A GrindingHub bemutatja, miként lesz az ember-gép kollaboráció a gyártásfejlesztés meghatározó mozgatórugója a közeljövőben.
A kézi köszörülési, polírozási vagy egyéb felületkezelési folyamatok automatizált gyártásba való integrálása papíron jól hangzik, de a gyakorlatban nagyon nehéz megvalósítani. Egyre több gépgyártó válaszol erre a kihívásra azzal, hogy rugalmas automatizálási rendszerekkel kombinált köszörüléstechnikát kínál. Sok OEM-gyártóval ellentétben azonban a KKV-felhasználók valószínűleg az egyedi beruházásokkal járó, fokozatos megközelítést részesítik előnyben. A meglévő gépek és az utólagos átalakítások itt különleges szerepet játszhatnak. A stuttgarti GrindingHub kiállítói a vásár kezdete előtt betekintést nyújtanak megoldásaikba és kutatási projektjeikbe.
Egy dolog egyértelmű: az automatizálás fellendülőben van. A VDW (Német Szerszámgépgyártók Szövetsége) szerint a termelékenység növelésére irányuló nyomás és a szakképzett munkaerőhiány miatt a rövid távú gazdasági kilátásoktól függetlenül minden eddiginél fontosabb a gyártástechnológiába való beruházás. Ez alól a köszörülés sem kivétel: a gyorsabb gyártási sebesség, a pontosabb tűréshatárok, a reprodukálható minőség és a lehetséges megtakarítások vonzó ajánlatokat jelentenek a még mindig kézi megmunkálást kínáló vállalatok számára is.
Koncentrált szakértelem és átfogó támogatás
Az olyan kiállítások, mint a GrindingHub 2024 (május 14-17.), megmutatják, hogy a köszörülő-, hónoló-, leppelő- és polírozógépek gyártói hogyan alkalmazkodnak az igényekhez. A kiállított megoldások között szerepelnek a munkadarabok be- és kirakodására szolgáló dedikált robotokkal ellátott szerszámgépek, vagy a tesztelési, tisztítási, sorjázási, lézeres jelölési és tárolási folyamatok automatikus végrehajtásához szükséges további robotcellák. A köszörülési folyamatok automatizálásának előmozdítása érdekében gyakran stratégiai partnerségek jönnek létre például a gép- és robotszállítók között. Az ilyen partnerségek egyesítik a helyhez kötött gépek és a rugalmas automatizálás területéről származó szakértelmet.
Robotok által támogatott köszörülési folyamatok a Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology (PTZ) laboratóriumában.
A folyamatok automatizálásakor a neuss-i 3M Deutschland megmutatja, hogy milyen sok tényezőt kell figyelembe venni. Az ipari köszörűanyagok specialistája együttműködik a Schunk, Lauffen/Neckar céggel, a megfogórendszerek és befogástechnika gyártójával. Mindkét cég kiállít a GrindingHubon – egy olyan platformon, amely átfogó tájékoztatást és tanácsadást nyújt a témában. A 3M célja, hogy olyan kézikönyvet adjon ki, mellyel a felhasználók a projektek előkészítése során meghatározhatják pontos automatizálási igényeiket. A kézikönyv a felületképzés optikai és műszaki követelményeire, a konkrét munkadarabok folyamatlépéseinek sorrendjére, a szerszámokra és a köszörűanyagokra vonatkozó kérdéseket tartalmazza. Bár a figyelembe veendő tényezők száma elsőre soknak tűnket, a szakértők szerint kétségtelenül ez az oka annak, hogy a gyárukban a folyamatok automatizálására törekvő vállalatok mintegy kétharmada külső tanácsadókat vagy rendszerintegrátorokat vesz igénybe. Támogatást nyújtanak a WGP-hez (Német Akadémiai Szövetség a Gyártástechnológiáért) tartozó egyetemi és Fraunhofer-intézetek is. Ezek elsődleges célja az új gyártástechnológiák kutatása és azok hatékony átültetése az ipari termelésbe.
Az automatizálási célok meghatározása és szisztematikus értékelése
„A vállalatok általában tisztában vannak ezekkel, vagy legalábbis azonosítottak bizonyos folyamatokat a termelésükben, amelyeket automatizálni lehetne. Sokan azonban nem tudják, hol kezdjék” – mondja Arturo Bastidas-Cruz, a berlini Fraunhofer IPK tudományos munkatársa. Az intézet éppen ebben a kérdésben nyújt támogatást. A Fraunhofer IPK automatizálási lehetőségek elemzése egyéni konzultációkat és workshopokat foglal magában. E célból Bastidas-Cruz kifejlesztett egy eszközt a gyártási folyamatok automatizálási potenciáljának szisztematikus értékelésére. „Kifejlesztettünk egy olyan szoftvert, amely formalizálja széles körű empirikus ismereteinket, és lehetővé teszi megbízható értékelések készítését” – mondja.
Miután egy vállalat felvette a kapcsolatot az intézettel, Bastidas-Cruz meglátogatja őket, hogy felmérje a helyzetet, és beírja a vonatkozó kritériumokat a szoftverbe. A gyártási folyamat kialakítása és sorrendje nem az egyetlen tényező, amelyet az értékelésbe bevonnak. A szükséges automatizáltsági fokot is meghatározzák. Bizonyos esetekben a HRC-nél rugalmasabb automatizálási megoldás (ember-robot együttműködés) jobb megoldást jelenthet. Figyelembe kell venni a munkavállalók biztonságát és a rendelkezésre álló munkaterületet is, amelyek különösen a kisebb gyárakban döntő fontosságú tényezők.
