CNC-konepuru työkaluautomaatio- ja robotiikkalaitteisiin

Viime vuosina olemme huomanneet selkeän muutoksen robotiikka- ja automaatiolaitteiden valmistajien tarjouspyynnöissä. Sen sijaan, että kysyttäisiin vain, voimmeko pitää tarkkuusvaatimusta ±0.01 mm , insinöörit haluavat nyt tietää kuinka johdonmukaisesti voimme pitää kyseistä tarkkuusvaatimusta sadoissa tai jopa tuhansissa osissa. Robottijärjestelmissä toistettavuus on usein tärkeämpää kuin yksittäisen komponentin tarkkuus.

Yksi erityisen merkittävä projekti koski servomoottorien kiinnityslevyjä ja tarkkoja sijoituslohkoja automatisoidulle kokoonpanolinjalle. Piirustus itsessään ei ollut erityisen monimutkainen, mutta kahden kiinnityspuikkoaukon välinen paikannustarkkuus oli 0,01 mm ensimmäinen kokeilomme läpäisi tarkastuksen, mutta kokoonpano-insinöörit ilmoittivat pienestä sijoitusten vastuksesta useiden koneiden rakentamisen jälkeen. Ongelma ei ollut mittojen tarkkuudessa – se johtui kertyneestä toleranssista useista toisiinsa liittyvistä komponenteista. Muokasimme koneistusjärjestystä, valmistelimme sijoitusominaisuudet lopullisesti yhdessä asennuksessa ja otimme käyttöön 100 %:n CMM-tarkastuksen kriittisille mitoille. Kokoonpano-ongelma katosi ilman suunnittelumuutoksia.

Tällaiset kokemukset ovat vahvistaneet tärkeän opinkirjan: robotiikan koneistus on prosessikyvyn kysymys, ei pelkästään koneistuskyvyn kysymys. Nykyiset CNC-koneet ovat riittävän tarkkoja, mutta johdonmukaisuuden säilyttäminen edellyttää vakaita kiinnityslaitteita, ohjattua työkalujen kulumista, lämpökorjausta ja kurinalaista tarkastusmenettelyä.

Materiaalien valinta vaikuttaa myös merkittävästi. Alumiiniseoksia käytetään yleisesti kevytrobotiikkakäsivarroissa ja rakenteellisissa kiinnikkeissä, kun taas 1045 Teräs on edelleen suosittu valinta akseliputkille, sijoitusnastalle, liitoksille ja kulumisesta kestäville mekaanisille komponenteille. Ruostumaton teräs valitaan yleensä puhdistettujen tilojen automaatioon tai laitteisiin, jotka toimivat syövyttävissä ympäristöissä. Jokainen materiaali vaatii erilaisia leikkausstrategioita, ja leikkausparametrien suora kopioiminen yhdestä materiaalista toiseen johtaa yleensä epätasaiseen pinnanlaatuun tai lyhyempään työkalun käyttöikään.

Toinen havaitsemamme trendi on digitaalisen prosessin seurannan kasvava käyttö. Sen sijaan, että odotettaisiin lopullista tarkastusta, jossa havaitaan liian suuri akseli tai väärässä paikassa oleva reikä, monet valmistajat seuraavat nyt tuotannossa jatkuvasti pyörivän osan kuormitusta, työkalun käyttöikää ja koneen kuntoa. Nämä tiedot eivät korvaa kokemusta omaavia koneistajia, mutta ne auttavat tunnistamaan prosessin poikkeamat ennen kuin ne aiheuttavat hylättyjä osia. Toistuvissa tuotantosarjoissa tämä lähestymistapa on tehnyt toimitusaikataulut huomattavasti ennustettavampia.

Ostajan näkökulmasta alhaisin koneistusarvio ei yleensä ole alhaisin tuotantokustannus. Robottiasennuslinja voi menettää paljon enemmän viivästetystä käyttöönotosta tai toistuvista sovitus säätöistä kuin mitä säästää muutamalla sentillä komponenttia kohden. Siksi kokemukset ostosryhmät arvioivat yhä useammin toimittajan prosessinvalvontaa, tarkastuskykyä ja tuotannon tasaisuutta hinnan ohella.

Lopulta, CNC-koneistus robotti- ja automaatiolaitteisiin ei koske pelkästään tarkkojen osien valmistusta. Sen tarkoituksena on varmistaa, että jokainen akseli, kotelo, kiinnike ja sijoituspiirre asettuu täsmälleen samalla tavalla – olipa kyseessä koneelta tuleva ensimmäinen vai tuhannes komponentti. Tämä tasaisuus varmistaa, että automatisoidut järjestelmät toimivat luotettavasti pitkän aikaa asennuksen jälkeen.