De Toekomst van Geautomatiseerde Bewerking: Precisie en Efficiëntie Verhogen

OVERZICHT VAN BEWERKING EN MACHINE TENDING

Bewerking is het proces van materiaalverwijdering van een metaal "blank" om een gewenste complexe vorm te produceren.

Machine tending verwijst naar de geautomatiseerde operatie van industriële werktuigmachines in een productiefabriek, primair met behulp van robot automatiseringssystemen. Terwijl laden en lossen de primaire functie is van machine tending systemen

Voert een robot vaak andere waardevolle functies uit binnen het automatiseringssysteem zoals autonome voertuig onderdeel levering en verwijdering uit de cel. Andere taken kunnen geautomatiseerd en geïntegreerd worden binnen het holistische kader van productie inclusief CMM / onderdeel inspectie, meten, afblazen, wassen, ontgraten & afwerken, sorteren, laser ID markering, verpakken en verzenden.

Voordelen van machine tending systemen omvatten:

1. verhoogde productiviteit
2. verminderde directe arbeid
3. langere machinelooptijden – 24/7
4. verbeterde machinebenutting
5. verminderde algehele productiekosten
6. verbeterde productkwaliteit
7. verbeterde machineveiligheid
8. operationele flexibiliteit
9. voorraadooptimalisatie

Vanwege de complexiteit, functionaliteit en kosten geassocieerd met machine tending systemen, vereisen de meeste fabricanten een kapitaalgoedkeuringsproces vóór het investeren in deze systemen waar het topmanagement de aankoop moet goedkeuren. Typisch wordt een ROI (return on investment) berekend om de aankoop te rechtvaardigen. Futura Automation is uitgerust om te helpen met huidige kostenvastlegging en ROI-berekening.

https://www.youtube.com/watch?v=po7wByneVeY

VERTICALE FREZEN – 4 OF 5 ASSEN?

In de verticale freesmachine is de spindaas verticaal georiënteerd. Freeskoppen worden in de spindel vastgehouden en draaien op zijn as wat een "A" dimensie biedt. Een voertafel biedt een X, Y in een 3-as frees en een Z dimensie in een 4-as frees. De spindel is een rotatie-as en kan doorgaans verlaagd worden (of de tafel kan verhoogd worden, wat hetzelfde relatieve effect geeft van het brengen van de snijder dichter of dieper in het werk), wat inkervingen en boren mogelijk maakt. Er zijn twee subcategorieën van verticale frezen: de bed frees en de turret frees.

Wanneer een "B" as ook roteert, dan zijn er 5 assen van beweging. Een 5-as machine biedt oneindige mogelijkheden wat betreft de onderdeelformaten en -vormen die u effectief kunt verwerken. De term "5-as" verwijst naar het aantal richtingen waarin het snijgereedschap kan bewegen. Op een 5-as bewerkingscentrum beweegt het snijgereedschap over de X, Y en Z lineaire assen alsook roteert op de A en B assen om het werkstuk vanuit elke richting te benaderen. Met andere woorden, u kunt vijf zijden van een onderdeel in een enkele opstelling verwerken.

HORIZONTALE FREZEN –

Een horizontale frees heeft dezelfde soort maar de snijters zijn gemonteerd op een horizontale spindel (zie Arbor frezen) over de tafel. Veel horizontale frezen hebben ook een ingebouwde roterende tafel die frezen op verschillende hoeken toestaat; deze functie wordt een universele tafel genoemd. Terwijl eindfrezen en de andere typen gereedschappen beschikbaar voor een verticale frees gebruikt kunnen worden in een horizontale frees, ligt hun echte voordeel in arbor-gemonteerde snijters, genaamd zij- en vlakfrezen, die een dwarsdoorsnede hebben die rather lijkt op een cirkelzaag, maar over het algemeen breder en kleiner in diameter zijn.

