Az 5-tengelyes automatizálás korlátainak áttörése
Az 5-tengelyes munkák automatizálása mindig is bonyolult feladatot jelentett, ám a gépek egy új generációját, innovatív automatizálási megoldásokkal és új fejlesztésű szoftverekkel kombinálva végre áttörhető ez a korlát, mondja Mike Sykes a Yamazaki Mazak automatizálási rendszerekért felelős menedzsere.
Az 5-tengelyes megmunkálás programozásában, szerszámpályáiban és automatizálhatóságában egyaránt bonyolultabb az egyszerű 3-tengelyes megmunkáló központos megoldásoknál, és ez egyre nagyobb problémát jelent a szerszámgépek üzemeltetőinek.
Az 5-tengelyes megmunkálás, amelyet gyakran változatos és kisszériás gyártásra használnak, nem egykönnyen illeszthető be a standard gépes – kiszolgáló robotos megoldásokba, mivel esetükben többféle munkadarab megfogó készülékről, munkadarabtípusról és programról van szó. Saját felméréseink például azt mutatják, hogy számos szerszámgép-üzemeltető tartja saját tevékenységét automatizálásra alkalmatlannak, mivel a munka túlnyomó része kisszériás.
Ennek eredményeként az 5-tengelyes feladatokat nem gyakran szokás automatizálni, ám bizonyos makrogazdasági tényezők, mint pl. a bérköltségek, valamint a nagyobb termelékenység és az innovatív technológiák iránti igény, lassan áttörést hoz e a téren.
Az 5-tengelyes automatizálási megoldások fejlesztésének egyik legfontosabb hajtóereje az igény, hogy a gép emberi beavatkozás nélküli üzemeltetése minél jobban kitolható legyen éjszakai és hétvégi műszakok keretében.
A megmunkálási időt nyolc óráról akár 24 órára meghosszabbítva, azonnali növekedés mutatkozik a gépműhely kapacitásában, a termelékenységben és a nyereségességben.
Nyolcórás munkarenddel (hétfőtől péntekig, négy hét munkaszünettel) számolva például évi 240 munkanapon összesen 1920 megmunkálási óra bocsátható az ügyfelek rendelkezésére. Ha az adott gép 16 órát működhet változatlan számú munkanapon, 3840 üzemóra áll rendelkezésre, tehát duplázódik a kapacitás. Automatizálási rendszerek használatával az üzemeltetés emberek számára kevésbé kényelmes vagy vállalható időszakokra is kiterjeszthető: a 24 órás, hétvégi és ünnepnapi munkavégzéssel a produktív órák száma évi 8760-ra növelhető, ami több mint négyszeres kapacitásbővülésnek felel meg.
A másik nagy hajtóerő a bérköltség. A CNC-gépkezelők magasan képzett szakemberek, így praktikus minél kevesebb ismétlődő feladatot rájuk bízni, hogy a nagyobb hozzáadott értékű feladatokra, pl. a programozásra tudjanak koncentrálni. Kutatások szerint, automatizálás nélkül a gépkezelő idejének akár 70%-a fordítódik az olyan ismétlődő feladatokra, mint pl. a készülékek, a munkadarabok és a készdarabok be- és kirakása, amik igazából nem igényelnek különösebb szaktudást.
A magától értetődő válasz, az 5-tengelyes munkák automatizálása, ám ennek több akadálya is van. Az első ilyen akadály, hogy sok meglévő 5-tengelyes gépnél az automatizálási megoldást a gép elé kellene telepíteni, ami akadályozná a gépkezelő hozzáférését a munkatérhez.
A jó hír az, hogy a szerszámgépek új generációját már az automatizálhatóságot szem előtt tartva fejlesztik és opcionálisan lehetőséget adnak az oldalról történő kiszolgálásra. A Mazak új INTEGREX i-H sorozatú gépeit például kifejezetten automatizálási célra fejlesztettük: a gép eleje sík kivitelű, a hátul elhelyezett szerszámtár jobban megengedi az automatizálási eszközök, pl. csuklós karos robotok gép elején történő elhelyezését anélkül, hogy akadályoznák a gépkezelőt a munkatérhez való hozzáférésben. Rendkívül fontos, hogy az automatizálási berendezések a Mazak Smooth Ai CNC-vel és a rá telepített Robot Cell Controller szoftverrel programozhatók és irányíthatók.
A felhasználók visszajelzései arra a teljesen érthető kétségre is rámutattak, hogy szerintük az automatizálás bonyolult beállítást és programozást igényelnek, és közülük sokan nem rendelkeznek a szükséges szaktudással házon belül. Az ügyfeleink között végzett idei felmérésünk azt mutatja, hogy 10 felhasználóból egy azért nem automatizál, mert attól tart, nincs e téren elég szaktudása.
A mai innovatív szoftverek, köztük a Mazak Robot Setup Assist és Robot Cell Controller alkalmazása azonban jelentősen megkönnyíti a robot csatlakoztatását és programozását. Ezek a szoftveres opciók, amelyek a CNC részét képezik, segítséget jelentenek a telepítésnél és jóval egyszerűbbé teszik az automatizálási megoldás karbantartását. A valóságban az automatizálásnak már nem előfeltétele, hogy az adott vállalatnál legyen hozzá szakértelem.
A probléma egyik lehetséges megoldását azok a kulcsrakész 5-tengelyes automatizálási megoldások jelentik, mint a Mazak CV5-500, MA robottal felszerelve munkadarabok be- és kirakásához. Kialakításának hála az MA robottal mindössze öt perc alatt át lehet váltani a munkadarabok között, ami azonnali javulást eredményez a termelékenységben. A szoftver lehetővé teszi a munkadarab tároló tálcák gyors cseréjét, a robot megfogói pedig ideális eszközt kínálnak 5-tengelyes kisszériás megmunkálásokhoz.
Az automatizálás máig legnagyobb korlátja az a tévhit, hogy drága. Két fő szempontot azonban nem szabad figyelmen kívül hagyni: Az első az, hogy az automatizálási megoldások, de különösen a robotok beruházási költsége drasztikusan csökken, így lerövidül a megtérülés hossza.
Másodsorban ez a nézet nem veszi figyelembe az automatizálás kedvező hatását az 5-tengelyes gyártás termelékenységére. Emellett a gép emberi beavatkozás nélküli üzemideje is kitolható éjszakai és hétvégi műszakok révén, így az automatizálás segít csökkenteni a gép inaktív várakozási idejét, miközben a gépkezelők mással foglalkozhatnak.
Olyan robottal, amelyet 100%-ban a gép kiszolgálására terveztek, maximalizálható a berendezés kihasználtsága és garantálható a folyamatos gyártás anélkül, hogy le kellene azt állítani új darab berakásához. Másik megoldásként egy gépkezelőt is oda lehetne állítani mindegyik 5-tengelyes gép mellé, és így is fenntartható lenne a termelékenység, ám ez esetleg kedvezőtlenül befolyásolná a versenyképességet és a nyereségességet.
Régebben az automatizált 5-tengelyes rendszerek inkább a kivételt jelentették, mintsem a szabályt, de ha a gépüzemeltetők versenyképesek szeretnének maradni, minél előbb vissza kívánják kapni az 5-tengelyes gépbe fektetett pénzüket és maximalizálni kívánják a nyereségességüket, az új generációs gépek és automatizálási megoldások jelölik ki a követendő irányt. Az európai gépüzemeltetőknek elég megnézniük a termelékenységben élen járó ázsiai országokat, és máris láthatják, milyen lehetőségeket tartogat számukra a jövő.