Extra CNC-machinasassen Toevoegen Verlaagt Productiekosten – Zo Werkt Het

Het is officieel! Het toevoegen van extra assen aan je freesproces kan het efficiënter maken en de kosten verlagen. Hier is waarom het werkt.

Dingen veranderen constant in de wereld van productie. Nieuwe technologieën arriveren, oude technologieën verbeteren, en we moeten onze processen bijwerken om bij te blijven.

Een verandering die recent plaatsvindt, is een toename in het aantal assen dat gebruikt kan worden bij CNC-frezen. Volgens de huidige trends maakt de nieuwste technologie multi-as frezen nog toegankelijker dan ooit tevoren.

Maar je zou je kunnen afvragen: zijn meer assen echt beter?

Nou… ja.

Het toevoegen van extra assen aan je freesproces kan een heleboel voordelen toevoegen, waaronder verbeterde efficiëntie en lagere kosten.

Je kunt extra assen toevoegen door te investeren in een multi-as CNC-machine of met robotfrezen.

Wat is de betere optie? Om dat te beantwoorden, laten we eerst kijken naar de problemen van traditioneel frezen.

5 Problemen met Traditioneel 3-As CNC

Traditioneel hebben CNC-machines 3 programmeerbare assen, vaak X, Y en Z. Deze stellen je in staat om te boren, frezen of je werkstuk op andere wijze in 3 dimensies te transformeren. Sommige verminderde-as machines (bijv. graveermachines) komen ook met slechts 2D of 2,5D mogelijkheden.

3D-frezen is geweldig voor veel veelvoorkomende operaties in de productie. Het kan echter ook erg beperkend zijn om slechts 3 assen te hebben.

Hier zijn 5 problemen die ontstaan met traditionele CNC-machines:

1. Vereist Meer Opstellingen

Minder assen betekent meer opstellingen. Tenzij je producten alleen extreem eenvoudig frezen vereisen, is het waarschijnlijk dat je de positie en/of oriëntatie van de onderdelen moet veranderen om alle benodigde sneden te bereiken.

Elke extra opstelling beïnvloedt direct de productiviteit van de freescellen. Dit is met name problematisch bij kleine partijen (die vaker worden) waar tot 90% van de freestijd kan worden opgegeten door opstellingen.

2. Meer Handmatige Tijd

Meer opstellingen verminderen niet alleen de productiviteit van de machine. Ze verminderen ook de productiviteit van werknemers. Elke opstelling vereist een menselijke werknemer om hun waardevolle tijd te besteden aan een niet-waarde-toevoegende taak. Ze kunnen deze tijd productiever elders besteden.

Het stroomlijnen van je changeovers kan helpen om deze tijd te verminderen, maar het is veel effectiever om zoveel mogelijk handmatige tijd te elimineren.

3. Heeft Aangepaste Spanningsmiddelen Nodig

3-as machines zijn beperkt in de oriëntatie waarin ze het werkstuk kunnen benaderen. Als een freesoperatie een iets verspringende oriëntatie vereist, betekent dit vaak dat je aangepaste spanningsmiddelen moet ontwerpen en fabriceren.

Aangepaste spanningsmiddelen zijn prima voor erg grote partijen. Echter, ze kunnen een enorme hoeveelheid werk toevoegen voor elke opstelling. Dit kan de tijd die elk onderdeel kost en de kosten aanzienlijk verhogen.

4. Verhoogde Stappen per Operatie

Elke fabrikant zal het eens zijn: hoe minder freesstappen je hebt, des te beter. Veel principes binnen de praktijk van Design for Manufacture zijn toegewijd aan het vereenvoudigen van freesoperaties en het verminderen van het aantal benodigde freesstappen.

3-as machines verhogen vaak onnodig het aantal stappen vergeleken met freestechnologieën die meer Vrijheidsgraden hebben.

5. Verhoogde Levertijd en Productkosten

Al de bovenstaande problemen kunnen het algehele productieproces negatief beïnvloeden, wat leidt tot verhoogde levertijden en een hogere productkost. Elke keer dat een technicus hun waardevolle tijd moet besteden aan een nieuwe opstelling en elke keer dat een aangepast spanningsmiddel gemaakt moet worden, kan dit direct de winstmarge beïnvloeden.

