CNC-machines automatiseren: bewezen strategieën voor hogere doorvoer en efficiëntie

Het automatiseren van het CNC-machineproces is een uitstekende manier om de spindel te laten draaien en de doorvoer te verhogen. Deze tips helpen u het goed aan te pakken in uw werkplaats.

In eerdere blogs hebben we uitgelegd hoe collaboratieve robots (cobots) en flexibele automatisering CNC-machinewerkplaatsen ten goede komen. U heeft misschien ook voorbeelden gezien van cobots die met CNC-machines werken, zoals hierboven.

Als u denkt over het automatiseren van uw CNC-bewerkingsprocessen met een cobot na, vraagt u zich misschien af hoe u dat precies aanpakt. We verkennen hier de details die u moet weten.

Het CNC-proces in stappen breken

Om uw cobot in tandem met de CNC-machine te laten werken, geeft u het gedetailleerde instructies voor alle stappen en bijbehorende bewegingen in het proces. Elke stap wordt opgeslagen in het geheugen van de cobot. Maar eerst moet u een lijst maken van alle acties in het huidige handmatige proces – met andere woorden: alle stappen die een operator onderneemt bij het bedienen van de machine, in de juiste volgorde.

In een typisch voorbeeld kunnen de stappen zijn:

• Een ruwstuk of onderdeel oppakken van een bak of transportband
• Het ruwstuk laden en bevestigen in een bankschroef of andere spanning
• De machinedeur sluiten
• Op de startknop drukken
• Wachten tot de cyclus voltooid is
• De machinedeur openen
• Het afgeronde onderdeel losmaken en verwijderen
• Het afgeronde onderdeel op een bak of transportband plaatsen

Afhankelijk van het proces of type CNC-machine kunnen er extra stappen bij komen, zoals het inspecteren van een afgerond onderdeel, het reinigen van een onderdeel of het weghalen van span uit de machine. Zorg ervoor dat u al deze stappen in aanmerking neemt en bepaalt of de cobot of een operator ze uitvoert.

De cobot met de CNC-machine verbinden

De cobot en CNC-machine moeten signalen kunnen zenden en ontvangen. In de eenvoudigste opstelling, als uw CNC-machine een enkele uitgang heeft, kunt u een M-code gebruiken om de cobot te signaleren wanneer de bewerkingscyclus klaar is. Dit vertelt de cobot dat het tijd is om de deur te openen, het werkstuk te verwijderen en de rest van de opgeslagen instructies voort te zetten om de volgende cyclus te starten. In dit voorbeeld opent en sluit de cobotarm de machinedeur en drukt op de startknop.

Als uw CNC-machine meerdere uitgangen en/of een autodeur-functie heeft, is het mogelijk dat de cobot en machine signalen heen en weer sturen wanneer elk een stap heeft voltooid, waardoor hun acties geïntegreerd worden. Bijvoorbeeld: eerst laadt de cobot een werkstuk en signaleert de CNC-machine om de deur te sluiten, dan sluit de deur, de cyclus draait, de deur opent, en de CNC-machine signaleert de cobot om het werkstuk te verwijderen en de opgeslagen instructies te hervatten.

Het OB7-cobotpakket van Productive Robotics bevat een General Equipment Interface (GEI) met acht digitale ingangen, acht digitale uitgangen en vier analoge ingangen om lucht, ethernet-connectiviteit en signalen tussen de cobot en CNC-machine te beheren.

Variabiliteit van inputs minimaliseren

In tegenstelling tot een mens kan een cobot geen realtime aanpassingen aan zijn acties maken of splitsecondbeslissingen over de beste manier om een taak uit te voeren. Cobots vereisen een consistente en uniforme omgeving om optimaal te functioneren. Dit geldt voor de ruwstukken of onderdelen die het afhandelt en laadt, de manier waarop de onderdelen gepresenteerd worden, en de plek waar het voltooide onderdelen neerlegt.

