Πηγή: Unsplash
Η σημασία της αυτοματοποιημένης κατασκευής δεν μπορεί να υποτιμηθεί, έχει αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι βιομηχανίες χειρίζονται τις επιχειρήσεις τους, και με αυτό, περισσότερη παραγωγή και κέρδη έχουν γίνει η καθημερινότητα. Καθώς ο χρόνος προχωρά, εισερχόμαστε σταδιακά σε μια εποχή όπου κάθε τμήμα της κατασκευής θα είναι πλήρως αυτοματοποιημένο και μία από τις τεχνολογίες που βρίσκονται στην πρώτη γραμμή αυτής της επανάστασης είναι οι μηχανές CNC.
Θα εξερευνήσουμε CNC μηχανική κατεργασία, τι συνεπάγεται, πώς λειτουργούν τα σχετικά ρομπότ, τους τύπους που υπάρχουν, τα οφέλη και τους λόγους για την ενσωμάτωσή τους στη διαδικασία κατασκευής και τα πράγματα που πρέπει να λάβει κανείς υπόψη όταν επιλέγει ένα Μηχανή CNC. Εάν σκέφτεστε να αυτοματοποιήσετε πλήρως το εργοστάσιό σας, τότε μείνετε στο τέλος και μάθετε ένα ή δύο πράγματα που θα μεταμορφώσουν την επιχείρησή σας.
Τι είναι η CNC Robotics;
Πηγή: Pinterest
Ένα ρομπότ CNC είναι ένα προηγμένο ρομπότ που έχει σχεδιαστεί αποκλειστικά για σκοπούς μηχανικής κατεργασίας και χειρίζεται τις δραστηριότητές του ακολουθώντας ένα προγραμματισμένο πρωτόκολλο μόνο του χωρίς καμία εισαγωγή από χειριστή. Με λίγα λόγια, η ρομποτική CNC είναι ανεξάρτητες μηχανές που είναι προηγμένες σε σημείο που κάνουν τη δουλειά τους χωρίς καμία βοήθεια από άνθρωπο χειριστή.
Παρόλο που η κατεργασία CNC άρχισε να επιταχύνεται μόλις την τελευταία δεκαετία περίπου, η αρχή πίσω από αυτήν χρονολογείται από το 1804 όπου δόθηκε στη ζωή από έναν Γάλλο που ονομάζεται Joseph Marie Jacquard, ο οποίος ανέπτυξε την πρώτη μηχανή διάτρησης καρτών για την υφαντική μηχανή του. .
Το πρώτο CNC εκτελούνταν από μια σειρά δυαδικών κωδικών που του έδιναν εντολή να τρυπήσει μόνο μια κάρτα και με τον καιρό αναπτύχθηκε περαιτέρω για να χρησιμοποιηθεί σε βιομηχανίες κλωστοϋφαντουργίας σε όλο τον κόσμο. Η τεχνολογία υπέστη περαιτέρω βελτιώσεις περίπου 100 χρόνια αργότερα, όταν ο John Parson βρήκε έναν αυτοματοποιημένο τρόπο για την παραγωγή ελίκων αεροσκαφών σε τεράστιους όγκους μέσω κωδικοποίησης σε μεταλλικές διάτρητες κάρτες.
Αργότερα διαπιστώθηκε ότι το μηχάνημα ήταν πολύ ακριβό και αυτό οδήγησε τον Πάρσον να χάσει τη δουλειά του. Οι βελτιώσεις του μπορεί να ήταν πολύ ακριβές τότε, αλλά με τον καιρό, προστέθηκαν περισσότερες αλλαγές, οδηγώντας σε αυτή τη σύγχρονη εποχή όπου η ρομποτική CNC βρίσκεται σε κάθε βιομηχανία παραγωγής σε όλο τον κόσμο.
