Obrábanie CNC pre robotické a automatizačné zariadenia

V posledných niekoľkých rokoch sme si všimli jasný posun v požiadavkách na cenové ponuky (RFQ) od výrobcov zariadení pre robotiku a automatizáciu. Namiesto toho, aby sa pýtali len na to, či dokážeme dodržať toleranciu ±0.01 mm , inžinieri teraz chcú vedieť ako konzistentne dokážeme túto toleranciu udržať pri stovkách alebo dokonca tisícoch súčiastok. Pre robotické systémy je opakovateľnosť často dôležitejšia než presnosť jednotlivého komponentu.

Jeden projekt, ktorý sa vynikol, zahŕňal sériu montážnych dosiek pre servomotory a presných lokalizačných blokov pre automatickú montážnu linku. Samotný výkres nebol obzvlášť zložitý, avšak polohová tolerancia medzi dvoma kolíkmi bola 0,015 mm náš prvý skúšobný výrobok prešiel kontrolou, avšak inžinieri zmontovania nahlásili po zostavení niekoľkých strojov mierne odpor pri zarovnávaní. Problém nebol spôsobený nedostatočnou rozmerovou presnosťou – išlo o kumuláciu tolerancií z viacerých vzájomne zapadajúcich súčastí. Upravili sme postup obrábania, dokončovacie obrábanie lokalizačných prvkov sme vykonali v jednom nastavení a pre kritické rozmery sme zaviedli 100-percentnú kontrolu pomocou súradnicovej meracej strojnice (CMM). Problém s montážou zmizol bez akýchkoľvek zmien v návrhu.

Skúsenosti tohto druhu posilnili dôležitú lekciu: obrábanie komponentov robotických systémov sa týka schopnosti procesu, nie len schopnosti samotného obrábania. Moderné CNC stroje sú dostatočne presné, avšak udržanie konzistencie vyžaduje stabilné upínače, kontrolované opotrebovanie nástrojov, kompenzáciu tepelného rozšírenia a dôsledné kontrolné postupy.

Výber materiálu tiež hrá významnú úlohu. Zliatiny hliníka sa bežne používajú pre ľahké robotické ramená a konštrukčné závesy, zatiaľ čo oceľ 1045 stále zostáva uprednostňovanou voľbou pre hriadeľové spojky, polohovacie kolíky, spojky a mechanické súčiastky odolné voči opotrebovaniu. Nežiaducu oceľ sa zvyčajne vyberá pre automatizáciu v čistých priestoroch alebo pre zariadenia prevádzkované v korozívnom prostredí. Každý materiál vyžaduje iné stratégie rezania a jednoduché kopírovanie obrábacích parametrov z jedného materiálu na druhý zvyčajne vedie k nejednotnému povrchovému úpravu alebo skráteniu životnosti nástroja.

Ďalším trendom, ktorý sme pozorovali, je stúpajúce využívanie digitálneho monitorovania procesov. Namiesto toho, aby výrobcovia čakali na záverečnú kontrolu, ktorá by odhalila príliš veľký hriadeľ alebo otvor mimo polohy, mnohí z nich teraz počas výroby sledujú zaťaženie vretena, životnosť nástroja a stav stroja. Tieto údaje nenahrádzajú skúsených obrábacích technikov, ale pomáhajú identifikovať posun procesu ešte predtým, než vznikne odpad. Pri opakovaných výrobných sériách tento prístup výrazne zvýšil predvídateľnosť dodacích lehôt.

Z hľadiska kupujúceho je najnižšia cena na obrábanie zriedka najnižšou celkovou výrobnou nákladovou položkou. Robotická montážna linka môže stratiť oveľa viac kvôli oneskorenej uvádzaniu do prevádzky alebo opakovaným úpravám pri montáži, než čo ušetrí na niekoľkých centoch za súčiastku. Preto skúsené nákupné tímy čoraz viac hodnotia okrem ceny aj procesnú kontrolu dodávateľa, jeho schopnosť vykonávať kontrolu a konzistenciu výroby.

Na konci Obrábanie CNC pre robotické a automatizačné zariadenia nie je len o výrobe presných súčiastok. Ide o zabezpečenie toho, aby sa každý hriadel, kryt, upevňovací prvok a polohovací prvok presne rovnako zapadali – bez ohľadu na to, či ide o prvú súčiastku zo stroja alebo o tisícu. Taká úroveň konzistencie je tou, ktorá umožňuje automatickým systémom spoľahlivo fungovať dlho po ich inštalácii.