Bijvoorbeeld: als drie verschillende werknemers handmatig ruwstukken op maat snijden en ze aan de cobot leveren voor CNC-bewerking, moeten alle drie de werknemers de ruwstukken op uniforme wijze snijden en ze op dezelfde plek, in dezelfde oriëntatie aanleveren. Dit zorgt ervoor dat de cobot het ruwstuk steeds correct kan oppakken en laden.

Nu is de tijd om het werkstation en het leveringssysteem uniform en consistent in te richten. Deze zorgvuldige planning minimaliseert ook fouten en buitentolerantie-bewerking, en houdt de stroom van onderdelen stabiel. Als resultaat stijgen kwaliteit en doorvoer, en nemen schroot en herwerk af.

In- en uitstroom

Net zoals onderdelen uniform en consistent moeten zijn, is de manier waarop ze in en uit het CNC-werkstation stromen cruciaal. De instructies in het geheugen van de cobot vertellen precies waar hij moet draaien, reiken en grijpen voor een ruwstuk of onderdeel, en dat is precies waar en hoe hij zal bewegen. Hij kan niet merken dat iemand een ander soort bak gebruikt of een bak op een andere kar heeft gezet.

Hetzelfde principe geldt voor afgeronde onderdelen. Als ze op een kar gestapeld moeten worden, moet de kar steeds op dezelfde plek staan. De cobot kan niet om zich heen kijken en hem vinden als iemand hem per ongeluk zelfs een paar centimeter te ver weg zet.

Plannen voor monitoring van gereedschappen en apparatuur over tijd

Hoewel het automatiseren van CNC-bewerking kansen biedt voor onbemande of 24/7-draaiende apparatuur, is het nog steeds geen 'instellen en vergeten'-proces. Het is nog steeds nodig om gereedschappen en apparatuur te monitoren, waaronder:

• Levenscyclus van snijgereedschappen monitoren om te waarborgen dat onderdelen binnen toleranties blijven
• Zorgen dat goede spancontrole aanwezig is
• Temperatuur- of krachtfluctuaties monitoren
• Correcte activatie van veiligheidssystemen
• Inspectie op slijtage aan gereedschappen, leidingen en verbindingen
• Controleren op correcte uitlijning van de cobotarm met de CNC-machine, gereedschappen, spannen, etc.

Dit is vooral belangrijk als de machines langdurig of overnachten onbemand draaien. Het kan helpen om een proces of checklijst op te schrijven om te waarborgen dat alles in correcte werking blijft tijdens de draaitijd. Zorg dat de checklijst details bevat over wat te monitoren, wie verantwoordelijk is, en wat te doen wanneer aanpassingen nodig zijn.

Uw operators trainen

Een cobot als de OB7 is eenvoudig te leren, maar een van de grootste sleutels tot succes is ervoor zorgen dat de operators comfortabel zijn met het werken ermee en werkinstructies aanpassen. Het is een ding om iemand te vertellen dat de cobot makkelijk te bedienen is, en een ander om het zelf te proberen en te zien dat het echt zo makkelijk is.

Iedereen die met de cobot zal werken, moet er tijd in steken om hem te gebruiken, de arm een reeks bewegingen te leren, en de stappen bij te werken. Het is ook cruciaal dat elke operator de juiste stroom van onderdelen in en uit het werkstation begrijpt, en hoe hun dagelijkse werk zal veranderen. In plaats van de CNC-machine zelf te bedienen, zijn ze nu verantwoordelijk voor het toezien op en troubleshooten van de cobot/CNC-machine-combinatie, en het soepel laten lopen van de bredere workflow.

Hopelijk ziet u hoe net een kleine investering van tijd en doordachte planning uw CNC-bewerkingsoperaties groot positief kan beïnvloeden. Als u vragen heeft over specifieke cobottoepassingen, meer wilt leren, of klaar bent voor een demo, neem dan contact met ons op!