Η σημασία της μηχανής CNC στην κατασκευή
Η μηχανική κατεργασία CNC έχει μεταμορφώσει τον κατασκευαστικό κόσμο χωρίς αμφιβολία, και τα αποτελέσματα αυτού μπορούν να φανούν σε καθημερινή βάση. Η κατασκευή έχει γίνει ταχύτερη, τα προϊόντα έχουν αποκτήσει καλύτερη ποιότητα και είναι μια σειρά από άλλες βελτιώσεις που έχουν τεθεί σε ισχύ στον κατασκευαστικό χώρο. Οι παρακάτω είναι μερικοί από τους λόγους για τους οποίους οι μηχανές CNC είναι ζωτικής σημασίας για την κατασκευή.
Γρήγορη παραγωγή
Στο παρελθόν, ένα απλό σπασμένο κομμάτι μιας μηχανής ή η απουσία ενός ατόμου με τις απαραίτητες δεξιότητες για τη λειτουργία μιας συγκεκριμένης μηχανής ήταν αρκετό για να επιβραδύνει ή ακόμα και να σταματήσει τη διαδικασία παραγωγής. Αλλά με τα ρομπότ CNC, αυτό δεν είναι πλέον πρόβλημα. Αντί να περιμένετε μήνες για να γίνουν οι επισκευές, ένα τμήμα που λείπει ή έχει σπάσει μπορεί να επισκευαστεί εντός ωρών και ημερών το πολύ, με τις εργασίες να συνεχιστούν αμέσως. Αυτό διασφαλίζει ότι δεν χάνεται τίποτα και οι παραγγελίες εκπληρώνονται ανά πάσα στιγμή. Αφού ρυθμίσετε την κατεργασία CNC στο εργοστάσιό σας, βεβαιωθείτε ότι έχετε αρκετά αποθήκευση αποθήκης για τα προϊόντα που θα παραχθούν, καθώς μπορεί να βρεθείτε σε μπελάδες εάν δεν μπορείτε να συμβαδίσετε με τις ταχύτητες παραγωγής.
Αξιοπιστία
Μπορείτε πάντα να βασίζεστε σε ρομπότ CNC για να ολοκληρώσουν την εργασία τους, καθώς είναι σχεδιασμένα να χειρίζονται την εργασία τους χωρίς καμία επίβλεψη. Το μόνο που χρειάζεται είναι να ρυθμίσετε το πρόγραμμα όπως θέλετε να εκτελείται και να πατήσετε το κουμπί ενεργοποίησης. Αυτό δίνει στους ανθρώπους την ευκαιρία να επικεντρώσουν τις προσπάθειές τους σε άλλες διαδικασίες, και αυτό βελτιώνει περαιτέρω την ποιότητα των προϊόντων στο τέλος της ημέρας. Οι μηχανές CNC σπάνια καταστρέφονται ακόμη και όταν ωθούνται στο όριο τους. Αυτό είναι κάτι που δεν μπορεί να επιτευχθεί αν ανθρώπινοι εργαζόμενοι βρίσκονται στην εξίσωση καθώς τείνουν να κουράζονται και μόλις αρχίσει η κούραση, η ακρίβεια και η ποιότητα των τελικών προϊόντων πέφτουν.
Δεν χρειάζεται τεχνογνωσία
Εργασίες που απαιτούσαν χρόνια εμπειρίας για να μπορέσει ένα άτομο να χειριστεί με ελάχιστες ατέλειες, μπορεί τώρα να διεκπεραιωθεί γρήγορα από τη στιγμή που θα εγκατασταθεί η μηχανή CNC με μεγαλύτερη ακρίβεια. Το να χρειάζεται να εκπαιδεύσετε ανθρώπους να χειρίζονται ένα μέρος της παραγωγικής διαδικασίας μπορεί να είναι πολύ ακριβό και δεν υπάρχει ποτέ καμία εγγύηση ότι θα παραμείνουν για πολύ, ώστε η εταιρεία να ανακτήσει τις επενδύσεις τους. Αυτό έβαζε τις μεταποιητικές επιχειρήσεις σε πολύ στενό σημείο. Ωστόσο, με την κατεργασία CNC, το μόνο που χρειάζεται είναι ένα λειτουργικό πρόγραμμα και τα υπόλοιπα αφήνονται στα ρομπότ CNC.
