Fixtures & Jigs integreren in intelligente productie voor snelle productie

Op de top van moderne productie staan de intelligente productiesystemen. Ze zijn fijn afgestemd op een flexibele vraag naar te bewerken onderdelen en kunnen snel worden gereset om te voldoen aan de steeds veranderende eisen van klanten. Echte snelle bewerking is alleen mogelijk met die systemen. De originele installatie en instelling van alle componenten is echter erg complex. Vandaag bespreken we jigs & fixtures systemen voor slimme productieoplossingen, maar eerst kijken we naar de huidige stand van deze techniek.

Intelligente productie vandaag

Intelligente productie is een van de onlosmakelijke delen van de Industrie 4.0-theorie. De Smart Manufacturing-markt is nog steeds in de ontwikkelingsfase, omdat het concept nog steeds wordt verfijnd. Echter, het wordt verwacht dat de markt gaat exploderen zodra de technologie voldoende oplossingen heeft. De slimme productiesystemen passen perfect bij de eisen van de moderne klant voor snelle productie van kleine batches of zelfs enkele aangepaste onderdelen op de kortste termijn. Op dit moment zijn er een aantal oplossingen die de rapid machining-module tot grote mate automatiseren. De automatisering van het werktuig is eenvoudig. Je hoeft alleen de benodigde NC-programma's in de juiste volgorde in te laden.

Het laden en lossen van onderdelen en het fixeren ervan in de juiste positie tijdens bewerking is het echte probleem. Als laden en lossen met robotarmen gedaan wordt, is het fixeren van het onderdeel in de juiste positie tijdens bewerking de taak van jigs-gereedschappen. Het hoofprobleem is dat de onderdelen die door een intelligent productiesysteem worden verwerkt, verschillend moeten zijn.

Waarom het noodzakelijk is om slimme spanningsystemen te creëren

Een typisch intelligent productiesysteem bestaat uit het werktuig, snijgereedschap, blank stuk (of onderdeel aan het einde van het proces), jigs en fixtures, een laadmechanisme, bunkers die onderdelen en blanks bevatten, en een set verschillende controlesensoren om het hele systeem te coördineren.

De typische cyclus bestaat uit de volgende acties. De robotarm neemt het blank stuk uit de bunker en plaatst het op het jig-gereedschap. De fixtures spannen het onderdeel vast en het werktuig start. Zodra de snelle bewerking klaar is, lossen de fixtures en lost de robotarm het onderdeel enlegt het in een andere bunker. Het proces lijkt eenvoudig, waarom wordt de opzetfase dan als complex beschouwd?

De hoofredenering is dat het systeem mogelijk volledig verschillende onderdelen moet produceren. Klein en cilinder eerst, dan een plaat, dan een krukas. Elk van die onderdelen vereist gespecialiseerde spanning. Intelligente spanningsoplossingen kunnen dit probleem tot een zekere mate oplossen. Robotica stelt ons in staat om verstelbare jigs en fixtures te creëren. Op die manier kunnen ze een hele set vergelijkbare onderdelen spannen.

Jigs & Fixtures voor intelligente productie

Allereerst laten we duidelijk maken wat het verschil is tussen jig en fixture: de mogelijke bewegingen. Jigs worden gebruikt om het blank in de werkzone van het werktuig te beperken. Bijvoorbeeld, ze omvatten stoppers die horizontale beweging van het onderdeel op de werktafel van een freesbank voorkomen. Fixtures zijn speciale gereedschappen die het onderdeel op zijn plek fixeren. Bijvoorbeeld, een bout en een speciale moer vormen een fixture als je ze gebruikt om het blank vast te zetten. Bij WayKen zijn we gespecialiseerd in Quick-turn, precisie CNC-bewerkingsservice die het beste werkt voor rapid prototyping, vorm- en pasvormtesten, jigs en fixtures, en functionele componenten voor eindtoepassingen.

Er zijn veel verschillende typen Jig- en Fixture-mechanismen. De eenvoudigste en meest flexibele Jig en Fixture omvatten een aantal standaardblokken die met bouten samen gemonteerd kunnen worden. Je kunt ze als LEGO gebruiken en veel verschillende configuraties krijgen. Het duurt echter veel tijd om dergelijke fixtures te monteren. Een andere flexibele manier om onderdelen in te spannen is het kopen van universele standaardklammen, spankoppen, etc. Dit is efficiënt voor handmatige bewerking omdat de operator de opstelling kan controleren en corrigeren als er iets misgaat. Een slim productiesysteem heeft echter een geautomatiseerd flexibel jig-gereedschap nodig.

De hoofdstadia van Jig- en Fixture-ontwerp voor slimme productiesystemen

Het ontwerpen van jigs en fixtures voor intelligente productie is een complex proces. Het kan vaak moeilijker zijn dan de ontwikkeling van het product dat op de ontworpen jigs geproduceerd wordt. Er zijn een aantal hoofdstadia die je moet voltooien om het gewenste CNC-spanningsgereedschap te krijgen.

1. Basiss oppervlakken kiezen. Overigens, als het kan, is het mogelijk om een aantal sets basissoppervlakken in één systeem te hebben, wat het nog flexibeler maakt.
2. Het verstelinterval kiezen. Hier geef je in feite aan hoe slim je systeem zal zijn. Hoe meer variabel en groter het interval, hoe meer gesofistikeerd de tooling zal zijn.
3. De fixtures kiezen.
4. Het fixture-mechanisme kiezen. Geautomatiseerde systemen kunnen een electrische aandrijving, pneumatische aandrijving, hydraulische aandrijving of een gemengde vorm van aandrijving gebruiken. De keuze hangt voornamelijk af van wat voor aandrijving het werktuig gebruikt. Echter, bepaalde specifieke gereedschappen hebben hun eigen aandrijvingen nodig. Bijvoorbeeld, vacuümfixture-ontwerpen kunnen alleen op pneumatische aandrijvingen werken en magneettooling moet electrische aandrijvingen gebruiken.
5. De hele assemblage ontwerpen. Dit is waar je alle onderdelen ontwerpt en de exacte cyclus van het fixture-werk bepaalt.
6. De tooling programmeren. Om geautomatiseerd te zijn, worden de aandrijvingen bestuurd door een speciaal NC-programma dat voor elk systeem vanaf nul gemaakt moet worden.
7. Voorbereiding voor productie.

Waarom het ontwikkelen van fixtures belangrijk is

Intelligente verstelbare spanningsystemen hebben veel voordelen die het de moeite waard maken om een aanzienlijk lange en complexe ontwikkeling en productie te doorlopen.

1. Ze verlagen de productiekosten. Een goed gebouwd intelligent jig-gereedschap kan een hele reeks eenvoudigere spanningsmechanismen vervangen.
2. Ze sluiten de operator uit het proces. Het is belangrijk voor slimme productiesystemen om automatisch te werken en intelligente klampen zorgen ervoor dat zelfs het resetten van het systeem voor een andere batch volledig robotisch kan zijn.
3. Ze besparen tijd. Het meest tijdrovende proces in snelle bewerking is de opstelling van het systeem voor een andere batch onderdelen. Omdat het intelligente spanningsysteem verstelbaar is, kun je veel verschillende onderdelen bewerken zonder de tooling te hoeven wijzigen. Je hoeft alleen te letten dat de onderdelen binnen de grenzen van de verstelling vallen.