Οι αυτόματες μηχανές CNC και οι ημιαυτόματες μηχανές CNC μπορούν να χρησιμοποιούν την ίδια βασική τεχνολογία κατεργασίας CNC, αλλά ο τρόπος με τον οποίο φορτώνονται τα υλικά, αφαιρούνται εξαρτήματα, διαχειρίζονται εργαλεία και ελέγχεται η παραγωγή μπορεί να είναι πολύ διαφορετικός.

Για ένα εργοστάσιο που αγοράζει εξοπλισμό CNC, το σημαντικό ερώτημα δεν είναι απλώς ποια μηχανή έχει περισσότερο αυτοματισμό. Το καλύτερο σημείο εκκίνησης είναι η διαδικασία παραγωγής.

Ένας κατασκευαστής που παράγει 20 προσαρμοσμένα ανταλλακτικά την ημέρα μπορεί να μην χρειάζεται το ίδιο σύστημα αυτοματισμού με ένα εργοστάσιο που παράγει χιλιάδες εξαρτήματα αυτοκινήτου. Η καθοδήγηση επιλογής CNC του Ομίλου HCNC συνιστά επίσης να λάβετε υπόψη το μέγεθος εξαρτήματος, το υλικό, τη διαδικασία μηχανικής κατεργασίας, τον όγκο παραγωγής, την ακρίβεια και τις μελλοντικές απαιτήσεις αυτοματισμού πριν επιλέξετε εξοπλισμό.

Αυτόματη μηχανή CNC vs Ημιαυτόματη μηχανή CNC

Η κύρια διαφορά είναι η ποσότητα της ανθρώπινης παρέμβασης που απαιτείται κατά τη διάρκεια του κύκλου παραγωγής.

Μια ημιαυτόματη μηχανή CNC εξακολουθεί να εξαρτάται από έναν χειριστή για ένα ή περισσότερα στάδια παραγωγής, συνήθως:

• Φόρτωση πρώτης ύλης
• Εκφόρτωση τελικών εξαρτημάτων
• Αλλαγή φωτιστικών
• Μέτρηση εξαρτημάτων
• Μετακίνηση υλικού μεταξύ διεργασιών
• Έναρξη ή επιβεβαίωση ορισμένων εργασιών παραγωγής

Ένα αυτόματο μηχάνημα CNC συνδέεται με πρόσθετα συστήματα που μπορούν να εκτελέσουν ορισμένες ή τις περισσότερες από αυτές τις εργασίες αυτόματα.

Τα τυπικά συστήματα περιλαμβάνουν:

• Φόρτωση και εκφόρτωση ρομπότ
• Αυτόματη αλλαγή παλετών
• Αυτόματος χειρισμός τεμαχίου εργασίας
• Αυτόματη αλλαγή εργαλείου
• Έλεγχος μερών
• Χειρισμός υλικών
• Παρακολούθηση παραγωγής
• Επικοινωνία CNC σε ρομπότ

Οι λύσεις αυτοματισμού της HCNC περιλαμβάνουν ρομπότ που φροντίζουν μηχανές, ρομπότ χειρισμού και άλλα βιομηχανικά ρομπότ. Το ρομπότ φόρτωσης μηχανών CNC, για παράδειγμα, έχει σχεδιαστεί ειδικά για φόρτωση και εκφόρτωση μηχανών CNC.

Χαρακτηριστικό	Ημιαυτόματη μηχανή CNC	Αυτόματο μηχάνημα CNC
CNC μηχανική κατεργασία	Αυτόματο	Αυτόματο
Φόρτωση τεμαχίου εργασίας	Υποβοήθηση χειριστή	Ρομπότ/αυτόματο σύστημα
Τελειωμένη εκφόρτωση εξαρτήματος	Υποβοήθηση χειριστή	Αυτόματο
Αλλαγή εργαλείου	Συνήθως αυτόματα στα κέντρα μηχανουργικής κατεργασίας	Αυτόματο
Μεταφορά μέρους	Χειροκίνητη ή υποβοηθούμενη	Αυτόματο
Επιθεώρηση	Χειριστής ή ξεχωριστός εξοπλισμός	Μπορεί να ενσωματωθεί
Συμμετοχή χειριστή	Πιο ψηλά	Χαμηλότερος
Αρχική επένδυση	Χαμηλότερος	Πιο ψηλά
Όγκος παραγωγής	Χαμηλό προς μέτριο	Μέτρια προς υψηλή
Εύκαμπτες μικρές παρτίδες	Πολύ κατάλληλο	Εξαρτάται από το σχεδιασμό του αυτοματισμού
Επαναλαμβανόμενη παραγωγή	Κατάλληλος	Εξαιρετικά κατάλληλο
Ανεπίβλεπτη λειτουργία	Περιωρισμένος	Δυνατός
Παρακολούθηση παραγωγής	Βασικός	Μπορεί να ενσωματωθεί
Μελλοντικός αυτοματισμός	Δυνατός	Σχεδιασμένο γύρω από τον αυτοματισμό

1. Τι είναι μια ημιαυτόματη μηχανή CNC;

Ένα ημιαυτόματο μηχάνημα CNC εκτελεί την πραγματική διαδικασία κοπής υπό έλεγχο CNC, ενώ ο χειριστής παραμένει εμπλεκόμενος στο χειρισμό υλικών ή σε άλλα στάδια παραγωγής.

Για παράδειγμα, σκεφτείτε ένα βραχίονα αλουμινίου για κατεργασία VMC.

Ο χειριστής μπορεί:

• Τοποθετήστε το κενό αλουμινίου.
• Τοποθετήστε το στο εξάρτημα.
• Κλείστε την πόρτα του μηχανήματος.
• Ξεκινήστε το πρόγραμμα CNC.
• Η κατεργασία CNC πραγματοποιείται αυτόματα.
• Ανοίξτε την πόρτα μετά την κατεργασία.
• Αφαιρέστε το τελικό εξάρτημα.
• Επιθεωρήστε το εξάρτημα.
• Φορτώστε το επόμενο κενό.

