Automatyzacja obrabiarek – trend coraz bardziej pożądany
Adobe Stock – mpodruckiDuża precyzja i tempo procesów obróbczych, wysoka jakość i mniejsza liczba błędów – to tylko kilka najważniejszych zalet obróbki CNC. Stale rosnące wymagania co do wydajności procesów produkcyjnych sprawiają jednak, że rośnie także presja dalszej automatyzacji obrabiarek.
- Automatyzacja procesów obróbczych może zapewnić wiele dodatkowych korzyści
- Najczęściej automatyzacji podlegają wymiana narzędzi, systemy transportu i pomiaru narzędzi
- Coraz częściej automatyzowane są również procesy krótkoseryjne i produkcja jednostkowa
- Nowe technologie będą stwarzać nowe możliwości automatyzowania procesów produkcyjnych
- Zaawansowane obrabiarki będą konkurować zakresem oferowanych funkcjonalności
Nowoczesne obrabiarki są już dość mocno zautomatyzowanymi maszynami, jednak oczekiwania rynku sprawiają, że cały czas jesteśmy świadkami dalszej automatyzacji procesów obróbczych.
– Dobrze zaprojektowana automatyzacja procesu potrafi zastąpić pracę wielu operatorów. W czasie, kiedy koszty pracownika są na wysokim poziomie, a pandemia zmusza wszystkich do ograniczania kontaktów międzyludzkich, automatyzacja staje się nieuchronna przy planowaniu nowych inwestycji – tłumaczy Grzegorz Kominek, prezes zarządu Chiron Polska.
Liczne korzyści z automatyzacji obrabiarek
Korzyści z wykorzystania dobrze zaprojektowanej automatyzacji są oczywiste i stosunkowo szybko rekompensują nakłady na inwestycje. Trudno wymienić najważniejsze zalety automatyzacji, ponieważ każdy proces jest inny i należy traktować go indywidualnie.
Jak wymienia Grzegorz Kominek, takimi zaletami niewątpliwie są: ograniczenie kosztów pracownika (np. 1 robot zastępuje 3 pracowników w pracy zmianowej), eliminacja błędu ludzkiego, powtarzalność procesu, brak przerw w pracy spowodowanych np. urlopem, możliwość pracy w trudnych warunkach, możliwość integracji z pozostałymi procesami w firmie, lepiej zorganizowany przepływ materiału, a także oszczędność miejsca.
– Wdrożenie zaawansowanej automatyzacji wymaga jednak dobrego przygotowania i szkolenia dla personelu. Zarówno obsługa, automatycy programiści, jak i służby utrzymania ruchu powinni być właściwie przeszkoleni – kontynuuje Kominek. – Bardzo wiele maszyn pochodzących z Grupy Chiron pracuje w przemyśle automotive. Stąd od dawna oferujemy gotowe zaawansowane systemy automatyzacji „pod klucz”, projektowane i budowane przez naszych inżynierów w Niemczech.
Jak zauważa Michał Reda, Sales Coordinator – New Technologies w Yamazaki Mazak, definiując korzyści jako maksymalizację użytecznego czasu pracy maszyny dla produkcji, którą coraz częściej charakteryzuje mała wielkość serii i zróżnicowany asortyment – kluczowe znaczenie mają zależności między personelem, cyfrowym systemem przepływu informacji i technicznym systemem wytwarzania.
– Warto zaznaczyć, że do rozbudowy tzw. warstwy wytwórczej o automatyczne urządzenia peryferyjne musimy dysponować maszynami, które zapewniają wysoką stabilność procesu obróbki, i właściwie zorganizować produkcję, stosując m.in. technologię grupową – dodaje Michał Reda.
Te obszary warto automatyzować
Obecnie sterowane numerycznie urządzenia do obróbki są tak skonstruowane, że proces jest wykonywany automatycznie, a detal w większości przypadków jest wykonywany na gotowo.
– Manualna ingerencja operatora ogranicza się w tym przypadku do załadunku i rozładunku detalu oraz uruchomienia procesu – wyjaśnia Michał Tokarczyk, inżynier ds. sprzedaży w firmie APX Technologie. – Zwiększenie korzyści może przynieść automatyzacja właśnie tego obszaru, czyli zastąpienie operatora robotem. Przesunięcie go ze stanowiska żmudnego i obciążającego procesu wymiany detali do nadzoru nad obróbką oraz (w ramach zwolnionego czasu) powierzenie mu obowiązków nadzorczych i kontrolno-pomiarowych.
Na kwestię powiązania obrabiarek z funkcją transportu i magazynowania zwraca uwagę Michał Reda, według którego może to przynieść wzrost jej wykorzystania co najmniej o 20%. Jak tłumaczy przedstawiciel firmy Mazak:
– Zastosowanie automatycznych, wielonarzędziowych magazynów w obrabiarce znacznie skróci czas jej przezbrojenia, a centralne zautomatyzowane systemy transportu, ustawiania i pomiaru narzędzi praktycznie wyeliminują tego typu czynności na maszynie. Roboty przemysłowe i systemy wyposażone w automatyczne zmieniacze palet wraz z magazynem oprzyrządowania, części i wyrobów gotowych zapewniają autonomiczną i nieprzerwaną pracę centrum obróbczego w dłuższym okresie.
I dodaje, że korzyścią z zastosowania rozwiązań automatyzujących procesy obróbcze w podsystemie wytwarzania i przepływu materiałów jest również możliwość przekwalifikowania personelu. Proste, powtarzalne czynności, niekiedy uciążliwe dla zdrowia, zastępujemy robotami, a personel kierujemy na stanowiska obsługowe.
Dalsza automatyzacja procesów obróbczych oczekiwana
Automatyzacja procesów wieloseryjnych produkcji masowej jest już niejako standardem, ponieważ pracuje się nad nią i optymalizuje ją od wielu lat. Według Michała Tokarczyka obecnie automatyzacja wchodzi na nowe obszary procesów krótkoseryjnych i produkcji jednostkowej. Celem jest stworzenie jak najbardziej uniwersalnego stanowiska pracy, aby nawet pojedynczo zlecone detale były wytwarzane na gotowo w procesie w pełni zautomatyzowanym, z minimalną ingerencją operatora.
Dalsze możliwości automatyzacji procesów obróbczych będą stwarzać nowoczesne technologie, które będą stanowić ważny element czwartej rewolucji przemysłowej. Jak mówi Michał Reda:
– Wraz z rozwojem technologii IT w dobie Przemysłu 4.0 mamy już możliwość korzystania z inteligentnych sterowników CNC i systemów CAM. Systemy te automatycznie generują optymalne programy NC na podstawie importu modeli 3D i bazy wiedzy wszystkich zrealizowanych wcześniej procesów, co znacznie skraca czas przygotowania i wdrożenia do produkcji.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Centra obróbcze coraz bardziej funkcjonalne
Zmiany na rynku – zarówno w sferze oczekiwań konsumentów, jak i rozwoju technologii – przynoszą stałe poszerzanie oferty maszyn do różnych metod obróbk, m.in.: obróbki skrawaniem, elektroerozyjnej, metodą wytrysku, druku 3D.
– Ich producenci starają się konkurować już nie tylko ceną, ale przede wszystkim zakresem oferowanych funkcji, w tym możliwościami automatyzacji obsługi maszyn oraz transportu międzyoperacyjnego detali – mówi Arkadiusz Morzyk, Sales Manager Robodrill w FANUC Polska. – Rozwojowi tego trendu sprzyja to, że na rynku coraz trudniej znaleźć wykwalifikowanych operatorów – zarówno do obsługi maszyn, jak i takich, którzy potrafiliby szybko napisać program i go wdrożyć w odpowiedzi na bieżące potrzeby produkcji.
