Źródło: Unsplash
Nie można niedoceniać znaczenia zautomatyzowanej produkcji, zmieniła ona sposób, w jaki branże prowadzą swoją działalność, a dzięki temu większa produkcja i zyski stały się na porządku dziennym. W miarę upływu czasu stopniowo wkraczamy w erę, w której każda część produkcji będzie w pełni zautomatyzowana, a jedną z technologii, która przoduje w tej rewolucji, są maszyny CNC.
Zamierzamy zbadać Obróbka CNCz czym się to wiąże, jak działają powiązane roboty, jakie istnieją typy, korzyści i powody włączenia ich do procesu produkcyjnego oraz kwestie, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze maszyna CNC. Jeśli zastanawiałeś się nad pełną automatyzacją swojego zakładu, zostań do końca i naucz się kilku rzeczy, które odmienią Twoje przedsiębiorstwo.
Czym jest robotyka CNC?
Źródło: Pinterest
Robot CNC to zaawansowany robot zaprojektowany wyłącznie do celów obróbki skrawaniem, który wykonuje swoje zadania samodzielnie, postępując zgodnie z zaprogramowanym protokołem, bez udziału operatora. Krótko mówiąc, robotyka CNC to niezależne maszyny, które są zaawansowane do tego stopnia, że wykonują własną pracę bez żadnej pomocy operatora.
Chociaż obróbka CNC zaczęła nabierać tempa dopiero mniej więcej w ostatniej dekadzie, zasada, która się za nią kryje, sięga 1804 roku, kiedy to została powołana do życia przez Francuza Josepha Marie Jacquarda, który opracował pierwszą maszynę do dziurkowania kart dla swojej maszyny tkackiej .
Pierwsza maszyna CNC była obsługiwana za pomocą szeregu kodów binarnych, które wydawały jej jedynie polecenie dziurkowania karty, a z czasem została ona rozwinięta do stosowania w przemyśle tekstylnym na całym świecie. Około 100 lat później technologia uległa dalszemu udoskonaleniu, kiedy John Parson opracował zautomatyzowany sposób produkcji śmigieł samolotów w ogromnych ilościach poprzez kodowanie na metalowych kartach dziurkowanych.
Później okazało się, że maszyna jest bardzo droga, co doprowadziło do utraty pracy przez Parsona. Jego ulepszenia mogły być wówczas zbyt drogie, ale z czasem dodano więcej ulepszeń, co doprowadziło do współczesnej ery, w której robotyka CNC jest stosowana w każdej branży produkcyjnej na całym świecie.
Znaczenie maszyn CNC w produkcji
Obróbka CNC bez wątpienia odmieniła świat produkcji, a efekty tego widać na co dzień. Produkcja stała się szybsza, towary osiągnęły lepszą jakość i jest to szereg innych ulepszeń, które weszły w życie w przestrzeni produkcyjnej. Oto niektóre z powodów, dla których maszyny CNC są niezbędne w produkcji.
Szybka produkcja
W przeszłości zwykły zepsuty fragment maszyny lub brak osoby posiadającej umiejętności potrzebne do obsługi danej maszyny wystarczał, aby spowolnić lub nawet zatrzymać proces produkcyjny. Ale w przypadku robotów CNC nie stanowi to już problemu. Zamiast czekać miesiącami na naprawę, brakującą lub uszkodzoną część można naprawić w ciągu najwyżej kilku godzin lub dni i natychmiast wznowić pracę. Dzięki temu nic nie tracimy, a zamówienia są zawsze realizowane. Po skonfigurowaniu obróbki CNC w swojej fabryce upewnij się, że masz jej wystarczająco dużo składowanie magazynowe za towary, które zostaną wyprodukowane, ponieważ możesz wpaść w kłopoty, jeśli nie nadążysz za szybkością produkcji.
Niezawodność
Zawsze możesz polegać na robotach CNC, które wykonają swoją pracę, ponieważ zostały zaprojektowane tak, aby wykonywać swoją pracę bez żadnego nadzoru. Wszystko, czego potrzebujesz, to ustawić program tak, jak chcesz, aby działał i nacisnąć przycisk włączania. Daje to ludziom szansę skoncentrowania się na innych procesach, co dodatkowo poprawia jakość produktów na koniec dnia. Maszyny CNC rzadko się psują, nawet gdy są wykorzystywane do granic możliwości. Jest to coś, czego nie można osiągnąć, jeśli pracownicy ludzcy są brane pod uwagę, ponieważ mają tendencję do zmęczenia, a gdy pojawia się zmęczenie, spada precyzja i jakość produktów końcowych.
Nie ma potrzeby posiadania specjalistycznej wiedzy
Prace, które kiedyś wymagały wieloletniego doświadczenia, aby móc je wykonać z minimalnymi wadami, można teraz wykonać szybko od momentu zainstalowania maszyny CNC z większą dokładnością. Konieczność przeszkolenia ludzi do obsługi jednej części procesu produkcyjnego może być bardzo kosztowna i nigdy nie ma żadnej gwarancji, że zostaną oni w firmie na długo, aby firma zwróciła się poczyniona inwestycja. Stawiało to przedsiębiorstwa produkcyjne w bardzo trudnej sytuacji. Jednak w przypadku obróbki CNC wystarczy działający program, a resztę pozostawia się robotom CNC.
Opłacalne
Przy mniejszej liczbie pracowników, którzy wcześniej pochłaniali zyski w postaci wynagrodzeń, zakłady produkcyjne są teraz w stanie zaoszczędzić dużo pieniędzy, inwestując w maszyny CNC, które mogą pracować długo bez awarii i zmęczenia. Chociaż ich początkowe koszty są bardzo wysokie, po ich skonfigurowaniu i uruchomieniu włożona w nie praca może zwrócić początkową inwestycję w ciągu kilku miesięcy, co czyni je lepszą inwestycją w dłuższej perspektywie. Pieniądze zaoszczędzone przez firmy w tym procesie można następnie ponownie zainwestować w firmę wprowadzającą kolejne ulepszenia, które zwiększają produkcję i jakość produktów końcowych.
Bezpieczniej
Wypadki w fabrykach nie są już tak powszechne jak w przeszłości, dzięki zmniejszonej liczbie pracowników. Roboty CNC mają większą przestrzeń do działania i zazwyczaj znajdują się w strategicznych miejscach, z dala od ludzi. Przy ograniczonych interakcjach między człowiekiem a maszyną ryzyko wypadków jest prawie zerowe, co sprawia, że praca jest bezpieczniejsza, a jednocześnie zmniejszają koszty odszkodowań dla pracowników, którzy odnieśli obrażenia. Kiedy mamy do czynienia z procesami takimi jak tworzenie materiały budowlane, spawalniczy, cięcie metalui inne intensywne, można być narażonym na działanie ciepła i głośnych dźwięków, co może skutkować komplikacjami zdrowotnymi, natomiast roboty CNC są na to odporne i można z nich korzystać bez żadnych zastrzeżeń.
Wyższa jakość i przystępność cenowa
Jedną z bezpośrednich zalet maszyn CNC, jak już wspomniano, jest szybka produkcja, która zwiększa podaż. Gdy podaż przewyższa popyt, produkty stają się tańsze, co jest z korzyścią dla konsumentów. Co więcej, zwiększona produkcja w żaden sposób nie pogarsza jakości produktów; w związku z tym ludzie nadal otrzymują ten sam poziom produktów co poprzednio, ale po obniżonych cenach, co jeszcze bardziej wzmacnia nawyki zakupowe, co z kolei zwiększa zyski producenta.
Rodzaje maszyn CNC
Źródło: Pinterest
Maszyny CNC są dostępne w wielu kształtach, rozmiarach i funkcjonalnościach, a każda z nich ma unikalną konstrukcję, która czyni ją idealną do przypisanych jej ról. Aby lepiej zrozumieć, jak działają, ważne jest, abyśmy znali istniejące typy. W szerszej skali maszyny CNC można podzielić na trzy kategorie opisane poniżej.
Według funkcji
Maszyny CNC budowane są z myślą o szeregu funkcji w różnych segmentach procesu produkcyjnego i na tej podstawie; występują w następujących typach.
Frezarki: Zajmują się ładowaniem surowców do maszyn, zgodnie z zaprogramowanym skryptem, aby wykonywać cięcia, które są precyzyjne i identyczne. Zwracają uwagę na głębokość, kąt cięcia i kierunek, w którym poruszają się ostrza. Wszystko to jest wykonywane przez wysoce wyspecjalizowane ramiona robotyczne.
Cięcie plazmowe: Maszyna plazmowa CNC wykorzystuje narzędzie zasilane gazem, aby wykonywać precyzyjne cięcia. Jest tak szybka, że może pokroić do 500 kawałków w ciągu 60 sekund z minimalnym marginesem błędu. Jedyną wadą jest koszt jej konfiguracji, ponieważ istnieje wiele protokołów bezpieczeństwa, takich jak strefa buforowa do powstrzymywania iskier, dobre ustawienia wentylacji i drzwi ognioodporne, aby zapewnić bezpieczeństwo reszty fabryki i uniknąć przypadkowych pożarów.
Wiercenie: Jest to maszyna CNC, która obraca i przesuwa wiertło w kierunku wyznaczonej części obiektu, najczęściej innego kawałka metalu, w którym trzeba wywiercić otwory. Wszystko, co musi zrobić operator, to ustawić wiertło, a gdy to zostanie ustawione, ramię robota po prostu wykonuje polecenia, a proces wiercenia rozpoczyna się, aż narzędzie wiertnicze zużyje się do tego stopnia, że będzie wymagało wymiany.
Spawanie: Spawanie jest uważane za jedno z najniebezpieczniejszych zadań w procesie produkcyjnym, dlatego istnieją specjalne roboty CNC, które zajmują się wyłącznie spawaniem. Mogą wytrzymać ciepło, opary i gazy oraz wynikające z nich eksplozje, czego człowiek nie jest w stanie wytrzymać bez odniesienia obrażeń. Robot spawalniczy CNC maszyny charakteryzują się dokładnością pozycjonowania, odpornością na spawanie przez bardzo długi czas bez przestojów.
Szlifowanie: Szlifowanie to proces wykańczający wykonywany za pomocą maszyn CNC, które wykorzystują swoje koła obrotowe do polerować i szlifować powierzchni twardych przedmiotów, aż osiągną wymagany kształt. Proces wymaga dużej dokładności, aby uniknąć dalszego odkształcania produktu.
Wielozadaniowość: Istnieją maszyny CNC, które można wykorzystywać do wielu operacji jednocześnie, bez konieczności ich przenoszenia. Nie są tanie ani łatwe w obsłudze, ale gdy już działają, mogą zaoszczędzić sporo pieniędzy, ponieważ niektóre z nich są w stanie obsłużyć cały proces, od sortowania surowców aż po pakowanie.
Według liczby osi
Ruch i działanie maszyny CNC zależą od liczby osi; zwykle wahają się od liniowych, obrotowych lub mogą mieć oba jednocześnie. Złożoność maszyny CNC zależy od liczby obecnych osi i występują one w następujących typach.
2-osiowe: Pierwsze maszyny CNC były dwuosiowe, a ich programowanie było znacznie łatwiejsze. Istnieją do dziś, ale trudno jest znaleźć ramię robota CNC 2-osiowego.
3-osiowe: Większość maszyn CNC używanych obecnie to roboty 3-osiowe, które są szeroko stosowane w frezowaniu, wierceniu i innych standardowych procesach na hali produkcyjnej. Mogą pracować wzdłuż wszystkich trzech osi.
4-osiowe: Są to maszyny CNC, które oprócz normalnych trzech mają dodatkowy ruch osi obrotowej. Są bardziej elastyczne i nieco skomplikowane niż pozostałe.
5-osiowe: Są to maszyny CNC, które mają trzy prostopadłe i dwa ruchy osi obrotowych. Są najbardziej wszechstronnymi maszynami CNC, ponieważ można ich używać do wykonywania różnych operacji w tym samym czasie.
Według poziomu automatyzacji i stopnia dokładności
Nie wszystkie roboty CNC są zbudowane tak samo. Niektóre mają bardziej wyrafinowane konfiguracje niż inne i są w stanie zrobić więcej, jeśli chodzi o funkcjonalność. Nazywa się to poziomem automatyzacji. Niektóre proste maszyny CNC radzą sobie jedynie z załadunkiem i rozładunkiem materiałów, podczas gdy bardziej zaawansowane mogą posunąć się tak daleko, jak uruchamianie własnych programów i kontrolowanie innych robotów w procesie.
Pod względem poziomów dokładności maszyny CNC można sklasyfikować jako zwykłe maszyny proste, które wykonują proste zadania. Gatunek o wysokiej dokładności, gatunek precyzyjny, gatunek superprecyzyjny i gatunek ultraprecyzyjny. Ich umiejętności są udoskonalane, im wyżej wejdziesz.
Rzeczy do rozważenia przy wyborze ramienia robota CNC
Zakup robota to znacząca inwestycja, której nie można dokonać pochopnie, ponieważ roboty nie są tanie. Decydując się na zautomatyzowanie swojego zakładu produkcyjnego za pomocą najlepszych robotów CNC na rynku, należy zwrócić szczególną uwagę na poniższe czynniki.
Zastosowanie
Jakie rzeczy chcesz, aby robot obsługiwał? Musisz mieć cel i potrzebę, która wymaga usług robota CNC. Czy to ciężkie podnoszenie w obszarze załadunku? Czy to wrogie środowisko obejmujące procesy spawalnicze? Czy potrzebujesz robota o wysokiej precyzji, czy też szukasz robota superszybkiego robota to zwiększy Twoją produkcję? To wszystko są pytania, które pomogą Ci zawęzić wybór odpowiedniej maszyny.
Integracja
Maszyny CNC muszą mieć możliwość integracji z innymi maszynami i procesami produkcyjnymi, które istnieją już w momencie zakupu. Kupowanie robotów, które zakłócają proces produkcyjny zamiast zwiększać jego wydajność, nie miałoby żadnego finansowego sensu. Zawsze upewnia się, że można je łatwo zintegrować, a operatorzy na miejscu mogą szybko je rozgryźć.
Łatwość programowania
Programowanie musi być przyjazne dla użytkownika, ponieważ ostatecznie będzie wymagało zaangażowania człowieka. Jeśli programowanie jest zbyt skomplikowane dla techników, może to zwiększyć koszty operacji, ponieważ będziesz musiał polegać na producentach robotów, aby wszystko działało. Włączenie podmiotu zewnętrznego do swojej firmy nigdy nie było dobrym pomysłem. Zdobądź maszyny, które są łatwe w programowaniu i konfiguracji.
Koszt wsparcia
Wsparcie nie jest tanie i w zależności od tego, gdzie kupujesz maszyny CNC, możesz albo zostać obciążony ogromnymi rachunkami w procesie konfiguracji, albo uzyskać płynne przejście z siły roboczej opartej na ludziach do zautomatyzowanej produkcji. Niektórzy dostawcy maszyn CNC zazwyczaj zapewniają całe potrzebne wsparcie jako zachętę do zakupu ich produktów. Jest to o wiele tańsze w porównaniu z pozostawieniem samego sobie. Kupuj maszyny CNC tylko od dostawcy, któremu bardziej zależy na Twoim sukcesie niż na zyskach.
Wniosek
Maszyny CNC są nieodłączną częścią produkcji i każdy, kto jeszcze nie miał z nimi styczności, zautomatyzować swój biznes traci dużo. To tylko kwestia czasu, zanim wszyscy zastosują je na każdym poziomie produkcji, a wraz z postępem technologii nawet operatorzy będący ludźmi wkrótce staną się przestarzałymi. Aby uzyskać więcej informacji na temat robotyki, jej kosztów i sposobu jej obsługi, odwiedź stronę: sprawdź naszą stronę internetową jak najwcześniej.