Belangrijke Machinefabrikanten Zijn:

• Mazak: HC, MEGA, UN
• Toyoda: 400, 500, 630, 850, 1000, 1250, 1600mm pallets
• Hurco: HM1700i
• Haas: 40-Taper, 50-Taper
• DMG Mori: NH, NHX, DMC, DMU
• Okuma: LB, LT, MULTUS
• Matsuura: H-Plus

DRAAI CENTRUM –

Draaien is een bewerkingsproces gebruikt om cilinder-vormige onderdelen te maken waarbij het snijgereedschap lineair beweegt terwijl het werkstuk roteert. Meestal uitgevoerd met een draaibank, vermindert draaien de diameter van een werkstuk tot een gespecificeerde dimensie en produceert een gladde afwerking. Een draaicentrum is een draaibank met computer numerieke controle (CNC). Gesofisticeerde draaicentra kunnen ook een verscheidenheid aan frees- en booroperaties uitvoeren. 5-as freesmachines kunnen geconfigureerd worden als een draaicentrum, en dus bieden de meeste 5-as machinefabrikanten een draaicentrum versie aan.

Belangrijke fabrikanten:

• Mazak: HQ, INTEGREX, MULTITEX, ORBITEC, QT
• Okuma: GENUS, MULTUS, LB, LT, LU, V40R
• Hurco: TM, TMX, TMM
• Matsuura: CUBLEX
• DMG Mori: NT, NTX, NZX, CTX, WASINO

FREZEN –

Een computer numerieke controle (CNC) router is een computer-gecontroleerde snijmachine die typisch een routergereedschap als spindel monteert welke gebruikt wordt voor het snijden van diverse materialen, zoals hout, composieten, aluminium, staal, kunststoffen, glas, en schuimen. CNC routers kunnen de taken van veel timmerwerk machines uitvoeren zoals de paneelzaag, de spindelmoulder, en boormachine. Ze kunnen ook verbindingen snijden zoals mortels en tenonen.

INJECTIEGIETEN EN DODENPERSMACHINES

Injectiegieten is het proces van het pressen van kunststof (of metaal in het vergelijkbare "die-casting" proces) in een vorm. De twee helften van een vorm worden met voldoende kracht vastgeklampt om het injectieproces te weerstaan. Eenmaal de injectie voltooid, worden de vormen gescheiden en de onderdelen verwijderd. "Sprue", "Gates" en "Flash" zullen ook verwijdering vereisen. Injectiemachine vormen kunnen in horizontale of verticale positie vastgemaakt worden. De meerderheid van machines is horizontaal georiënteerd, maar verticale machines worden in sommige niche toepassingen gebruikt zoals insert gieten, waardoor de machine voordeel kan halen van zwaartekracht. Sommige verticale machines vereisen ook niet dat de vorm vastgemaakt wordt. Er zijn veel manieren om de gereedschappen aan de platen te bevestigen, de meest voorkomende zijn handmatige klemmen (beide helften zijn gebout aan de platen); echter, hydraulische klemmen (chocks worden gebruikt om het gereedschap op zijn plaats te houden) en magnetische klemmen worden ook gebruikt. De magnetische en hydraulische klemmen worden gebruikt waar snelle gereedschapswissels vereist zijn.

GEAUTOMATISEERDE OPSLAG EN PALLET TRANSPORT

Pallet Beheersystemen zijn een middel om onderdelen op te slaan terwijl ze in het bewerkingsproces zijn en die automatisch aan de werktuigmachine voeden door zowel transporter als uiteindelijk een robotarm (genoemd "tending") met geschikte gereedschappen die het onderdeel met werkhoudergereedschappen, zoals OMIL, in de werktuigmachine voeden.

Trinity Automation heeft drie verschillende niveaus van palletbeheer ontwikkeld voor een verscheidenheid aan use cases en bewerkingsvolumes.

Trinity Automation: AX1, AX2, AX5

De AX1 is een compacte hoge-snelheid palletbeheersysteem ontworpen om kleinere CNC bewerkingscentra in volledig geautomatiseerde productiesystemen te transformeren, ideaal voor de Haas DT & DM series, Fanuc Robodrill, en vergelijkbare systemen.

De AX2 is een middelgroot palletbeheersysteem, met een groottebereik van tot 16" diameter bij 9" hoog. Goed geschikt voor zij-laden van de Haas UMC-500, of Verticale bewerkingscentra zoals de Haas VF2 of YCM NXV1020A

De AX5 is een groter palletbeheersysteem, goed geschikt voor zij-laden van de Haas UMC-750, of Verticale bewerkingscentra zoals de Haas VF4. De AX5 is de ultieme oplossing die uw bewerkingsbedrijf naar het volgende niveau tillt.

AFWERKING: ONTGRATEN EN POLIJSTEN

Verwerkte onderdelen vereisen vaak een zekere mate van afwerking vóór toepassing of verkoop. Ontgraten kan als een grove afwerking beschouwd worden en kan slijpen of tumblen in media omvatten. Polijsten is een ander middel om een onderdeel af te werken, vooral voor cosmetische redenen. Voor injectiegiet/doekgiet onderdelen is er ook een de-gating, flash of sprue verwijderingsproces. Pallets gebruikt om onderdelen in het bewerkingsproces te transporteren, kunnen ook gebruikt worden om de dezelfde bewerkte onderdelen naar een ontgraten- of polijststation te transporteren.

KWALITEITSINSPECTIE EN CMM

Veel fabricanten zullen ook verplicht zijn om 100% geproduceerde componenten te inspecteren op kwaliteit of naleving van strakke productiespecificaties. Er zijn een aantal tools gebruikt om geautomatiseerde inspectie te bereiken, waaronder machinevisie en Coördinaat Meetmachines (CMM). In alle gevallen kan de hantering van onderdelen in en uit de inspectietools automatisch bereikt worden met een robotarm. Onderdelen kunnen getransporteerd worden naar een inspectiestation door dezelfde pallets gebruikt voor bewerking.

GEAUTOMATISEERDE IDENTIFICATIE ETIKETTERING

Er zijn diverse technieken om afgeronde onderdelen te markeren met model- en serienummers. Hierbij zijn laserprinten, stippen, RFID-taggen en inktprinten, in omgekeerde volgorde van populariteit.

AUTONOME MOBIELE ROBOTS (AMRs)

Een ander hulpmiddel om productie te stroomlijnen en arbeidskosten te verminderen is de Autonome Mobiele Robot (AMR). Dit is een nog-ontwikkelende technologie om product op de fabrieksvloer te transporteren zonder de noodzaak voor transporters of handmatige heftrucks. Een AMR kan product naar machine-kant verplaatsen vanaf een ander proces of van machine-kant naar opslag, verpakking of verzending.

HOE EEN SYSTEEM TE KIEZEN?*

Succes in productie zal altijd over winst gaan, anders gezegd Return on Investment (ROI). Er zijn twee elementen van Opbrengst of Winst, welke Opbrengsten minder Kosten zijn. Kosten kunnen ook in twee delen verdeeld worden, Direct en Gebelast (Overhead). Directe kosten ontstaan op de fabrieksvloer en zijn de daadwerkelijke kosten van het produceren van een component. Directe kosten kunnen ook in twee delen verdeeld worden: arbeid en kapitaalisatie (afschrijving). Arbeid omvat niet alleen uurloon, maar ook voordelen, werkgeversbelastingen en additionele ondersteuningskosten inclusief veiligheidsrisico's. Herhalende en eenvoudige arbeid die door een machine vervangen kan worden, moet vervangen worden voor wereldwijde concurrentiekracht.

Sommige winkels blijven nog steeds gebonden aan hun traditionele manieren, gelovend dat bekende technologieën ze door nieuwe uitdagingen zullen zien. Dat zal niet gebeuren — tenminste niet in de huidige wereldmarkt. Het herkennen van nieuwe technologie, zoals de vooruitgang in CNC, is een strategische beslissing die de toekomstige concurrentiekracht van een bedrijf verzekert.

Het rechtvaardigen van nieuwe technologie is een meerstappenproces:

Stap 1: Begrijp uw kosten
Gebruik een transparant kostenstelsel, evalueer alle kostenfactoren inclusief directe "all-in" of volledig belaste arbeid, evalueer hoe nieuwe technologie cashflow kan verbeteren, en bereken stukkosten en de invloed van investering in nieuwe technologie op productiekosten en return on investment.

Stap 2: Begrijp potentiële voordelen van CNC technologie
Enkele van de meetbare voordelen omvatten verhoogde productiviteit, verminderde setup- en gereedschapswisseltijd, verbeterde uptime, doorvoer, schrotpercentage en gereedschapskosten, terwijl de lasten van onderhoudskosten en jobvoorbereidingskosten verminderd worden.

Net zo belangrijk, enkele van de ongemeetbare voordelen van CNC omvatten kwaliteit, nauwkeurigheid, en verbeterde oppervlakteafwerking, zonder afhankelijk te zijn van operatorvaardigheid. Het kan ook procesflexibiliteit verbeteren, met vooraf ingestelde snelle gereedschapswissels met gestandaardiseerde inserts en enkelpuntdraaien in plaats van dure vormgereedschappen.

Stap 3: Begrijp de kosten van oudere apparatuur
Oudere apparatuur betekent meer bescheiden efficiëntie, langer dan geplande setup tijden, vereisend verdwijnende vaardigheden om in te stellen en te bedienen. Even belangrijk, oudere apparatuur kan statistisch geen toleranties handhaven, en produceert overmatige schrotonderdelen, wat efficiëntie schaadt, en materiaalkosten toevoegt.

Terugverdientijd Berekenen
Er zijn diverse manieren om de terugverdientijd van nieuwe technologie te evalueren. Een Return on Investment (ROI) analyse kan u helpen een goede beslissing te maken over het kopen van een dure of minder dure machine.

ROI analyse geeft aan hoe de investering de cashflow van een bedrijf zal beïnvloeden, gebaseerd op de opbrengsten en kosten geassocieerd met het project. ROI wordt gegeven als een percentage rendement.

Het bedrijf dat de ROI analyse uitvoert, moet het rendement voor de investering bepalen op basis van de projectkosten en de impact die de investering zou hebben op de cashflow. Eenmaal het rendement bepaald is, moet het bedrijf dan bepalen of het een acceptabel rendement is. Typisch wordt een 20 procent of hoger rendement als acceptabel beschouwd.

Er Is Meer
Echter, deze rechtvaardigingsmethode overweegt geen belangrijke technische en strategische aspecten voor het behouden van concurrentiekracht. Kwaliteit is bijvoorbeeld een van de top prioriteiten voor eindgebruikers vandaag. Deze factor is een goed voorbeeld van wat niet volledig herkend wordt in een ROI analyse.

Naast kwaliteit, zijn er een aantal andere voordelen — ongemeetbare voordelen — die een impact zullen hebben op de concurrentiekracht van het bedrijf. Deze kunnen net zo belangrijk zijn als de impact van de investering op de cashflow. Het overwegen van deze andere voordelen is een langere-termijn benadering van investering die de overleving van het bedrijf kan garanderen.

Terwijl de ROI analysemethode traditioneel gebruikt is om hoog-volume multi-jaar projecten te analyseren, kan het ook gebruikt worden om de wijsheid van het kopen van een machine voor laag-volume productie van een grote verscheidenheid aan onderdelen over een aantal jaren te analyseren. Het getoonde voorbeeld was heel eenvoudig, en er zijn veel additionele factoren die u wellicht wilt overwegen, zoals belastingimplicaties met betrekking tot nieuwe machines.

Ten slotte, ROI is niet noodzakelijk hetzelfde als winstgevendheid en concurrentiekracht. Winstgevendheid hangt af van de kosten per uur tarief van de machine die overwogen wordt voor aankoop en de impact van de ongemeetbare voordelen. Afhankelijk van een bedrijfs kapitaalinvestering beslissing, kan de cashflow impact heel anders zijn dan lange-termijn concurrentiekracht en winstgevendheid.

Het is mogelijk om een hoge ROI en lage winstgevendheid te hebben, en het omgekeerde is ook waar.

Bekijk een nieuwe machineaankoop vanaf beide standpunten. Voer een ROI analyse uit, en kijk ook naar de lange-termijn impact van de investering. Hoewel winstgevendheid initieel hoger kan zijn bij het bekijken van een lager geprijsde machine; door de lange-termijn voordelen, kan de hogere kwaliteit machineaankoop de meest gunstige keuze zijn voor de precisie-onderdelenproducent.

*Dank aan Jeff Reinert van Index Systems in artikel gepubliceerd in: https://www.americanmachinist.com/cad-and-cam/article/21892337/justifying-investment-in-cnc-technology