Historycznie na rynku królowały obrabiarki zadaniowe, dedykowane do obsługi długich serii produkcyjnych, odpowiednio konfigurowane pod konkretną obróbkę. – Obecnym trendem w rozwoju są uniwersalne centra obróbcze z elastyczną robotyzacją. Ponieważ cykl życia produktu jest coraz krótszy, na rynku przeważają krótkoterminowe kontrakty. Kluczowym zadaniem staje się więc łatwość zmiany procesu, przezbrojenia i modyfikacji pod nowy projekt – wyjaśnia inżynier ds. sprzedaży w firmie APX Technologie.
Zmiany technologiczne wprowadzane w obrabiarkach mają na celu systematyczne podnoszenie poziomu jakości, dokładności i szybkości obróbki. Jednocześnie coraz większego znaczenia nabiera elastyczność, komunikacja i rzeczywiste możliwości współpracy maszyny z ludźmi i innymi elementami parku maszynowego.
– W odpowiedzi na te potrzeby producenci obrabiarek wyposażają je w pakiety, które umożliwiają integrację z innymi elementami stanowisk produkcyjnych i robotami przemysłowymi, odpowiedzialnymi za załadunek i rozładunek maszyny (np. pakiet FANUC Quick & Simple Start-up Package) – mówi Arkadiusz Morzyk.
Nowoczesne obrabiarki muszą być łatwe w obsłudze i dostosowane do potrzeb elastycznego zarządzania produkcją. W tym celu są wyposażane w nowoczesne interfejsy, własne panele HMI, często z ekranem dotykowym i oprogramowaniem, które umożliwia im przejmowanie zadań komputerów przemysłowych. Takie panele służą nie tylko do bieżącej wizualizacji procesów, ale także udostępniają coraz bardziej złożone funkcje ułatwiające pracę operatorom, jak raportowanie, generowanie trendów, rejestrację danych do systemów MES, komunikację z innymi urządzeniami etc. Możliwe jest także podłączenie do nich różnych innych urządzeń, jak sterowniki PLC, moduły komunikacyjne itp.
– Warto wspomnieć, że współczesne, w pełni komunikatywne obrabiarki dają operatorom możliwość zdalnego zarządzania bieżącą produkcją za pomocą urządzeń mobilnych. Dzięki nowym rozwiązaniom informatycznym (np. oprogramowaniu MT-Linki firmy FANUC) istnieje możliwość zdalnego monitorowania i zarządzania procesami realizowanymi przez obrabiarki. Każdy użytkownik może monitorować stan swojej obrabiarki i realizowanej przy jej pomocy produkcji, a także wprowadzać niezbędne zmiany. W wersji podstawowej system może obsługiwać jednocześnie do 100 obrabiarek ROBODRILL – mówi Arkadiusz Morzyk.
Technologie stosowane w obrabiarkach przemysłowych otwierają również nowe możliwości w zakresie samodiagnostyki maszyn. – Nasze obrabiarki są gotowe do tego, aby zgłaszać potencjalne problemy techniczne i umożliwiać osobom nadzorującym ich pracę planowanie działań konserwacyjnych, bez ryzyka zakłócania realizacji planów produkcyjnych – dodaje Arkadiusz Morzyk.
Ponieważ na rynku coraz większą rolę odgrywają obrabiarki wyspecjalizowane, przeznaczone do realizowania wybranych operacji, standardem jest implementowanie technologii, które umożliwiają prowadzenie kontroli jakości w trakcie procesów produkcyjnych.
– W tradycyjnych rozwiązaniach kontrola jakości odbywała się na oddzielnych stanowiskach. Wydłużało to proces i generowało dodatkowe koszty. Dziś obrabiarki samodzielnie czuwają nad jakością, zapewniając najwyższe standardy wykończenia obrabianych detali, co decyduje o szybszym zwrocie z inwestycji w takie maszyny – tłumaczy przedstawiciel FANUC Polska.
O Autorze