Αποδοτική
Με λιγότερο ανθρώπινο δυναμικό που καταβροχθίζει τα κέρδη με τη μορφή μισθών, τα εργοστάσια παραγωγής είναι πλέον σε θέση να εξοικονομήσουν πολλά χρήματα επενδύοντας σε μηχανές CNC που μπορούν να λειτουργήσουν για πολύ χωρίς να χαλάσουν ή να κουραστούν. Αν και το αρχικό τους κόστος είναι πολύ υψηλό, από τη στιγμή που θα δημιουργηθούν και θα λειτουργήσουν, η εργασία που καταβάλλουν μπορεί να αποσβέσει την αρχική επένδυση μέσα σε μήνες, καθιστώντας τα καλύτερη επένδυση μακροπρόθεσμα. Τα χρήματα που εξοικονομούν οι εταιρείες στη διαδικασία μπορούν στη συνέχεια να επανεπενδυθούν στην εταιρεία κάνοντας περισσότερες βελτιώσεις που αυξάνουν την παραγωγή και την ποιότητα των τελικών προϊόντων.
Ασφαλέστερα
Τα εργοστασιακά ατυχήματα δεν είναι πλέον τόσο συνηθισμένα όσο στο παρελθόν, χάρη στο μειωμένο ανθρώπινο δυναμικό. Τα ρομπότ CNC έχουν περισσότερο χώρο για να λειτουργήσουν και συνήθως βρίσκονται σε στρατηγικά μέρη που είναι μακριά από ανθρώπους. Με περιορισμένες αλληλεπιδράσεις μεταξύ ανθρώπου και μηχανής, οι πιθανότητες ατυχημάτων μειώνονται σχεδόν στο μηδέν, και αυτό έχει κάνει την εργασία ασφαλέστερη, ενώ μειώνει το κόστος αποζημίωσης των τραυματιών εργαζομένων. Όταν ασχολείστε με διαδικασίες όπως η κατασκευή ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ, συγκόλληση, κοπή μετάλλων, και άλλα υψηλής έντασης, μπορεί να εκτεθείτε σε θερμότητα και δυνατούς θορύβους, που μπορεί να οδηγήσουν σε επιπλοκές στην υγεία, τα ρομπότ CNC, από την άλλη πλευρά, έχουν ανοσία σε τέτοια πράγματα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς καμία επιφύλαξη.
Αυξημένη ποιότητα και προσιτή τιμή
Ένα από τα άμεσα πλεονεκτήματα των μηχανών CNC, όπως ήδη αναφέρθηκε, είναι η γρήγορη παραγωγή που αυξάνει την προσφορά. Μόλις η προσφορά ξεπεράσει τη ζήτηση, τα πράγματα γίνονται φθηνότερα, και αυτό είναι προς όφελος των καταναλωτών. Επιπλέον, η αυξημένη παραγωγή δεν θέτει σε κίνδυνο την ποιότητα των προϊόντων σε καμία περίπτωση. Ως εκ τούτου, οι άνθρωποι εξακολουθούν να παίρνουν το ίδιο επίπεδο προϊόντων με πριν, αλλά σε μειωμένες τιμές, και αυτό ενισχύει περαιτέρω τις αγοραστικές συνήθειες, γεγονός που με τη σειρά του αυξάνει τα κέρδη για τον κατασκευαστή.
Τύποι μηχανών CNC
Πηγή: Pinterest
Τα μηχανήματα CNC διατίθενται σε πολλά σχήματα, μεγέθη και λειτουργικότητα, το καθένα με μοναδικό σχεδιασμό που τα καθιστά τέλεια για τους ρόλους που τους έχουν ανατεθεί. Για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς λειτουργούν, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τους τύπους που υπάρχουν. Σε ευρύτερη κλίμακα, οι μηχανές CNC μπορούν να ομαδοποιηθούν σε τρεις κατηγορίες που περιγράφονται παρακάτω.
Κατά λειτουργία
Οι μηχανές CNC κατασκευάζονται για έναν αριθμό λειτουργιών σε διαφορετικά τμήματα της παραγωγικής διαδικασίας και βάσει αυτού· έρχονται στους παρακάτω τύπους.
Μηχανές φρεζαρίσματος: Ασχολούνται με τη φόρτωση πρώτων υλών σε μηχανές, ακολουθώντας ένα προγραμματισμένο σενάριο για την πραγματοποίηση τομών που είναι ακριβείς και πανομοιότυπες. Προσέχουν το βάθος, τη γωνία κοπής και την κατεύθυνση προς την οποία κινούνται οι λεπίδες. Όλα αυτά γίνονται με εξαιρετικά εξειδικευμένους ρομποτικούς βραχίονες.
Κοπή πλάσματος: Μια μηχανή πλάσματος CNC χρησιμοποιεί ένα εργαλείο που τροφοδοτείται με αέριο για να κάνει ακριβείς κοπές. Είναι τόσο γρήγορο που μπορεί να κόψει έως και 500 κομμάτια σε 60 δευτερόλεπτα με πολύ ελάχιστα περιθώρια σφαλμάτων. Το μόνο μειονέκτημά του είναι το κόστος εγκατάστασής του, καθώς υπάρχουν πολλά πρωτόκολλα ασφαλείας, όπως μια ζώνη προστασίας για τον περιορισμό των σπινθήρων, καλές ρυθμίσεις εξαερισμού και πόρτες ανθεκτικές στη φλόγα για να διατηρείται το υπόλοιπο εργοστάσιο ασφαλές και να αποφεύγονται οι τυχαίες πυρκαγιές.
Διάτρηση: Αυτό είναι ένα μηχάνημα CNC που περιστρέφει και μετακινεί ένα τρυπάνι προς ένα καθορισμένο μέρος ενός αντικειμένου, τις περισσότερες φορές ένα άλλο κομμάτι μετάλλου που απαιτεί τρύπες για διάνοιξη. Το μόνο που χρειάζεται να κάνει ένας χειριστής είναι να τοποθετήσει το τρυπάνι και μόλις αυτό ρυθμιστεί, ο ρομποτικός βραχίονας εκτελεί απλώς τις εντολές και η διαδικασία διάτρησης ξεκινά έως ότου το εργαλείο διάτρησης φθαρεί σε σημείο που χρειάζεται αντικατάσταση.
Συγκόλληση: Η συγκόλληση θεωρείται από τις πιο επικίνδυνες εργασίες στη διαδικασία κατασκευής και γι' αυτό υπάρχουν ειδικά ρομποτικά μηχανήματα CNC που ασχολούνται αποκλειστικά με τη συγκόλληση. Μπορούν να αντέξουν τη ζέστη, τις αναθυμιάσεις και τα αέρια και τις προκύπτουσες εκρήξεις, κάτι που ένας άνθρωπος εργαζόμενος δεν μπορεί να χειριστεί χωρίς να υποστεί κάποια βλάβη. Ρομπότ συγκόλλησης CNC Οι μηχανές έχουν ακρίβεια θέσης, αντοχή στο χειρισμό της συγκόλλησης για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς διακοπή.
Λείανση: Η λείανση είναι μια διαδικασία φινιρίσματος που χειρίζονται μηχανές CNC που χρησιμοποιούν τους περιστροφικούς τροχούς τους για να γυαλίστε και τρίψτε τις επιφάνειες των σκληρών αντικειμένων μέχρι να αποκτήσουν το επιθυμητό σχήμα. Η διαδικασία απαιτεί υψηλό επίπεδο ακρίβειας για την αποφυγή περαιτέρω παραμόρφωσης του προϊόντος.
Multitasking: Υπάρχουν μηχανές CNC που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για πολλαπλές λειτουργίες ταυτόχρονα χωρίς να μετακινηθούν. Δεν είναι φθηνά ή εύκολα στη χρήση τους, αλλά μόλις λειτουργήσουν, μπορούν να σας εξοικονομήσουν πολλά χρήματα, καθώς ορισμένοι έχουν τη δυνατότητα να χειριστούν ολόκληρη τη διαδικασία από τη διαλογή των πρώτων υλών μέχρι το μέρος της συσκευασίας.
Με τον αριθμό των αξόνων
Η κίνηση και η λειτουργία μιας μηχανής CNC εξαρτώνται από τον αριθμό των αξόνων. συνήθως κυμαίνονται από γραμμικά, περιστροφικά ή μπορούν να έχουν και τα δύο ταυτόχρονα. Η πολυπλοκότητα της μηχανής CNC καθορίζεται από τον αριθμό των αξόνων που υπάρχουν και διατίθενται στους ακόλουθους τύπους.
2-Axis: Οι πρώτες μηχανές CNC ήταν διαξονικές και ο προγραμματισμός τους ήταν πολύ πιο εύκολος. Εξακολουθούν να υπάρχουν μέχρι σήμερα, αλλά είναι δύσκολο να συναντήσετε έναν ρομποτικό βραχίονα CNC 2 αξόνων.
3-Άξονες: Η πλειοψηφία των μηχανών CNC που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι ρομπότ 3 αξόνων και χρησιμοποιούνται ευρέως σε φρεζάρισμα, διάτρηση και άλλες τυπικές διεργασίες στον κατασκευαστικό όροφο. Μπορούν να λειτουργήσουν και στους τρεις άξονες.
4-Άξονας: Πρόκειται για μηχανές CNC που έχουν μια επιπλέον κίνηση περιστροφικού άξονα πάνω από τα κανονικά τρία. Είναι πιο ευέλικτα και λίγο περίπλοκα από τα υπόλοιπα.
5-Άξονες: Πρόκειται για μηχανές CNC που έχουν τρεις κάθετες και δύο κινήσεις περιστροφικού άξονα. Είναι οι πιο ευέλικτες μηχανές CNC καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτέλεση διαφορετικών λειτουργιών ταυτόχρονα.
Ανά Επίπεδο Αυτοματισμού και Βαθμό Ακρίβειας
Δεν είναι όλα τα ρομπότ CNC κατασκευασμένα το ίδιο. Ορισμένα διαθέτουν πιο εξελιγμένες ρυθμίσεις από άλλα και μπορούν να κάνουν περισσότερα όσον αφορά τις λειτουργίες. Αυτό είναι αυτό που αναφέρεται ως επίπεδο αυτοματισμού. Ορισμένες απλές μηχανές CNC μπορούν να χειριστούν μόνο τη φόρτωση και εκφόρτωση υλικών, ενώ οι πιο προηγμένες μπορούν να φτάσουν στο να τρέξουν τα δικά τους προγράμματα και να ελέγξουν άλλα ρομπότ στη διαδικασία.
Όσον αφορά τα επίπεδα ακρίβειας, οι μηχανές CNC μπορούν να βαθμολογηθούν ως κανονικές για απλές μηχανές που χειρίζονται απλές εργασίες. Βαθμός υψηλής ακρίβειας, βαθμός ακριβείας, βαθμός υπερ-ακρίβειας και βαθμός εξαιρετικά ακριβείας. Οι ικανότητές τους βελτιώνονται όσο ανεβαίνετε.
Πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν επιλέγετε ένα βραχίονα ρομπότ CNC
Η αγορά ενός ρομπότ είναι μια σημαντική επένδυση που δεν μπορεί να γίνει από ιδιοτροπία, καθώς δεν είναι φθηνά. Όταν αποφασίζετε να αυτοματοποιήσετε το εργοστάσιό σας με τα καλύτερα ρομπότ CNC της αγοράς, τα παρακάτω είναι μερικοί από τους παράγοντες που πρέπει να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή.