Η ίδια η διαδικασία κοπής είναι αυτοματοποιημένη, αλλά ο πλήρης κύκλος παραγωγής εξακολουθεί να εξαρτάται από τον χειριστή.

Αυτός ο τύπος διάταξης είναι κοινός όταν:

• Οι παρτίδες παραγωγής είναι σχετικά μικρές.
• Παράγονται πολλοί διαφορετικοί αριθμοί ανταλλακτικών.
• Τα εξαρτήματα έχουν διαφορετικά εξαρτήματα.
• Οι χειριστές πρέπει να επιθεωρήσουν κάθε εξάρτημα.
• Οι μέθοδοι φόρτωσης αλλάζουν συχνά.
• Το εργοστάσιο εξακολουθεί να αναπτύσσει το σύστημα αυτοματοποίησής του.

Η καθοδήγηση επιλογής μηχανών CNC της HCNC προσδιορίζει τις ευέλικτες μηχανές φρεζαρίσματος CNC και τα κάθετα κέντρα κατεργασίας ως κατάλληλες επιλογές για πρωτότυπα, προσαρμοσμένα εξαρτήματα και παραγωγή μικρών παρτίδων.

Παράδειγμα: Ημιαυτόματη παραγωγή VMC

Ένας κατασκευαστής παράγει 100 διαφορετικά μηχανικά εξαρτήματα.

Τα εξαρτήματα κατασκευάζονται από:

• Αλουμίνιο
• Ανθρακούχο χάλυβα
• Ανοξείδωτο ατσάλι

Η ποσότητα παραγγελίας για κάθε μοντέλο κυμαίνεται από 20 έως 500 τεμάχια.

Ένα VMC με αυτόματο εναλλάκτη εργαλείων μπορεί ήδη να παρέχει αρκετό αυτοματισμό μηχανικής κατεργασίας. Ο χειριστής αλλάζει το τεμάχιο εργασίας ενώ το μηχάνημα χειρίζεται διάτρηση, φρεζάρισμα, τρύπημα και άλλες προγραμματισμένες λειτουργίες.

Σε αυτήν την περίπτωση, η προσθήκη ενός ρομπότ μπορεί να αυξήσει την πολυπλοκότητα της κυψέλης παραγωγής χωρίς να παρέχει αρκετή πρόσθετη αξία.

Επομένως, η επιλογή του μηχανήματος θα πρέπει να ξεκινά με το πρότυπο παραγωγής και όχι μόνο με το επίπεδο αυτοματισμού.

2. Τι είναι μια αυτόματη μηχανή CNC;

Μια αυτόματη μηχανή CNC αναφέρεται συνήθως σε ένα σύστημα κατεργασίας CNC όπου ο χειρισμός του τεμαχίου εργασίας και άλλες εργασίες παραγωγής αυτοματοποιούνται εκτός από την ίδια τη μηχανική κατεργασία.

Η μηχανή CNC παραμένει ο βασικός εξοπλισμός.

Στη συνέχεια προστίθεται αυτοματισμός γύρω από αυτό.

Μια τυπική αυτόματη κυψέλη CNC μπορεί να περιέχει:

Πρώτες ύλες → Φόρτωση ρομπότ → Κατεργασία CNC → Εκφόρτωση ρομπότ → Επιθεώρηση → Χειρισμός τελικών εξαρτημάτων

Ανάλογα με την εφαρμογή, το σύστημα μπορεί επίσης να περιλαμβάνει:

• Αυτόματο σύστημα παλετών
• Αποθήκευση υλικού
• Σύστημα όρασης
• Εξοπλισμός μέτρησης
• Μετακομιστής
• Πλύσιμο εξαρτημάτων
• Αυτόματη σήμανση
• Λογισμικό διαχείρισης παραγωγής

Η HCNC περιγράφει τις αυτοματοποιημένες κυψέλες παραγωγής ως συνδυασμούς μηχανών CNC, βιομηχανικών ρομπότ, συστημάτων επιθεώρησης και συστημάτων διαχείρισης παραγωγής.

Αυτόματο CNC δεν σημαίνει έναν συγκεκριμένο τύπο μηχανής

Αυτή είναι μια σημαντική διάκριση.

Μια αυτόματη μηχανή CNC δεν είναι απαραίτητα μια ξεχωριστή κατηγορία μηχανών όπως:

• VMC
• HMC
• Τόρνος CNC
• Κέντρο κατεργασίας 5 αξόνων

Αντίθετα, ο αυτοματισμός μπορεί να προστεθεί σε διαφορετικές πλατφόρμες μηχανών CNC.

Για παράδειγμα:

• VMC + robot=αυτοματοποιημένη κάθετη μηχανική κυψέλη
• HMC + σύστημα παλετών + ρομπότ=αυτοματοποιημένη οριζόντια μηχανική κυψέλη
• Τόρνος CNC + ρομπότ φόρτωσης=αυτοματοποιημένη περιστροφή
• CNC 5 αξόνων + αυτοματοποιημένος χειρισμός τεμαχίου εργασίας=αυτοματοποιημένη κυψέλη παραγωγής σύνθετων εξαρτημάτων

Το χαρτοφυλάκιο της HCNC περιλαμβάνει κέντρα κατεργασίας, φρέζες CNC, τόρνους CNC, κέντρα τόρνευσης και μηχανές CNC 5 αξόνων, μαζί με βιομηχανικά ρομπότ και ελεγκτές CNC.

3. Φόρτωση και εκφόρτωση τεμαχίου

Αυτή είναι συνήθως η πιο ορατή διαφορά μεταξύ ημιαυτόματης και αυτόματης παραγωγής CNC.

Ημιαυτόματος

Ο χειριστής τοποθετεί το κενό και αφαιρεί το έτοιμο μέρος.

Για ένα VMC, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει:

Χειριστής → Εξάρτημα → Κατεργασία CNC → Χειριστής → Επιθεώρηση

Το μηχάνημα μπορεί να λειτουργεί αυτόματα για 10–30 λεπτά, αλλά ο χειριστής πρέπει να επιστρέψει όταν ολοκληρωθεί ο κύκλος.

Αυτόματο

Ένα ρομπότ μπορεί να εκτελέσει τη φόρτωση και την εκφόρτωση.

Η ροή παραγωγής γίνεται:

Σχάρα υλικών → Ρομπότ → CNC → Ρομπότ → Ράφι τελικού εξαρτήματος

Το ρομπότ φόρτωσης και εκφόρτωσης μηχανών RBR616 CNC της HCNC είναι ένα ρομπότ έξι αξόνων με ωφέλιμο φορτίο 16 kg και μέγιστη ακτίνα εργασίας 1599,6 mm. Το HCNC το καθορίζει για εφαρμογές φόρτωσης και εκφόρτωσης μηχανών CNC.

Αυτή η διάταξη γίνεται πιο χρήσιμη όταν τα ίδια ή παρόμοια εξαρτήματα παράγονται επανειλημμένα.

4. Αλλαγή εργαλείου: Και τα δύο μπορούν να είναι αυτόματα

Ο όρος "αυτόματο μηχάνημα CNC" μπορεί μερικές φορές να προκαλέσει σύγχυση επειδή πολλές ημιαυτόματες μηχανές CNC διαθέτουν ήδη αυτόματους εναλλάκτες εργαλείων.

Για παράδειγμα, το κέντρο μηχανικής κατεργασίας VMC850 της HCNC χρησιμοποιεί έναν γεμιστήρα δίσκου 24 εργαλείων, επιτρέποντας την ολοκλήρωση πολλαπλών εργασιών κατεργασίας εντός του κύκλου CNC.

Επομένως:

Αυτόματη αλλαγή εργαλείων ≠ πλήρως αυτόματη παραγωγή

Ένα μηχάνημα μπορεί να αλλάξει αυτόματα:

• Τέλος μύλοι
• Τρυπάνια
• βρύσες
• Βαρετά εργαλεία
• Reamers

ενώ εξακολουθεί να απαιτείται από έναν χειριστή να φορτώσει και να ξεφορτώσει κάθε τεμάχιο εργασίας.

Αυτό θα μπορούσε κανονικά να θεωρηθεί μηχάνημα CNC με λειτουργίες αυτόματης μηχανικής κατεργασίας, αντί για πλήρως αυτοματοποιημένη κυψέλη παραγωγής.

5. Συμμετοχή χειριστή

Ο βαθμός συμμετοχής του χειριστή είναι μια από τις πιο πρακτικές διαφορές.

Ημιαυτόματο CNC

Ο χειριστής μπορεί να είναι υπεύθυνος για:

• Φόρτωση υλικού
• Εκφόρτωση μέρους
• Τοποθέτηση φωτιστικού
• Έλεγχος μερών
• Αναπλήρωση υλικού
• Επιθεώρηση εργαλείου
• Παρακολούθηση παραγωγής

Αυτόματη κυψέλη CNC

Το ρομπότ και ο βοηθητικός εξοπλισμός μπορούν να χειριστούν:

• Φόρτωση τεμαχίου εργασίας
• Εκφόρτωση τεμαχίου εργασίας
• Μεταφορά υλικού
• Προσανατολισμός τμήματος
• Κίνηση παλετών
• Μεταφορά επιθεώρησης

Ο ρόλος του χειριστή κινείται προς:

• Ρύθμιση
• Προγραμματισμός
• Παρακολούθηση διαδικασίας
• Ποιοτικός έλεγχος
• Συντήρηση
• Αναπλήρωση υλικού
• Αντιμετώπιση προβλημάτων

Οι οδηγίες εργοστασιακού αυτοματισμού της HCNC προσδιορίζουν συγκεκριμένα τη φόρτωση και εκφόρτωση ρομπότ ως επιλογή για επαναλαμβανόμενα ανταλλακτικά και μαζική παραγωγή.

6. Όγκος Παραγωγής

Ο όγκος παραγωγής είναι ένας από τους ισχυρότερους παράγοντες όταν αποφασίζετε μεταξύ των δύο.

Παραγωγή χαμηλού όγκου

Ο ημιαυτόματος εξοπλισμός CNC είναι συχνά πιο εύκολος στη διαχείριση.

Παραδείγματα:

• Πρωτότυπα εξαρτήματα
• Εξαρτήματα μηχανημάτων κατά παραγγελία
• Ανταλλακτικά
• Μικρές παρτίδες
• Πολλαπλοί αριθμοί ανταλλακτικών

Ο χειριστής μπορεί να αλλάξει φωτιστικά και προγράμματα σύμφωνα με την παραγγελία.

Παραγωγή Μεσαίου Όγκου

Η απόφαση εξαρτάται περισσότερο από τον χρόνο κύκλου και τις απαιτήσεις εργασίας.

Ένας κατασκευαστής μπορεί να χρησιμοποιήσει:

• VMC + χειροκίνητη φόρτωση
• VMC + εναλλάκτης παλετών
• Τόρνος CNC + τροφοδότης ράβδων
• Αυτοματισμός παλετών HMC +
• CNC + ρομπότ

Παραγωγή μεγάλου όγκου

Ο αυτοματισμός γίνεται πιο σημαντικός όταν παράγονται συνεχώς τα ίδια εξαρτήματα.

Οι τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:

• Εξαρτήματα αυτοκινήτων
• εξαρτήματα EV
• Ρουλεμάν
• Υδραυλικά εξαρτήματα
• Ανταλλακτικά μοτοσυκλέτας
• Χυτά αλουμινίου
• Επαναλαμβανόμενα μηχανικά εξαρτήματα

Οι οδηγίες επιλογής CNC της HCNC συνδέουν συγκεκριμένα τη μαζική παραγωγή με συστήματα αυτοματισμού CNC και φόρτωσης ρομπότ.

7. Χρόνος Κύκλου Παραγωγής

Ας υποθέσουμε ότι ένας κύκλος κατεργασίας CNC διαρκεί 12 λεπτά.

Ημιαυτόματη Διαδικασία

Ο χειριστής αφαιρεί το τελειωμένο μέρος, καθαρίζει το εξάρτημα, τοποθετεί ένα νέο κενό και ξεκινά τον επόμενο κύκλο.

Εάν αυτό διαρκέσει άλλα 2 λεπτά, ο θεωρητικός κύκλος γίνεται περίπου:

12 + 2=14 λεπτά

Ο χρόνος κοπής δεν έχει αλλάξει, αλλά ο χρόνος χειρισμού επηρεάζει τη χρήση του μηχανήματος.

Αυτόματη διαδικασία

Ένα ρομπότ εκτελεί εκφόρτωση και φόρτωση ενώ το σύστημα παραγωγής ελέγχει τη σειρά.

Εάν η φόρτωση/εκφόρτωση διαρκεί 30–60 δευτερόλεπτα, περισσότερος από τον διαθέσιμο χρόνο παραγωγής μπορεί να δαπανηθεί στη μηχανική κατεργασία.

Το πραγματικό αποτέλεσμα εξαρτάται από:

• Ταχύτητα ρομπότ
• Βάρος τεμαχίου εργασίας
• Σχεδιασμός φωτιστικών
• Κύκλος πόρτας μηχανής
• Προσανατολισμός τμήματος
• Αφαίρεση τσιπ
• Απαιτήσεις επιθεώρησης
• Αποθήκευση υλικού

Επομένως, ο αυτοματισμός πρέπει να αξιολογηθεί ως ένας πλήρης κύκλος, όχι απλώς εξετάζοντας την ταχύτητα του ρομπότ.

8. Ακρίβεια και Επαναληψιμότητα

Ο αυτοματισμός δεν κάνει αυτόματα μια μηχανή CNC πιο ακριβή.

Η ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας εξακολουθεί να εξαρτάται από:

• Δομή μηχανής
• Οδηγοί
• Μπίλιες βίδες
• Ατρακτος
• Σύστημα σερβομηχανισμού
• Ελεγκτής CNC
• Θερμική σταθερότητα
• Εργασία
• Κατάσταση εργαλείου
• Παράμετροι διαδικασίας

Το HCNC δίνει έμφαση στην ακρίβεια τοποθέτησης, την επαναληψιμότητα, τη θερμική σταθερότητα και την ακαμψία του μηχανήματος κατά την αξιολόγηση του εξοπλισμού CNC.

Ωστόσο, ο αυτοματισμός μπορεί να βελτιώσει τη συνοχή της διαδικασίας μειώνοντας τις διαφορές στη χειροκίνητη φόρτωση και χειρισμό.

Για παράδειγμα, ένα ρομπότ μπορεί επανειλημμένα:

• Επιλέξτε την ίδια τοποθεσία
• Προσανατολίστε το τεμάχιο εργασίας
• Τοποθετήστε το πάνω σε καθορισμένες επιφάνειες τοποθέτησης
• Μεταφέρετέ το μεταξύ σταθμών

Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για επαναλαμβανόμενη παραγωγή.

9. Αυτόματο CNC vs Ημιαυτόματο CNC για εξαρτήματα αλουμινίου

Η κατεργασία αλουμινίου είναι ένα καλό παράδειγμα όπου οι αποφάσεις αυτοματισμού μπορεί να ποικίλλουν.

Για βραχίονες, περιβλήματα ή πλάκες αλουμινίου μικρής παρτίδας, μπορεί να αρκεί ένα VMC με αυτόματο εναλλάκτη εργαλείων.

Για επαναλαμβανόμενα εξαρτήματα αλουμινίου EV, ο αυτοματισμός γίνεται πιο ελκυστικός επειδή οι ποσότητες παραγωγής είναι υψηλότερες και οι χρόνοι κύκλου ελέγχονται πιο στενά.

Το HCNC προσδιορίζει τα κέντρα κατεργασίας υψηλής ταχύτητας ως κατάλληλα για εξαρτήματα αλουμινίου EV και περιγράφει επίσης την ενσωμάτωση ρομπότ για αυτοματοποιημένη παραγωγή.

10. Αυτόματο CNC vs Ημιαυτόματο CNC για ανταλλακτικά αυτοκινήτων

Η αυτοκινητοβιομηχανία είναι συχνά ένας ισχυρότερος υποψήφιος για αυτοματισμό, επειδή πολλά εξαρτήματα παράγονται επανειλημμένα.

Τα τυπικά μέρη περιλαμβάνουν:

• Εξαρτήματα κινητήρα
• Εξαρτήματα μετάδοσης
• Εξαρτήματα φρένων
• Μέρη τιμονιού
• Περιβλήματα κινητήρα EV
• Δομικά στοιχεία

Οι οδηγίες εφαρμογής της HCNC απαριθμούν τα κέντρα VMC, HMC και τόρνευσης για την κατασκευή αυτοκινήτων, με το HMC και τον αυτοματισμό να σχετίζονται ιδιαίτερα με την παραγωγή υψηλότερου όγκου.

Επομένως, μια γραμμή παραγωγής θα μπορούσε να διαμορφωθεί ως εξής:

Ακατέργαστη χύτευση → Φόρτωση ρομπότ → HMC → Επιθεώρηση → Εκφόρτωση ρομπότ → Πλύσιμο → Σταθμός τελικού εξαρτήματος

Για μικρότερους προμηθευτές αυτοκινήτων, ένας ημιαυτόματος τόρνος VMC ή CNC μπορεί να είναι πιο κατάλληλος όταν οι ποσότητες παραγωγής και οι παραλλαγές εξαρτημάτων δεν δικαιολογούν ένα πλήρες αυτοματοποιημένο στοιχείο.

11. Αρχική Επένδυση

Ο ημιαυτόματος εξοπλισμός CNC απαιτεί συνήθως λιγότερες επενδύσεις επειδή το μηχάνημα μπορεί να λειτουργήσει χωρίς ένα πλήρες ρομποτικό σύστημα χειρισμού.

Η αυτόματη παραγωγή CNC μπορεί να απαιτεί πρόσθετο εξοπλισμό όπως:

• Βιομηχανικό ρομπότ
• Ελεγκτής ρομπότ
• Αρπαγας
• Περίβλημα ασφαλείας
• Υλικό ράφι
• Μετακομιστής
• Σύστημα παλετών
• Σύστημα όρασης
• Εξοπλισμός επιθεώρησης
• Διεπαφή επικοινωνίας
• Λογισμικό αυτοματισμού

Η τιμή του μηχανήματος είναι επομένως μόνο ένα μέρος της επένδυσης.

Ένας αγοραστής πρέπει να υπολογίσει:

Μηχανή + αυτοματισμός + εργαλεία + εξαρτήματα + ενσωμάτωση + εγκατάσταση + εκπαίδευση + συντήρηση

Η καθοδήγηση επιλογής κατασκευαστή της HCNC συνιστά την αξιολόγηση των μελλοντικών αναβαθμίσεων αυτοματισμού αντί να εξετάζεται μόνο η αρχική τιμή του μηχανήματος.

12. Χώρος ορόφου

Μια ημιαυτόματη μηχανή CNC έχει γενικά μια απλούστερη διάταξη.

Για παράδειγμα:

CNC μηχανή + χειριστής + καρότσι υλικών

Ένα αυτόματο κελί μπορεί να απαιτεί:

Μηχανή CNC + ρομπότ + φράκτης ασφαλείας + αποθήκευση υλικών + επιθεώρηση + μεταφορέας

Ωστόσο, η αυτοματοποίηση δεν σημαίνει απαραίτητα μεγάλο εργοστασιακό αποτύπωμα.

Η HCNC έχει επιδείξει αυτοματοποιημένους σταθμούς εργασίας όπου τα ρομπότ είναι ενσωματωμένα με εξοπλισμό αποθήκευσης και παραγωγής υλικών, με στόχο τη μείωση του χώρου παραγωγής και την απλοποίηση της ανάπτυξης.

Επομένως, η διάταξη πρέπει να σχεδιάζεται γύρω από την πλήρη ροή υλικού.

13. Ευελιξία

Η ημιαυτόματη παραγωγή έχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα όταν το εργοστάσιο χειρίζεται πολλά διαφορετικά προϊόντα.

Ένας χειριστής μπορεί να αλλάξει:

• Αναπόσπαστο εξάρτημα
• τεμάχιο εργασίας
• Πρόγραμμα
• Εργαλείο
• Μέθοδος φόρτωσης

σχετικά γρήγορα.

Η αυτόματη παραγωγή απαιτεί από το ρομπότ και τον περιφερειακό εξοπλισμό να κατανοήσουν τη σειρά παραγωγής.

Για παράδειγμα, εάν ένα εργοστάσιο παράγει 50 διαφορετικά εξαρτήματα με πολύ διαφορετικά σχήματα, μια αποκλειστική αυτόματη κυψέλη μπορεί να απαιτεί περισσότερο προγραμματισμό και ρυθμίσεις εργαλείων.

Ο αυτοματισμός γίνεται ευκολότερος όταν:

• Η γεωμετρία των μερών είναι τυποποιημένη
• Το βάρος του τεμαχίου εργασίας είναι σταθερό
• Τα φωτιστικά είναι τυποποιημένα
• Ο προσανατολισμός φόρτωσης είναι προβλέψιμος
• Ο όγκος παραγωγής είναι υψηλός

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο αυτοματισμός θα πρέπει να σχεδιάζεται γύρω από τα πραγματικά εξαρτήματα αντί να προστίθεται απλώς επειδή ένα μηχάνημα ελέγχεται με CNC.

14. Ημιαυτόματο CNC για ευέλικτη κατασκευή

Μια τυπική ημιαυτόματη εγκατάσταση μπορεί να είναι κατάλληλη για:

Μηχανουργεία

Πολλοί πελάτες, πολλοί αριθμοί ανταλλακτικών και μεταβαλλόμενες ποσότητες παραγγελιών.

Κατασκευή Πρωτοτύπων

Η διαδικασία παραγωγής αλλάζει συχνά.

Γενικά Μηχανολογικά Μέρη

Στηρίγματα, πλάκες, άξονες, περιβλήματα και εξαρτήματα.

Παραγωγή μικρής παρτίδας

Ο όγκος παραγωγής δεν είναι αρκετά υψηλός για να δικαιολογήσει την εκτεταμένη αυτοματοποίηση.

Η καθοδήγηση φρεζαρίσματος CNC της HCNC απαριθμεί εξαρτήματα αυτοκινήτων, εξαρτήματα μηχανημάτων, εξαρτήματα και πρωτότυπα μεταξύ των κοινών εφαρμογών φρεζαρίσματος CNC, ενώ η καθοδήγηση αγοράς της συνδυάζει ευέλικτο εξοπλισμό φρεζαρίσματος VMC/CNC με χαμηλή παραγωγή και προσαρμοσμένη παραγωγή.

15. Αυτόματο CNC για Επαναληπτική Παραγωγή

Οι αυτόματες κυψέλες παραγωγής γίνονται πιο πρακτικές όταν:

• Το ίδιο εξάρτημα παράγεται συνεχώς.
• Ο χρόνος του κύκλου είναι προβλέψιμος.
• Η φόρτωση του τεμαχίου εργασίας είναι επαναλαμβανόμενη.
• Η διαθεσιμότητα εργατικού δυναμικού είναι μια ανησυχία.
• Η χρήση των μηχανών πρέπει να αυξηθεί.
• Η παραγωγή εκτελείται σε πολλές βάρδιες.

Ένα τυπικό κελί μπορεί να μοιάζει με:

Πρώτη ύλη

↓

Αποθήκευση Υλικού

↓

Φόρτωση ρομπότ

↓

CNC Machining Center

↓

Εκφόρτωση ρομπότ

↓

Επιθεώρηση

↓

Αποθήκευση ολοκληρωμένου ανταλλακτικού

Η μηχανή CNC εκτελεί την κοπή.

Το ρομπότ εκτελεί χειρισμό υλικών.

Το σύστημα επιθεώρησης ελέγχει το εξάρτημα.

Το σύστημα διαχείρισης παραγωγής καταγράφει τις πληροφορίες παραγωγής.

Αυτό είναι πιο κοντά σε μια αυτοματοποιημένη κυψέλη παραγωγής παρά απλώς σε μια "αυτόματη μηχανή CNC".

16. Ελεγκτής CNC και Επικοινωνία Αυτοματισμού

Ο ελεγκτής CNC γίνεται όλο και πιο σημαντικός καθώς προστίθεται η αυτοματοποίηση.

Ο ελεγκτής πρέπει να επικοινωνήσει με:

• Ρομπότ
• Πόρτα μηχανής
• Τσοκ ή εξάρτημα
• Εναλλάκτης παλετών
• Εξοπλισμός επιθεώρησης
• Σύστημα διαχείρισης παραγωγής

Η HCNC αναπτύσσει συστήματα και ελεγκτές CNC παράλληλα με τις εργαλειομηχανές και τις τεχνολογίες αυτοματισμού της. Η καθοδήγηση CNC του προσδιορίζει τον έλεγχο πολλαπλών αξόνων, την παρεμβολή υψηλής ταχύτητας, τη διαχείριση εργαλείων, την αντιστάθμιση σφαλμάτων και την ενσωμάτωση CAM ως σημαντικές λειτουργίες του ελεγκτή.

Για ένα αυτόματο έργο CNC, οι αγοραστές θα πρέπει επομένως να ρωτούν για την πλήρη αρχιτεκτονική ελέγχου αντί να ρωτούν μόνο ποιος ελεγκτής CNC είναι εγκατεστημένος.

17. Αυτόματη μηχανή CNC εναντίον ημιαυτόματη μηχανή CNC: Σύγκριση κόστους

Συντελεστής Κόστους	Ημιαυτόματος	Αυτόματο
Μηχανή CNC	Υποχρεούμαι	Υποχρεούμαι
Αυτόματος εναλλάκτης εργαλείων	Συχνά διαθέσιμο	Συνήθως διαθέσιμο
Ρομπότ	Προαιρετικός	Συχνά απαιτείται
Αυτόματη φόρτωση	Περιορισμένη/εγχειρίδιο	Τυπικός στόχος
Αυτόματη εκφόρτωση	Περιορισμένη/εγχειρίδιο	Τυπικός στόχος
Σύστημα ασφαλείας	Τυπική ασφάλεια μηχανήματος	Πρόσθετη ασφάλεια κυττάρων
Εξαρτήματα	Τυπικό/προσαρμοσμένο	Συχνά έτοιμο για αυτοματισμό
Χειρισμός υλικών	Εγχειρίδιο	Αυτοματοποιημένο
Επιθεώρηση	Χειροκίνητο/ξεχωριστό	Μπορεί να ενσωματωθεί
Κόστος ενσωμάτωσης	Χαμηλότερος	Πιο ψηλά
Απαίτηση χειριστή	Πιο ψηλά	Χαμηλότερος
Πολυπλοκότητα συντήρησης	Χαμηλότερος	Πιο ψηλά
Δυνατότητα επέκτασης	Μέτριος	Ψηλά

Επομένως, η σωστή σύγκριση δεν είναι απλώς:

Φτηνό μηχάνημα έναντι ακριβό μηχάνημα

Είναι:

Χειροκίνητη εργασία + αξιοποίηση μηχανών + όγκος παραγωγής + επένδυση αυτοματισμού + λειτουργικό κόστος

18. Πώς να επιλέξετε ανάμεσα σε αυτόματο και ημιαυτόματο CNC

Πριν ζητήσει προσφορές, ένας αγοραστής θα πρέπει να προετοιμάσει τις ακόλουθες πληροφορίες.

1. Πληροφορίες τμήματος

• Διαστάσεις ανταλλακτικών
• Μέρος βάρος
• Υλικό
• Γεωμετρία
• Ανοχή
• Φινίρισμα επιφάνειας

2. Πληροφορίες Παραγωγής

• Ετήσια ποσότητα
• Μέγεθος παρτίδας
• Αριθμός βάρδιων
• Χρόνος στόχου κύκλου
• Αριθμός μοντέλων ανταλλακτικών

3. Φόρτωση πληροφοριών

• Είναι δυνατή η χειροκίνητη φόρτωση;
• Είναι δυνατή η φόρτωση ρομπότ;
• Σχήμα πρώτης ύλης;
• Τελειωμένο μερικό βάρος;
• Τύπος εξαρτήματος;

4. Πληροφορίες Μηχανικής

• 3-άξονες, 4-άξονες ή 5-άξονες;
• VMC ή HMC;
• Τόρνος CNC ή κέντρο στροφής;
• Ταχύτητα ατράκτου;
• Ροπή ατράκτου;
• Χωρητικότητα εργαλείου;

5. Πληροφορίες Αυτοματισμού

• Φόρτωση ρομπότ;
• Εκφόρτωση ρομπότ;
• Αυτόματη παλέτα;
• Αυτόματος έλεγχος;
• Αποθήκευση υλικού;
• Μετακομιστής;
• Σύνδεση MES;

Η λίστα ελέγχου επιλογής μηχανών της HCNC εστιάζει ομοίως στο μέγεθος εξαρτήματος, το υλικό, την ακρίβεια, τον άξονα, τη διαμόρφωση άξονα, τον όγκο παραγωγής, τον αυτοματισμό, τον ελεγκτή και το σέρβις.

19. Παράδειγμα πρακτικής επιλογής

Παράδειγμα 1: Εξαρτήματα μηχανημάτων κατά παραγγελία

Παραγωγή:

• 30–100 τεμάχια ανά μοντέλο
• 20 διαφορετικοί αριθμοί ανταλλακτικών
• Αλουμίνιο και χάλυβας
• Συχνές αλλαγές εξαρτημάτων

Ένα ημιαυτόματο VMC μπορεί να είναι πιο εύκολο στη λειτουργία, επειδή ο χειριστής μπορεί να αλλάξει γρήγορα εξαρτήματα και εξαρτήματα.

Παράδειγμα 2: Περίβλημα αλουμινίου για αυτοκίνητα

Παραγωγή:

• Χιλιάδες κομμάτια το μήνα
• Παρόμοια τεμάχια εργασίας
• Σταθερός σχεδιασμός εξαρτημάτων
• Επαναλαμβανόμενη φόρτωση

Μπορεί να εξεταστεί μια αυτόματη κυψέλη CNC με φόρτωση και εκφόρτωση ρομπότ.

Παράδειγμα 3: Εξαρτήματα αεροδιαστημικής

Παραγωγή:

• Στοιχεία υψηλής αξίας
• Πολύπλοκη γεωμετρία
• Αυστηρές ανοχές
• Σχετικά χαμηλές ποσότητες

Προτεραιότητα μπορεί να είναι η ικανότητα μηχανικής κατεργασίας, η ακρίβεια και η απόδοση 5 αξόνων παρά ο αυτοματισμός μέγιστης φόρτωσης.

Η HCNC προσδιορίζει μηχανές CNC πέντε αξόνων για σύνθετα εξαρτήματα αεροδιαστημικής και άλλες εφαρμογές όπου η μηχανική κατεργασία πολλαπλών όψεων και οι μειωμένες ρυθμίσεις είναι σημαντικές.

Παράδειγμα 4: Παραγωγή άξονα

Για επαναλαμβανόμενα εξαρτήματα άξονα, μια αυτοματοποιημένη περιστρεφόμενη κυψέλη CNC μπορεί να περιλαμβάνει:

Τροφοδότης ράβδου / χειρισμός υλικού → Τόρνος CNC → ρομπότ ή αυτόματη εκφόρτωση → επιθεώρηση

Η καθοδήγηση τόρνου CNC της HCNC περιγράφει συγκεκριμένα στοιχεία φόρτωσης/εκφόρτωσης και αυτόματης παραγωγής ρομπότ για άξονες, ρουλεμάν και υδραυλικά εξαρτήματα αυτοκινήτων.

20. Ερωτήσεις που πρέπει να κάνετε σε έναν κατασκευαστή CNC

Όταν συγκρίνετε αυτόματες και ημιαυτόματες διαμορφώσεις, ρωτήστε τον προμηθευτή:

Ποιος είναι ο αναμενόμενος χρόνος κύκλου;

Πόσο χρόνο διαρκεί η φόρτωση και η εκφόρτωση;

Μπορεί το μηχάνημα να επικοινωνήσει απευθείας με ένα ρομπότ;

Μπορεί το ρομπότ να χειριστεί το πραγματικό βάρος του τεμαχίου;

Τι εξάρτημα απαιτεί ο αυτοματισμός;

Πόσα διαφορετικά μέρη μπορεί να χειριστεί το σύστημα;

Μπορεί να ενσωματωθεί η αυτόματη επιθεώρηση;

Μπορεί το σύστημα να λειτουργεί σε πολλές βάρδιες;

Τι συμβαίνει όταν το ρομπότ αντιμετωπίζει σφάλμα φόρτωσης;

Πώς εισάγεται ένα νέο πρόγραμμα τμημάτων;

Μπορεί το μηχάνημα να αναβαθμιστεί με αυτοματισμό αργότερα;

Τι ανταλλακτικά απαιτούνται για το ρομπότ και το CNC;

Ποιος χειρίζεται την ενοποίηση συστήματος;

Τι εκπαίδευση παρέχεται;

Μπορεί ο προμηθευτής να παρέχει τόσο τη μηχανή CNC όσο και τον εξοπλισμό αυτοματισμού;

Για τους αγοραστές που εξετάζουν το HCNC, αυτό το τελευταίο σημείο είναι σχετικό επειδή το χαρτοφυλάκιο προϊόντων της HCNC καλύπτει μηχανές CNC, ελεγκτές CNC και βιομηχανικά ρομπότ, επιτρέποντας την αξιολόγηση του μηχανήματος και των τμημάτων αυτοματισμού του έργου μαζί.

Αυτόματη μηχανή CNC εναντίον Ημιαυτόματη μηχανή CNC: Τελική σύγκριση

Η διαφορά έγκειται κυρίως στο πόσο μέρος της διαδικασίας παραγωγής είναι αυτοματοποιημένη γύρω από τη λειτουργία κατεργασίας CNC.

Μια ημιαυτόματη ρύθμιση CNC κρατά τον χειριστή εμπλεκόμενο στη φόρτωση, εκφόρτωση, επιθεώρηση ή χειρισμό υλικού. Είναι συχνά πρακτικό για προσαρμοσμένη μηχανική κατεργασία, πρωτότυπα, μικρές παρτίδες και εργοστάσια που παράγουν πολλούς διαφορετικούς αριθμούς ανταλλακτικών.

Μια αυτόματη κυψέλη CNC προσθέτει ρομπότ, χειρισμό υλικών, επιθεώρηση ή άλλο εξοπλισμό για να μειώσει τη χειρωνακτική παρέμβαση. Γίνεται πιο σχετικό όταν η παραγωγή είναι επαναλαμβανόμενη, οι όγκοι είναι υψηλοί και η συνεπής χρήση του μηχανήματος είναι σημαντική.

Για την επιλογή εξοπλισμού HCNC, η απόφαση θα πρέπει επομένως να συνδέεται με τον τύπο του μηχανήματος καθώς και με τον αυτοματισμό:

Απαίτηση παραγωγής	Πιθανή διαμόρφωση CNC
Πρωτότυπη μηχανική κατεργασία	Φρέζα CNC / VMC
Μικρή παρτίδα	VMC + χειροκίνητη φόρτωση
Γενική μηχανική παραγωγή	VMC / HMC
Παραγωγή μεσαίου όγκου	Κέντρο κατεργασίας + επιλογή αυτοματισμού
Εξαρτήματα αυτοκινήτων	HMC / VMC + ρομπότ
Επαναλαμβανόμενα μέρη μεγάλου όγκου	CNC + αυτοματισμός ρομπότ
Σύνθετα εξαρτήματα αεροδιαστημικής	CNC 5 αξόνων
Επαναλαμβανόμενη παραγωγή άξονα	Τόρνος CNC / κέντρο στροφής + αυτοματισμός
Παραγωγή πολλαπλών διεργασιών	Κέντρο κατεργασίας + ρομπότ + επιθεώρηση

Η καθοδήγηση επιλογής της ίδιας της HCNC ακολουθεί την ίδια βασική αρχή: αντιστοιχίστε το μηχάνημα CNC με το ανταλλακτικό, το υλικό, τον όγκο παραγωγής και τις απαιτήσεις ακρίβειας και, στη συνέχεια, καθορίστε πόση αυτοματοποίηση χρειάζεται.

 

FAQ

Είναι ένα αυτόματο μηχάνημα CNC εντελώς μη επανδρωμένο;

Όχι απαραίτητα. Η αυτόματη φόρτωση και εκφόρτωση μπορεί να μειώσει τη συμμετοχή του χειριστή, αλλά ο προγραμματισμός, η εγκατάσταση, η διαχείριση εργαλείων, ο ποιοτικός έλεγχος, η αναπλήρωση υλικών και η συντήρηση ενδέχεται να απαιτούν ακόμη προσωπικό.

Είναι λιγότερο ακριβές ένα ημιαυτόματο μηχάνημα CNC;

Όχι απαραίτητα. Η ακρίβεια CNC εξαρτάται από τη δομή του μηχανήματος, τον άξονα, το σύστημα σερβομηχανισμού, τον ελεγκτή, τη θερμική συμπεριφορά, την εργασία και τη διαδικασία κατεργασίας. Ο αυτοματισμός αλλάζει κυρίως τον τρόπο χειρισμού του τεμαχίου εργασίας.

Μπορεί ένα ημιαυτόματο μηχάνημα CNC να αναβαθμιστεί σε αυτόματη παραγωγή;

Σε πολλές περιπτώσεις, ναι, με την προϋπόθεση ότι το μηχάνημα έχει κατάλληλες διεπαφές και η διάταξη εργασίας και παραγωγής μπορεί να υποστηρίξει την αυτοματοποίηση. Αυτό πρέπει να ληφθεί υπόψη πριν από την αγορά.

Είναι η φόρτωση ρομπότ κατάλληλη για κάθε μηχανή CNC;

Όχι. Η επιλογή ρομπότ εξαρτάται από το βάρος του τεμαχίου εργασίας, τις διαστάσεις, τον προσανατολισμό φόρτωσης, τη διάταξη του μηχανήματος, τον χρόνο κύκλου, τη σχεδίαση του εξαρτήματος και την απαιτούμενη απόσταση.

Ποιος όγκος παραγωγής απαιτεί αυτοματισμό CNC;

Δεν υπάρχει καθολικό όριο ποσότητας. Η απόφαση θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τον ετήσιο όγκο, τον χρόνο κύκλου, το κόστος εργασίας, τον αριθμό των βάρδιων, την επαναληψιμότητα εξαρτημάτων και την αναμενόμενη χρήση της μηχανής.

Μπορεί η HCNC να παρέχει μηχανές CNC και ρομπότ μαζί;

Το τρέχον χαρτοφυλάκιο προϊόντων και τεχνολογίας της HCNC περιλαμβάνει κέντρα μηχανουργικής κατεργασίας, μηχανές φρεζαρίσματος CNC, τόρνους CNC, μηχανές CNC 5 αξόνων, ελεγκτές CNC και βιομηχανικά ρομπότ, συμπεριλαμβανομένων ρομπότ που φροντίζουν μηχανές.

Τι πρέπει να προετοιμάσω πριν ζητήσω από την HCNC μια αυτόματη προσφορά CNC;

Δώστε το σχέδιο του εξαρτήματος, το υλικό, τις διαστάσεις, το βάρος, την ετήσια ποσότητα, τον χρόνο κύκλου στόχου, τις τρέχουσες πληροφορίες εξαρτήματος, τις εργασίες μηχανικής κατεργασίας και την απαιτούμενη μέθοδο επιθεώρησης. Αυτό επιτρέπει στον προμηθευτή να αξιολογήσει τη μηχανή CNC και το σύστημα αυτοματισμού ως μία διαδικασία παραγωγής.