Miért van erre szükség, mi az előnye?
CNC eszterga automatizálására, kifejezetten robottal történő automatizálásra több okból is szükség lehet.
- A termelékenység és a folyamat biztonság növelése érdekében. Egy robot nem hibázik, nem fárad el, képes napi 24 órában dolgozni szünet nélkül.
- A második fontos terület az emberi munkaerő védelme vagy helyettesítése. Például, ha a munkavégzés emberre veszélyes anyagokkal történik, vagy a munkakörülmények, pl: hőmérséklet, igényli azt, hogy a gépnek a kiszolgálását automatizálással végezzük.
Szerszámgépek automatizálására legfőképpen az első szempont miatt van szükség.
Az automatizálás, kialakítása szempontjából lehet gyárilag alkalmazott automatizálás vagy utólagosan illesztett robotos kiszolgálás. A gyári automatizálás legtöbb esetben lineár pályás Gantry robottal történik. Ezek a gépek speciálisan úgy lettek tervezve és építve, hogy a robot rá van illesztve a gépágyra. Az utólagosan kialakított robotos kiszolgálás főként humanoid robottal történik, ennek oka a humanoid robot fexibilis felhasználhatósága. Hátrányaként említendő, hogy általában hosszabb a darab csereideje, mint a lineáris típusoknak.
Mik az alapfeltételei az utólagosan kialakított robotos automatizálásnak?
A gyártás teljes folyamatát automatizálás szemszögéből kell felülvizsgálni. Tehát mindent, amit a gépkezelő megcsinál, azt a robotnak is tudnia kell. Ebbe beletartozik a nyers alapanyag felvétele, a gyártási folyamat befejeződésének ellenőrzése, a gép ajtajának kinyitása, az elkészült alkatrész kivétele, a munkadarab megfogó készülékek tisztítása és ellenőrzése, a szerszámok állapotának ellenőrzése, a nyers darab pontosan tájolt gépbe helyezése, és amennyiben minden feltétel rendben van, akkor a gyártás indítása. Természetesen ez nagyfokú szenzoros ellenőrzést jelent. Tehát a standard gép munkatér ajtaját automata ajtóra kell cserélni, a munkadarab megfogó készülékeket felfekvés figyeléssel és munkadarab jelenlét ellenőrzéssel kell ellátni. A szerszámozásnál a szerszámok élettartama alapján kell a gyártó programot elkészíteni, ami azt jelenti, hogy a forgácsolási paramétereket olyan módon kell optimalizálni, hogy az összes szerszámot lehetőleg egyszerre kelljen cserélni vagy a gép képes legyen csoport szerszámok kezelésére. A robot megfogóját is úgy kell megtervezni, hogy mind a nyers darabot, mind az elkészült alkatrészt pontosan pozícionálni lehessen. Emellett sok esetben a gépkezelő az elkészült alkatrészt tisztítja, és fontosabb méreteit ellenőrzi. A tisztítást lefújató mosató állomásokon szokták elvégezni, de a mérés elvégzése már egy magasabb fokú automatizálást igényel, ugyanis az elkészült alkatrész dedikált méreteihez kell a mérőállomást tervezni. A modern gyártás utáni mérőállomások már tudják a mért eredmények alapján visszakorrekciózni a gyártást, ezáltal kontroll alatt tudják tartani a kritikus méreteket.
Teljesen kizárható az ember a gyártásból?
Ugyan sok robot gyártónak már vannak kolloboratív robotjai, azonban ezek használata még nem terjedt el széles körökben és sokan az iparban még szkeptikusak a tökéletes munkabiztonság megvalósulásában. Ezért többnyire hagyományos robotokat alkalmaznak a gyártásautomatizáláskor. Ezek használatakor kötelező a robot munkaterét elkeríteni és biztonságos zónát kialakítani. Az automatizálás fokának emelése csökkenti az emberi beavatkozást, azonban teljesen felügyelet nélkül nem tud egyetlen ilyen rendszer sem működni. Ilyenkor a gépkezelőnek be kell mennie a cellába és el kell végeznie a karbantartási, szerszámcsere feladatokat. A biztonságról a több körös biztonsági rendszer gondoskodik, amely robotkerítésből, fénykapukból és egyéb, a robot működését kizáró vagy megállító megoldásokból áll.
Milyen szintjei lehetnek az automatizálásnak?
A legegyszerűbb eset, amikor a CNC gép, a robot, nyers és az elkészült alapanyag tároló állomás alkot egy cellát. Ilyenkor egy kerítéssel elkerített részen belül helyezkedik el minden. A kerítésen kívülről kell az alapanyagot betölteni a cellába és a kerítésen kívülre érkezik meg az elkészült munkadarab. Ez többnyire szállítószalagokat vagy más alkatrésztovábbító elemeket jelent.
A robotizálás meglehetősen merev feladat, a flexibilitás növelése az automatizálás további bonyolítását jelenti. Tehát ezekben az esetekben kisszámú és nagyon hasonló termékeket tudunk csak gyártani. Amennyiben rugalmas automatizálásra van szükség, úgy az alapanyagot azonosítani kell, a gyártási igénynek megfelelő megmunkáló programot kell mind a robotnak, mind a CNC esztergának kiválasztania emellett a készülékeknek és a szerszámozásnak is automatán cserélhetőnek kell lennie. Ez esetben már elengedhetetlen a magasabb szintű digitális kommunikáció a rendszer elemei között. A rendszert tovább lehet fejleszteni a mérés ellenőrzés automatizálásával és selejt állomás kialakításával.
Az egyszerűbb egy robot – egy gép automatizálás esetén a robot és a CNC gép direkt módon kommunikál egymással. Egyszerűbb esetben csupán digitális be- és kimenetek útján. Több gép és állomás esetén viszont már ipari busz rendszerű kommunikációra és cellavezérlésre is szükség van. Az automatizálás szintjének meghatározása minden esetben részletes és átfogó műszaki és gazdasági elemzést igényel.
ForrásGE-CO