Waarom Extra Assen Kosten Verlagen

De steeds populairste oplossing voor deze problemen is het toevoegen van extra assen aan je freesoperatie.

Er zijn twee manieren om dit te bereiken, zoals we hieronder uitleggen, maar laten we eerst kijken waarom meer assen kosten kunnen verlagen.

Het 6 Vrijheidsgraden "Sweet Spot"

We denken vaak dat de wereld in 3 dimensies is. Maar in werkelijkheid zijn er 6 dimensies nodig voor volledig flexibel frezen:

• 3 positionele dimensies (X, Y en Z)
• 3 rotatie-dimensies (Rot[X], Rot[Y] en Rot[Z])

Deze 6 waarden zijn het minimum aantal Vrijheidsgraden (DoF) dat vereist is om elk punt in de werkruimte vanuit elke hoek te benaderen.

CNC-machines met 3, 4 of zelfs 5 assen zullen altijd beperkt zijn omdat ze niet aan deze 6 DoF "sweet spot" voldoen.

5 Manieren Hoe Extra Assen Kosten Verlagen

Het toevoegen van extra DoF aan een freesoperatie kan de kosten op een paar manieren verlagen:

1. Er is slechts één opstelling nodig (ook wel "Done-in-one" opstellingen genoemd).
2. De handmatige tijd van de operator wordt tot een minimum gereduceerd.
3. Er zijn meestal geen aangepaste spanningsmiddelen nodig.
4. Vereenvoudigt en vermindert freesstappen.
5. Verkort de levertijd voor het product.

Al deze factoren helpen de productietijd en -kosten te verlagen.

Hoeveel Assen Kun Je Toevoegen?

Omdat 6 DoF vereist is voor een volledig flexibele machine, is de volgende vraag: Hoe voegen we die DoF toe en hoeveel kunnen we toevoegen?

Er zijn 2 opties voor het toevoegen van extra assen aan je freescellen:

1. Multi-as CNC-machines.
2. Robotfrezen.

Hier is hoeveel assen je met elke technologie kunt toevoegen:

Met CNC-machines

Als we praten over CNC-machines, verwijzen we meestal naar de drie meest voorkomende typen machines die op dit moment beschikbaar zijn:

1. Traditionele 3-as CNC
2. 4-as CNC
3. 5-as CNC-machines

Hoewel er beginnen andere machines op de markt te komen (bijv. deze 6-as machine gerapporteerd in 2019), is 5-as de meest voorkomende "bovengrens".

Met Robotfrezen

Een alternatief voor CNC is het gebruik van robotfrezen. Dit omvat het monteren van een freesgereedschap op een industriële robot.

Met deze opstelling heeft de basissetup 6 DoF, omdat dit de standaard is voor industriële robots. Er is echter ruimte voor veel meer assen in je robotfreessetup door zoveel extra assen toe te voegen als je wilt!

Hoewel je de DoF nooit boven de 6 kunt verhogen, stelt het toevoegen van meer assen op deze manier een veel grotere werkruimte en meer flexibiliteit mogelijk.

Wat is Beter: CNC of Robotfrezen?

De huidige trend naar multi-as frezen maakt 5-as machines populairder. Er zijn echter nadelen aan het gebruik van CNC-machines vergeleken met robotfrezen.

Twee grote nadelen van multi-as CNC-machines zijn:

• Ze zijn onflexibel — Je kunt niet zomaar een extra as toevoegen zoals je kunt met robotfrezen.
• Ze zijn enorm! — Bij CNC wordt de machine meestal groter naarmate je meer assen hebt.

Uiteindelijk is de keuze welke technologie je kiest aan jou, maar het is de moeite waard om te vermelden dat robotfrezen in sommige gevallen zelfs CNC-machines kan overtreffen.

Robotfrezen kan je leven echt vereenvoudigen vergeleken met het gebruik van multi-as CNC-machines.

Wat vind je van multi-as CNC-machines vergeleken met robotfrezen? Laat het ons weten in de reacties hieronder of sluit je aan bij de discussie op LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram of in het RoboDK Forum.