Znaczny wzrost wydajności firmy Bystronic dzięki centrum obróbkowym Megamill

Znaczny wzrost wydajności firmy Bystronic Emco

W branży produkcji obrabiarek jednym z głównych warunków zapewnienia produktywności i gotowości dostaw jest przejrzysta struktura procesu produkcyjnego oparta o precyzyjnie zsynchronizowane sekwencje rodukcyjne i niezawodnie funkcjonujące systemy. Można to osiągnąć tylko wtedy, gdy klient i dostawca przyjmą wspólne, zorientowane na cel podejście do projektów łańcucha produkcyjnego.

Tak było właśnie w przypadku realizacji projektu w firmie Bystronic Laser z siedzibą w Niederönz w Szwajcarii, polegającego na stworzeniu nowej linii produkcyjnej do obróbki ram maszyn do cięcia laserowego.

Bystronic Laser to globalny lider technologiczny w branży obróbki blach, specjalizujący się w systemach cięcia laserowego. Wspólnie z EMCO GmbH z Hallein/Salzburg firma podjęła się zadania całkowitego przeprojektowania procesu obróbki ramy maszyny, tak aby mógł on być realizowany w całości przez frezarkę bramową Megamill firmy Emco Mecof.

Nowe partnerstwo

- Ilość ram wymagających obróbki wzrosła do tego stopnia, że nasze dotychczasowe moce produkcyjne okazały się niewystarczające. W rezultacie zaczęliśmy szukać nowej maszyny o odpowiedniej wydajności, która spełni wysokie wymagania jakościowe i będzie elastyczna w użytkowaniu - wyjaśnia Raphael Kopp, kierownik produkcji w Bystronic Laser.

Raphael Kopp miał ściśle sprecyzowane oczekiwania względem nowej maszyny, do których należały przede wszystkim: wysoka liczba części produkowanych części miesięcznie, doskonała dokładność w zakresie planowania powierzchni prowadzących ram (płaskość 0.05 mm przy długości prowadnicy 3-4 m) oraz elastyczność umożliwiająca produkcję różnego rodzaju komponentów. Co najważniejsze, stół maszynowy również musiał być wystarczająco duży, ponieważ zespoły systemowe do wycinarek laserowych wymagają znacznej przestrzeni.

Po kontaktach z kilkoma producentami i ocenie wyników testów obróbki, w ciągu niespełna czterech miesięcy stało się jasne, że nową maszyną powinno być centrum obróbkowe Megamill firmy Emco Mecof. W międzyczasie, pracując w ścisłej koordynacji, określono i zweryfikowano kluczowe wymagania i warunki zakupu maszyny oraz zademonstrowano wykonalność projektu.

- Decydującym czynnikiem była z pewnością możliwość obróbki wahadłowej. Innymi słowy obecnie można zamocować dwa detale na stole maszyny, z których jeden jest obrabiany, a drugi jest równolegle ładowany, wyrównywany i mocowany. Gdy pierwsza część jest skończona, przesuwamy głowicę frezującą na drugą połowę stołu i rozpoczynamy nowe zadanie. Mówiąc kolokwialnie, maszyna zawsze sypie wiórami, co daje nam ogromne oszczędności w czasie produkcji jednej ramy – wyjaśnia Raphael Kopp.

Produkcja just-in-time

W firmie Bystronic wydajność produkcji musi spełniać rygorystyczne wymagania. Czas produkcji wycinarki laserowej, od zautomatyzowanego spawania ramy maszyny, poprzez produkcję, malowanie, montaż, kontrolę jakości i uruchomienie, aż do gotowości do wysyłki wynosi 15 dni roboczych. Produkcja samej ramy maszyny do etapu pomalowanego elementu musi zostać zakończona w ciągu pięciu dni roboczych.

Dzięki centrum Megamill praca odbywa się na trzy zmiany (z jedną zmianą bez nadzoru operatora). Ramy maszyn, które są dostępne w pięciu różnych rozmiarach i ważą ok. 5 t, są wykańczane w czasie od 12 do 16 godzin przy jednej operacji mocowania. Produkcja musi opierać się na niezawodnych procesach, ponieważ przy tak szerokim spektrum działalności firmy awarie, błędy oraz przestoje maszyn dłuższe niż jeden dzień mogą skutkować znacznymi kosztami, a ramy maszyn nie są przechowywane w magazynie po ich wykończeniu.