Εφαρμογή
Ποια είναι τα πράγματα που θέλετε να χειριστεί το ρομπότ; Πρέπει να έχετε έναν σκοπό και μια ανάγκη που απαιτεί τις υπηρεσίες ενός ρομπότ CNC. Είναι η βαριά ανύψωση στον χώρο φόρτωσης; Είναι ένα εχθρικό περιβάλλον που περιλαμβάνει διαδικασίες συγκόλλησης? Χρειάζεστε ένα ρομπότ υψηλής ακρίβειας ή ψάχνετε για ένα σούπερ γρήγορο ρομπότ που θα αυξήσει την παραγωγή σας; Όλα αυτά είναι ερωτήσεις που θα σας βοηθήσουν να περιορίσετε το σωστό μηχάνημα.
Ενσωμάτωση
Οι μηχανές CNC πρέπει να έχουν τη δυνατότητα ενσωμάτωσης με άλλες μηχανές και διαδικασίες κατασκευής που είναι ήδη σε ισχύ τη στιγμή της αγοράς. Δεν θα είχε κανένα οικονομικό νόημα να αποκτήσουμε ρομπότ που θα διαταράξουν τη διαδικασία κατασκευής αντί να την κάνουν πιο αποτελεσματική. Φροντίζει πάντα να μπορούν να ενσωματωθούν εύκολα και οι επιτόπιοι χειριστές να μπορούν να τα καταλάβουν γρήγορα.
Ευκολία Προγραμματισμού
Ο προγραμματισμός πρέπει να είναι φιλικός προς τον χρήστη γιατί, στο τέλος της ημέρας, θα απαιτήσει ανθρώπινη συμμετοχή. Εάν ο προγραμματισμός είναι πολύ περίπλοκος για τους τεχνικούς σας, τότε αυτό θα μπορούσε να αυξήσει το κόστος των λειτουργιών, καθώς θα απαιτήσει από εσάς να βασιστείτε στους κατασκευαστές ρομπότ για να λειτουργήσουν τα πράγματα. Η συμμετοχή σε τρίτες οντότητες στην επιχείρησή σας δεν ήταν ποτέ καλή ιδέα. Αποκτήστε μηχανές που είναι εύκολο να προγραμματιστούν και να ρυθμιστούν.
Κόστος Υποστήριξης
Η υποστήριξη δεν είναι φθηνή και ανάλογα με το πού προμηθεύεστε τις μηχανές σας CNC. θα μπορούσατε είτε να χτυπηθείτε από τεράστιους λογαριασμούς στη διαδικασία εγκατάστασης είτε να έχετε μια απρόσκοπτη μετάβαση από το ανθρώπινο δυναμικό στην αυτοματοποιημένη παραγωγή. Ορισμένοι προμηθευτές μηχανών CNC παρέχουν συνήθως όλη την υποστήριξη που χρειάζεται κάποιος ως κίνητρο για να αγοράσει τα προϊόντα τους. Αυτό είναι πολύ φθηνότερο σε σύγκριση με το να το αφήνεις να το φροντίζεις μόνος σου. Προμηθευτείτε τις μηχανές σας CNC μόνο από έναν προμηθευτή που έχει μεγαλύτερη ευθύνη για την επιτυχία σας παρά για τα κέρδη.
Συμπέρασμα
Οι μηχανές CNC αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι της κατασκευής, και οποιοσδήποτε δεν το κάνει ακόμα αυτοματοποιήσουν την επιχείρησή τους χάνει πολλά. Είναι μόνο θέμα χρόνου να τα αγκαλιάσουν όλοι σε κάθε επίπεδο παραγωγής και καθώς η τεχνολογία προχωρά, ακόμη και οι ανθρώπινοι χειριστές θα καταστούν απαρχαιωμένοι πολύ σύντομα. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη ρομποτική, το κόστος τους και τον τρόπο λειτουργίας τους, δείτε τον ιστότοπό μας όσο το δυνατόν συντομότερα.