A Fraunhofer IPK munkatársa, Arturo Bastidas-Cruz saját szoftver segítségével azonosítja és értékeli a gyártási folyamatok automatizálási lehetőségeit.
A szoftver végül egy skálán pontok formájában adja meg az eredményt: minél magasabbak az eredmények a skálán, annál nagyobb az automatizálási lehetőség. Tíz folyamatlépésből négyben például jelentős potenciál rejlik. A különböző HRC-forgatókönyveket a következő kritériumok alapján hasonlítják össze és értékelik: átvihetőség, műszaki kockázat, jóváhagyás és költséghatékonyság. A szoftver áttekintést is nyújt az ügyfél gyártási folyamatáról. A WGP úgy véli, hogy a rugalmas automatizált összeszerelőrendszerek fejlesztése egyre fontosabbá válik a személyre szabott gyártás irányába mutató tendencia miatt. Az ember-robot kollaboráció hatékonyan ötvözi az ember kiemelkedő kognitív és szenzomotoros képességeit a robotok pontosságával, sebességével és mechanikai teljesítményével. Ezeknek a robotrendszereknek az integrált érzékelőkkel és vezérléstechnikával ellátott kialakításának azonban biztosítania kell, hogy biztonságosan integrálhatók legyenek a meglévő környezetekbe. Ez felveti a kérdést, hogy a meglévő gépek megfelelő előfeltételeket biztosítanak-e egy ilyen fejlesztéshez.
A meglévő gépek felkészítése a jövőre
A meglévő gépek adatgyűjtéssel és automatizálással kombinált utólagos felszerelése az egyik téma, amelyet a GrindingHub együttműködő partnere, a stuttgarti Fellbachban megrendezésre kerülő idei Schleiftagung köszörülési konferencián tárgyalnak. Thomas Veit, az ASW Sonder- und Werkzeugmaschinen Automation ügyvezető igazgatója az egyik előadó. A Naumburg/Saale-i székhelyű vállalat a Mikrosa egykori üzemének menedzsment általi kivásárlásával jött létre. Veit szerint Naumburgban már az egykori NDK idején is automatizálták a gépeket és összekapcsolt gyártósorokat építettek. Az ASW szilárd növekedést ért el a régi Mikrosa gépek utólagos felszerelésével és csúcs nélküli köszörűgépek automatizálásával.
Az ASW Naumburg csúcsnélküli köszörűgépeket, beleértve a régebbi szériákat is, automatizált gyártásra készít fel. „Egy utólagos átalakítás után és egy modern CNC- vezérlőrendszerrel a köszörű teljesen felér egy új géppel” – mondja Thomas Veit ügyvezető igazgató.
Az automatizálási berendezések között megtalálhatók a kezelőrendszerek, valamint a munkadarabok szállítószalagokon, görgőkön, portálokon és palettázórendszereken alapuló be- és kirakodási megoldások. Ide tartoznak még a moduláris robotadagolók és a minőségellenőrzéshez szükséges tesztcellák is. Az adatgyűjtés, a nyomon követhetőség és az interfészek integrálása kulcsfontosságú tényezők az adagolórendszerekben, hangsúlyozza Thomas Veit. A tesztcellákhoz használt szoftver kezeli az adatok tárolását és kiértékeli a termelési folyamatot.
Amikor az ASW-t felkérik a csúcs nélküli köszörűgépek automatizálására, gyakran szembesül 10 vagy 15 éves modellekkel. „Az egyedi körülmények határozzák meg, hogy a gép még mindig megfelel-e a követelményeknek, és milyen intézkedésekkel lehet korszerűsíteni” – mondja Veit. Egy hagyományos gép utólagos átalakításakor egy teljes értékű CNC-köszörűgéppé történő átalakításakor a gépet először teljesen szét kell szedni, majd mechanikusan újjá kell építeni. Ezt követi az elektromos és a vezérlőrendszer átalakítása. „Az utólagos átalakítást követően, miután a gépet felszereltük egy modern CNC-vezérlővel, a gép teljesen egyenrangúnak tekinthető egy új géppel összemérve” – hangsúlyozza a szakértő. Az átalakítás általában alig több mint feleannyiba kerül, mint egy új vásárlás. A legnagyobb költségtényező itt a CNC-vezérlőrendszer. Az ASW szakértői ezért nagy reményeket fűznek a Siemensszel közös projekthez. Ez csak a vezérlőrendszer utólagos felszerelését jelenti, ami nagyszámú gép korszerűsítésének költségeit csökkentheti. Ez különösen a kis és közepes méretű vállalkozásoknak kedvezne.
A főorsó csapágyfészkének kézi hántolása egy felújítás folyamán.
A retrofitting témája azonban nemcsak műszaki és gazdasági, hanem fenntarthatósági okokból is felkerült a Schleiftagung napirendjére. A konferencia elnöke, Jannik Röttger megjegyzi, hogy egy olyan gép élettartamának meghosszabbítása, amelynek gyártása nagy energiafelhasználással járt, javíthatja a gép szén-dioxid-kibocsátását. Az a lehetőség, hogy egy köszörűgépnek második életet adhatunk, még értékesebbé tenné azt egy automatizált környezetben.
ForrásGrindingHub
További információ: