność bez obniżania jakości produkowanych części. Zorientowana na zapotrzebowanie automatyzacja już używanych maszyn daje potencjalne możliwości. Szybko prowadzi do większej przepustowości, większej liczby godzin pracy wrzeciona i lepszych marż przy tej samej strukturze personelu.

Na rynku dostępne są rozwiązania z zakresu automatyzacji, w które można doposażyć wiele istniejących maszyn – niezależnie od producenta obrabiarki. Korzyści z doposażenia są więc dość oczywiste również od strony handlowej. Ponieważ nadal można używać posiadane już maszyny, oszczędza się na inwestycji w nową obrabiarkę do końca planowanego lub nieplanowanego okresu użytkowania.

Znacznie ważniejsze jest jednak to, że większą przepustowość, większy obrót i tym samym lepsze marże można osiągnąć właśnie na maszynie, która do tej pory często była wąskim gardłem. Ponadto automatyzacja już posiadanych maszyn wychodzi naprzeciw coraz ważniejszym trendom cyfryzacji. Takie podejście jest również zrównoważone i oszczędza zasoby poprzez zwiększenie czasu pracy istniejących maszyn.

Odpowiednie rozwiązania są dostępne zarówno w zakresie obsługi obrabianych elementów, jak i narzędzi oraz są już stosowane w wielu przedsiębiorstwach.

Kiedy zrobotyzowana obsługa ma sens?

Często najlepszym rozwiązaniem dla automatyzacji wielu procesów obróbczych jest ich robotyzacja. Dotyczy to zwłaszcza procesów, w których obrabiane są duże partie materiałów o niewielkiej zmienności. W takich przypadkach roboty są bardziej ekonomiczne ze względu na stosunkowo niskie koszty inwestycyjne.

Roboty są doskonałym rozwiązaniem do automatyzacji procesów produkcyjnych, które spełniają następujące wymagania:

  • duże wielkości partii,
  • niska waga obrabianego elementu,
  • mały asortyment części,
  • niewielka liczba wariantów,
  • regularnie powtarzające się produkty.

Ponadto systemy te są odpowiednie np. dla tokarek, gdzie ręczne procesy wprowadzania wymagają obecnie wysokiego nakładu siły roboczej. W produkcji stwarza to więc duży potencjał dla rozwoju elastycznych form produkcyjnych. Przy odpowiednim zaplanowaniu roboty mogą być stosowane w kilku systemach i stanowić automatyzację tam, gdzie w danym momencie jest największe zapotrzebowanie.

W rozwiązaniach automatyzacji przy wykorzystaniu robotów istotne jest dokładne zaplanowanie dostarczania obrabianych przedmiotów. Pomocne mogą być elastyczne systemy modułowe – począwszy od półki na jednym poziomie, poprzez magazyn szufladowy, aż po elastyczne rozwiązania okrągłych regałów z możliwością zmiany wymaganych chwytaków.

Ponadto uchwyty obrabianych elementów we wszystkich systemach mogą być optymalnie skonfigurowane pod kątem konkretnych komponentów. Do tego zawsze dołączany jest intuicyjny i przyjazny dla użytkownika interfejs HMI.

Kiedy automatyzacja obrabianych elementów przy użyciu palet mocujących ma sens?

Kiedy obsługa palet jest zautomatyzowana, zawsze zyskujemy dwa efekty –znacznie wzrasta wydajność, a inwestycja zwraca się w krótkim czasie. Dzięki elastycznemu systemowi, który jest np. zdolny do obsługi wielu maszyn i idealnie nadaje się do małych wielkości partii, produkcja staje się automatycznie dużo bardziej wydajna.

Jeśli spojrzeć na typowe centra obróbcze, rozwiązania automatyki oparte na robotach nie są już najbardziej efektywnym rozwiązaniem. W przypadku tego typu rozważań, które dotyczą automatyzacji, należy raczej zwrócić uwagę na rozwiązania oparte na paletach mocujących.

Zalety techniki mocowania w pozycji zerowej w skrócie:

  • znaczne wydłużenie czasu pracy maszyny,
  • do 90% krótszy czas przygotowania do pracy,
  • jednolite interfejsy dla wszystkich maszyn,
  • wysoka powtarzalność < 5 µm,
  • pozycjonowanie i mocowanie podczas jednej operacji,
  • bardzo szybka zmiana obrabianego elementu i zamocowania,
  • najwyższe gęstości upakowania przy minimalnej powierzchni,
  • jednoczesny czas załadunku i obróbki,
  • elastyczne wykorzystanie palet,
  • możliwość połączenia wielu maszyn.

Nawet w przypadku maszyn, które nie są przygotowane do automatyzacji, istnieją możliwości pozwalające na ich automatyzację. Firmy Andreas Maier i Wassermann opracowały rozwiązanie, które umożliwi podłączenie wszystkich wymaganych mediów i zastosowanie odpowiednich kwerend do istniejącej maszyny za pośrednictwem rozwiązań automatyzacyjnych.

Automatyzacja istniejących maszyn w prosty i ekonomiczny sposób zdjęcie w treści artykułu

Wszystkie interfejsy mogą być doposażone – począwszy od sterowania otwieraniem, zamykaniem i nakładaniem, poprzez wydmuchiwanie i zdmuchiwanie, aż po zapytanie o bolce mocujące.

Za rozbudową obrabiarki o system automatyzacji narzędzi przemawiają następujące powody:

  • wraz z instalacją automatyki paletowej przy większym zakresie części automatycznie wzrasta zapotrzebowanie na większą liczbę narzędzi w całym systemie,
  • zwłaszcza starsze maszyny mają często tylko mały zasobnik narzędzi, przez co nie są dostatecznie przygotowane do pracy w trybie bezobsługowym,
  • ze względu na brak miejsca magazyn narzędzi nie pozwala na składowanie bliźniaczych narzędzi o identycznej konstrukcji, co pociąga za sobą ryzyko w zakresie jakości części,
  • znaczne przestoje obrabiarki są spowodowane ręcznymi procesami ustawiania narzędzi, które to procesy nie mogą przebiegać równolegle z obróbką.

O Autorze

Victoria Sonnenberg jest redaktorem w wydawnictwie Vogel Communications Group

Tagi artykułu

MM Magazyn Przemysłowy 5-6/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę