Källa: Unsplash
Vikten av automatiserad tillverkning kan inte underskattas, den har förändrat hur industrier hanterar sina verksamheter, och med det har mer produktion och vinster blivit dagens ordning. Allt eftersom tiden går går vi gradvis in i en era där varje enskild del av tillverkningen kommer att vara helt automatiserad, och en av de teknologier som ligger i framkant av denna revolution är CNC-maskiner.
Vi ska utforska CNC-bearbetning, vad det innebär, hur de relaterade robotarna fungerar, vilka typer som finns, fördelarna med och anledningarna till att integrera dem i tillverkningsprocessen och de saker man måste tänka på när man väljer en CNC-maskin. Om du har funderat på att helt automatisera din anläggning, håll dig kvar till slutet och lär dig en sak eller två som kommer att förändra ditt företag.
Vad är CNC Robotics?
Källa: Pinterest
En CNC-robot är en avancerad robot som är designad enbart för bearbetningssyfte och den sköter sin verksamhet genom att följa ett programmerat protokoll på egen hand utan någon input från en operatör. I ett nötskal är CNC-robotik oberoende maskiner som är avancerade till den punkt där de gör sitt eget arbete utan hjälp från en mänsklig operatör.
Även om CNC-bearbetning bara har börjat ta fart under det senaste decenniet eller så, går principen bakom det tillbaka till 1804 där den väcktes till liv av en fransman vid namn Joseph Marie Jacquard, som utvecklade den första kortstansmaskinen för sin vävmaskin .
Den första CNC:n drevs av en serie binära koder som bara beordrade den att slå hål i ett kort, och med tiden utvecklades den vidare för att användas för textilindustrier runt om i världen. Tekniken genomgick ytterligare förbättringar cirka 100 år senare när John Parson kom på ett automatiserat sätt att tillverka flygplanspropellrar i enorma volymer genom kodning på metallhålkort.
Maskinen visade sig senare vara mycket dyr, och detta ledde till att Parson förlorade sitt jobb. Hans förbättringar kan ha varit för dyra då, men med tiden lades fler justeringar till, vilket ledde till denna moderna era där CNC-robotik finns i alla tillverkningsindustrier runt om i världen.
Vikten av CNC-maskin i tillverkningen
CNC-bearbetning har utan tvekan förändrat tillverkningsvärlden, och effekterna av det kan ses dagligen. Tillverkningen har blivit snabbare, varor har fått bättre kvalitet och det är en rad andra förbättringar som har trätt i kraft i tillverkningsutrymmet. Följande är några av anledningarna till att CNC-maskiner är avgörande vid tillverkning.
Snabb produktion
Tidigare räckte en enkel trasig bit av en maskin eller frånvaron av en person med de färdigheter som behövs för att köra en viss maskin för att bromsa eller till och med stoppa produktionsprocessen. Men med CNC-robotar är det inte längre ett problem. Istället för att vänta i månader på att reparationer ska göras, kan en saknad eller trasig del repareras inom högst timmar och dagar, och driften återupptas omedelbart. Detta säkerställer att inget mycket går förlorat och beställningar uppfylls hela tiden. När du har ställt in CNC-bearbetning i din fabrik, se till att du har tillräckligt lagerförråd för de varor som kommer att produceras, eftersom du kan hamna i problem om du inte kan hänga med i produktionshastigheterna.
Pålitlighet
Du kan alltid lita på att CNC-robotar kommer igenom med arbetet eftersom de är designade för att klara sitt arbete utan övervakning. Allt du behöver är att ställa in programmet hur du vill att det ska köras och trycka på på-knappen. Detta ger människor chansen att koncentrera sina ansträngningar på andra processer, och detta förbättrar kvaliteten på produkterna ytterligare i slutet av dagen. CNC-maskiner går sällan sönder även när de pressas till gränsen. Detta är något som inte kan uppnås om mänskliga arbetare är med i ekvationen eftersom de tenderar att tröttna, och när tröttheten väl sätter in, sjunker precisionen och kvaliteten på slutprodukterna.
Inget behov av expertis
Arbete som tidigare krävde många års erfarenhet för en individ att kunna hantera med minimala brister kan nu hanteras snabbt från det ögonblick då CNC-maskinen installeras med bättre noggrannhet. Att behöva utbilda människor för att hantera en del av produktionsprocessen kan vara mycket dyrt, och det finns aldrig någon garanti för att de skulle stanna kvar länge för att företaget ska få tillbaka sina investeringar. Detta brukade sätta tillverkningsföretag i en mycket trång position. Men med CNC-bearbetning är allt som behövs ett fungerande program, och resten lämnas till CNC-robotarna.
Kostnadseffektiv
Med mindre mänsklig arbetskraft som brukade sluka upp vinsterna i form av löner, kan tillverkningsanläggningar nu spara mycket pengar genom att investera i CNC-maskiner som kan arbeta länge utan att gå sönder eller tröttna. Även om deras initiala kostnader är mycket höga, när de väl är installerade och igång, kan det arbete de lägger ner få tillbaka den initiala investeringen inom månader, vilket gör dem till en bättre investering i det långa loppet. De pengar som företagen sparar i processen kan sedan återinvesteras i att företaget gör fler förbättringar som ökar produktionen och kvaliteten på slutprodukterna.
säkrare
Fabriksolyckor är inte längre lika vanliga som de brukade vara förr, tack vare en minskad mänsklig arbetsstyrka. CNC-robotar får mer utrymme att arbeta, och de befinner sig vanligtvis på strategiska platser som är långt ifrån människor. Med begränsad växelverkan mellan människa och maskin är chanserna att olyckor inträffar nästan reducerade till noll, och detta har gjort arbetet säkrare samtidigt som kostnaderna för att kompensera skadade arbetare minskat. När man hanterar processer som att göra byggmaterial, svetsning, skärning av metall, och andra högintensiva, kan man utsättas för värme och höga ljud, vilket kan leda till hälsokomplikationer, CNC-robotar däremot är immuna mot sådant och kan användas utan förbehåll.
Ökad kvalitet och prisvärdhet
En av de direkta fördelarna med CNC-maskiner är som redan nämnt snabb produktion som ökar utbudet. När utbudet väl överstiger efterfrågan blir saker och ting billigare, och det är till fördel för konsumenterna. Utöver allt detta äventyrar den ökade produktionen inte kvaliteten på produkterna på något sätt; därför får människor fortfarande samma produktnivå som tidigare men till reducerade priser, och detta ökar köpvanorna ytterligare, vilket i sin tur ökar vinsten för tillverkaren.
Typer av CNC-maskiner
Källa: Pinterest
CNC-maskiner finns i många former, storlekar och funktioner, var och en med en unik design som gör den perfekt för de roller den är tilldelad. För att bättre förstå hur de fungerar är det viktigt att vi känner till vilka typer som finns. I en bredare skala kan CNC-maskiner grupperas i tre kategorier som beskrivs nedan.
Efter funktion
CNC-maskiner är byggda för ett antal funktioner i olika segment av produktionsprocessen, och utifrån det; de finns i följande typer.
Fräsmaskiner: Dessa hanterar inlastning av råmaterial i maskiner, efter ett programmerat skript för att göra skärningar som är exakta och identiska. De uppmärksammar djupet, skärvinkeln och riktningen som bladen rör sig mot. Allt detta görs av högt specialiserade robotarmar.
Plasmaskärning: En CNC-plasmamaskin använder ett verktyg som drivs av gas för att göra exakta snitt. Den är så snabb att den kan skära upp till 500 bitar på 60 sekunder med mycket minimala felmarginaler. Den enda nackdelen med det är kostnaden för att installera det eftersom det finns många säkerhetsprotokoll som en buffertzon för att hålla gnistor, bra ventilationsinställningar och flamsäkra dörrar för att hålla resten av fabriken säker och undvika oavsiktliga bränder.
Borrning: Detta är en CNC-maskin som snurrar och flyttar en borr mot en avsedd del av ett föremål, oftast en annan metallbit som kräver att hål borras in. Allt en operatör behöver göra är att placera borren, och när det väl är inställt utför robotarmen helt enkelt kommandona och borrprocessen börjar tills borrverktyget är utslitet till den grad att det behöver bytas ut.
Svetsning: Svetsning anses vara bland de farligaste uppgifterna i tillverkningsprocessen, och det är därför det finns speciella robot-CNC-maskiner som uteslutande sysslar med svetsning. De tål värmen, ångorna och gaserna och de resulterande explosionerna, något som en mänsklig arbetare inte kan hantera utan att ta skada. CNC-svetsrobot maskiner har positionsnoggrannhet, motståndskraften för att hantera svetsning under mycket lång tid utan att stanna.
Slipning: Slipning är en efterbehandlingsprocess som hanteras av CNC-maskiner som använder sina roterande hjul för att polera och slipa ytorna på hårda föremål tills de uppnår önskad form. Processen kräver en hög nivå av noggrannhet för att undvika att produkten deformeras ytterligare.
Multitasking: Det finns CNC-maskiner som kan användas för flera operationer samtidigt utan att flyttas. De är inte billiga eller lätta att använda, men när de väl är igång kan de spara mycket pengar för dig då vissa har förmågan att hantera hela processen från att sortera råvaror hela vägen till förpackningsdelen.
Efter antalet axlar
Rörelsen och driften av en CNC-maskin beror på antalet axlar; de sträcker sig vanligtvis från linjära, roterande eller kan ha båda samtidigt. CNC-maskinens komplexitet bestäms av antalet axlar som finns, och de finns i följande typer.
2-axlig: De allra första CNC-maskinerna var biaxliga, och programmeringen av dem var mycket lättare. De existerar fortfarande än i dag men att stöta på en 2-axlig CNC-robotarm är svårt.
3-axlig: En majoritet av CNC-maskiner som används idag är 3-axliga robotar, och de används ofta i fräsning, borrning och andra standardprocesser på tillverkningsgolvet. De kan arbeta längs alla tre axlarna.
4-axlig: Dessa är CNC-maskiner som har en extra roterande axelrörelse ovanpå de normala tre. De är mer flexibla och lite komplicerade än resten.
5-axlar: Dessa är CNC-maskiner som har tre vinkelräta och två roterande axelrörelser. De är den mest mångsidiga av CNC-maskiner eftersom de kan användas för att utföra olika operationer samtidigt.
Efter automationsnivå och noggrannhetsgrad
Alla CNC-robotar är inte byggda likadant. Vissa kommer med mer sofistikerade inställningar än andra, och de kan göra mer när det kommer till funktioner. Detta är vad som kallas automationsnivån. Vissa enkla CNC-maskiner kan bara hantera lastning och lossning av material, medan mer avancerade kan gå så långt som att köra sina egna program och styra andra robotar i processen.
När det gäller noggrannhetsnivåer kan CNC-maskiner klassas som normalt för enkla maskiner som hanterar enkla uppgifter. Högprecisionsgrad, precisionsgrad, superprecisionsgrad och ultraprecisionsgrad. Deras förmågor förfinas ju högre du kommer.
Saker att tänka på när du väljer en CNC-robotarm
Att köpa en robot är en betydande investering som inte kan göras på ett infall eftersom de inte är billiga. När du bestämmer dig för att automatisera din tillverkningsanläggning med de bästa CNC-robotarna på marknaden, är följande några av faktorerna du måste vara mycket uppmärksam på.
Ansökan
Vilka saker vill du att roboten ska hantera? Du måste ha ett syfte och ett behov som kräver tjänster av en CNC-robot. Är det de tunga lyften i lastutrymmet? Är det en fientlig miljö som involverar svetsprocesser? Behöver du en robot med hög precision, eller letar du efter en supersnabb robot som kommer att öka din produktion? Alla dessa är frågor som hjälper dig att komma in på rätt maskin.
Integration
CNC-maskinerna måste ha förmågan att integreras med andra maskiner och tillverkningsprocesser som redan finns på plats vid köptillfället. Det skulle inte vara ekonomiskt vettigt att skaffa robotar som kommer att störa tillverkningsprocessen istället för att göra den mer effektiv. Ser alltid till att de enkelt kan integreras och att operatörerna på plats kan snabbt ta reda på dem.
Enkel programmering
Programmeringen måste vara användarvänlig eftersom den i slutändan kommer att kräva mänskligt engagemang. Om programmeringen är för komplicerad för dina tekniker, kan detta öka driftskostnaderna eftersom det kommer att kräva att du litar på robottillverkarna för att få saker att fungera. Att ta in en tredje part i ditt företag har aldrig varit en bra idé. Skaffa maskiner som är enkla att programmera och konfigurera.
Kostnad för support
Supporten är inte billig och beroende på var du köper dina CNC-maskiner; du kan antingen drabbas av enorma räkningar i installationsprocessen eller få en sömlös övergång från den mänskliga arbetskraften till automatiserad produktion. Vissa leverantörer av CNC-maskiner tillhandahåller vanligtvis allt stöd man behöver som ett incitament för att köpa deras produkter. Detta är mycket billigare jämfört med att lämnas åt sig själv. Skaffa bara dina CNC-maskiner från en leverantör som är mer förtrogna med din framgång än i vinst.
Slutsats
CNC-maskiner är en del av tillverkningen, och alla som ännu har gjort det automatisera sin verksamhet förlorar mycket. Det är bara en tidsfråga innan alla omfamnar dem på alla produktionsnivåer, och allt eftersom tekniken går framåt kommer även mänskliga operatörer att bli föråldrade mycket snart. För mer information om robotik, deras kostnader och hur du kan använda dem, kolla in vår webbplats så snabbt som möjligt.