Megamill to centrum frezarskie z bramą podwieszaną, idealne do obróbki dużych elementów wykorzystywanych w zastosowaniach, takich jak: produkcja obrabiarek i form, ogólna inżynieria mechaniczna czy lotnictwo. Moduły systemowe maszyny można skonfigurować tak, aby spełniały specyficzne wymagania klienta.

Dodatkowo napędy zębate w osiach X i Y, wyposażone w dwa silniki pracujące w konfiguracji master-slave, zwiększają dynamikę procesu. Oczywiście, dużą zaletą jest również realizacja obróbki wahadłowej na stole. Obszary robocze są zaprojektowane tak, aby zapobiegać zagrożeniom bezpieczeństwa, zapewniając, że miejsca, gdzie odpryskują wióry oraz te, do których operator ma dostęp, są bezpiecznie oddzielone. Konfiguracja odbywa się z jednej strony maszyny, podczas gdy głowica frezerska pracuje z drugiej strony. W tym konkretnym zastosowaniu Megamill jest wyposażony w dwa panele sterowania, dzięki czemu operator może interweniować po obu stronach stołu.

Konstrukcja typu "box-in-box" ruchomej poprzecznicy to kolejna mocna strona maszyny. Taka konstrukcja oznacza, że pionowa oś RAM jest mocowana do górnej i dolnej strony belki poprzecznej za pomocą poczwórnych prowadnic liniowych. Tego typu sztywny montaż, optymalizowany metodą MES, gwarantuje zgodność z rygorystycznymi specyfikacjami jakości przedmiotu obrabianego, które są wymagane do wykańczania prowadnic na ramach maszyny do cięcia laserowego.

Rama maszyny do cięcia laserowego.
Rama maszyny do cięcia laserowego. Jej pozycjonowanie na stole odbywa się za pomocą mocowania magnetycznego

Uruchomienie projektu napotyka przeszkody

Planowanie prac projektowych, które rozpoczęły się w 2017 r.: konfiguracja maszyny i jej budowaw zakładzie Emco Mecof w Belforte Monferrato przebiegły bezproblemowo. Następnie jesienią 2018 r. nadszedł moment dostarczenia centrum obróbkowego do siedziby klienta w Niederönz. Maszyna załadowana na 13 ciężarówek była gotowa do montażu i uruchomienia. Wtedy zaczęłysię problemy, bo choć firma Bystronic planowała powstanie nowej hali produkcyjnej, to nie została ona jeszcze ukończona i maszynę trzeba było gdzieś postawić.

Ze względu na utrudniony dostęp, część dachu hali została usunięta, a poprzecznicę ważącą ok. 30 t umieszczono na belkach podłużnych przez otwór w dachu, co wymagało niezwykłej precyzji. Część maszyny oraz magazynek narzędziowy ze zmieniaczem narzędzi musiały zostać na zewnątrz. Wspólnymi siłami znaleziono rozwiązanie - aby w ogóle oddanie maszyny do użytku było możliwe, wokół jej części, które stały na zewnątrz, zbudowano osobną obudowę. Jednocześnie konieczne okazało się zwiększenie produkcji w zakładzie, więc przyspieszenie odbioru nastąpiło praktycznie w warunkach
awaryjnych, co stanowiło spore utrudnienie.

Wydajna 2-osiowa uniwersalna głowica frezarska

Emco Mecof konstruuje głowice obróbcze we własnym zakresie w firmie, co jest ważnym czynnikiem wpływającym na dokładność obróbki. Firma przywiązuje również dużą wagę do dokładności ruchu poprzecznego osi, aby osiągnąć np. praktycznie zerowy luz.

Oprócz szerokiej gamy standardowych głowic, Emco Mecof często opracowuje innowacyjne, dedykowane, specyficzne dla klienta rozwiązania, w szczególności w przypadku serii dużych maszyn portalowych. W serii Megamill głowice obróbkowe ze zintegrowaną osią obrotową i uchylną posiadają bezstopniową regulację oraz sterowanie napędzane silnikiem i są dostępnez motoreduktorem lub szybkoobrotowym napędem wrzeciona. Dzięki inteligentnemu rozmieszczeniu głowicy można ją ustawić tak, aby wykonać podcięcie pod kątem 15° w pozycji poziomej (0°), równolegle do powierzchni stołu. Jest to przydatne, ponieważ eliminuje potrzebę opracowywania ścieżek kompensacji w osiach oraz upraszcza tworzenie programu i generowanie postprocesowe.

Głowice obróbcze są chłodzone przez centralny układ chłodzenia, który zasila również wrzeciono i silniki momentowe

Dla firmy Bystronic ten poziom kinematyki głowic oznaczał wejście na nowy poziom wydajności. Kinematyka poprzednich maszyn pozwalała na tworzenie programów pracy na panelu sterowania. W przypadku Megamill z głowicą 2-osiową nie było to już wydajne rozwiązanie. Aby stworzyć optymalne programy sekwencyjne, konieczne było wykorzystanie narzędzia CAM. Jego wdrożenie było aktywnie wspierane przez firmę Emco Mecof. Koordynacja transformacji, sekwencje wycofywania głowicy frezarskiej - we wszystkich tych operacjach firma Emco Mecof mogła przekazać klientowi swoje wieloletnie doświadczenie

Optymalizacja obróbki bezobsługowej realizowana poprzez pracę zespołową

Regulacja i późniejsze mocowanie ramy maszyny na stole maszynowym było wcześniej wykonywane ręcznie w standardowy sposób. Obrabianą część kładzie się na powierzchniach nośnych, które są odciśnięte na stole. Procedura ta była czasochłonna, co szybko skłoniło firmę Bystronic do opracowania innego sposobu mocowania. Bazując na zdobytym doświadczeniu z technologią mocowania magnetycznego, która jest również stosowana w fabryce, rozwiązanie to zostało następnie wykorzystane do mocowania ram maszyn w centrum obróbkowym Megamill. Końce części są wstępnie wypoziomowane, dzięki czemu sąumieszczane na stole pod kątem.

Następnie docisk magnetyczny regulowany klinami w segmentach zaciskowych przesuwa się do wszystkich punktów podparcia i zaciska część. Eliminuje to czasochłonne, ręczne ustawianie i zaciskanie każdego punktu podparcia.

Operator nie musi już dochodzić do wszystkich punktów mocowaniaaby zwolnić zaciski, a następnie ponownie je dokręcić do wartości 200 Nm ( dwukrotnie dla każdej części). Oznacza to, że podczas zmiany bez nadzoru operatora realizacja sekwencji jest bardzo dokładna. Praktyczne rozwiązanie zostało również znalezione w przypadku awarii spowodowanej złamaniem wiertła w tym okresie. Maszyna kończy bieżącą operację obróbki, przechodzi w trybie wahadłowym do następnej przygotowanej części i rozpoczyna nowy cykl. Ponowna obróbka przerwanej sekwencji jest następnie wykonywana ręcznie, ponieważ dla firmy Bystronic niezwykle ważne jest, aby każdy przedmiot opuścił zakład prawidłowo obrobiony.

- Bardzo dobra relacja klient-dostawca, którą zbudowaliśmy podczas realizacji projektu, stanowiła istotne wsparcie podczas realizacji naszego nowego pomysłu wdrożenia technologii mocowania magnetycznego. Współpracowaliśmy profesjonalnie i w duchu partnerstwa - Raphael Kopp jest bardzo zadowolony z obecnego procesu produkcyjnego. Od lutego firma Bystronic produkuje części z wykorzystaniem mocowania magnetycznego. Zakład nie doświadczył żadnych problemów i znacznie skrócił czas konfiguracji.

Uniwersalna głowica frezarska
Uniwersalna głowica frezarska z bezstopniową regulacją,ze smarowaniem powietrzno-olejowym, chłodzona wodą

W firmie Bystronic Laser AG przyszłość zaczyna się dziś

Dyrektor zarządzający Fabian Furrer, jest zdecydowanym zwolennikiem strategii, którą firma Bystronic obrała na przyszłość i podkreśla – Naszą ambicją jest zachowanie neutralności klimatycznej do 2025 r. i całkowita rezygnacja z paliw kopalnych. Osiągamy to poprzez wyłączenie systemu ogrzewania olejowego i gazowego, oraz wykorzystanie pomp ciepła, których zapotrzebowanie na energię elektryczną pokrywają systemy fotowoltaiczne. Dodatkowo pozyskujemy już energię elektryczną z elektrowni wodnych.

Źródło: Emco

O Autorze

MM Magazyn Przemysłowy jest międzynarodową marką medialną należącą do holdingu Vogel Communications Group. W ramach marki MM Magazyn Przemysłowy wydawane jest czasopismo, prowadzony jest portal magazynprzemyslowy.pl oraz realizowana jest komunikacja (różnymi narzędziami marketingowymi) w przemysłowym sektorze B2B.

Tagi artykułu

Zobacz również

MM Magazyn Przemysłowy 5-6/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę