2014-05-09
Konkurencja w branży obróbki metali coraz wyraźniej rysuje trend przyjmowania zleceń na realizowanie niewielkich serii lub nawet produkcji jednostkowej. Zmieniające się zapotrzebowanie klientów wymaga od firm dostosowania parku maszyn do niezwykłej elastyczności. W jaki sposób można to osiągnąć?

Minimalizacja serii dla maksymalizacji zleceń

Odnotowywany od kilku lat ciągły przyrost produkcji w branży metalowej zaowocował wyraźnym wzrostem konkurencji wśród przedsiębiorców z tego sektora, który pociągnął za sobą zmiany w podejściu do realizacji zleceń. Obecnie wśród firm zajmujących się obróbką metali można zaobserwować szeroko rozpowszechniony trend otwarcia na realizacje niewielkich serii, a nawet produkcji jednostkowej. Taka strategia produkcji wymaga niezwykłej elastyczności i właściwego dostosowania parku maszyn, w celu przygotowania ich na ciągłe zmiany kształtów i rozmiarów obrabianych elementów.

- Zróżnicowanie kategorii obrabianych elementów w przetwórstwie metali spowodowało wzrost popularności nowoczesnych pięcioosiowych centrów obróbkowych, które przeznaczone są do obróbki najbardziej skomplikowanych detali nawet niewielkich elementów – mówi Przemysław Słaby z grupy KIPP.

Kluczem do przystosowania obrabiarek do efektywnej realizacji małych, ciągle zmieniających się serii i produkcji jednostkowej jest dobór właściwego mocowania elementu. Szybka reakcja na zmieniające się potrzeby klientów i szeroką gamę zróżnicowanej produkcji wymaga od mocowania spełnienia szeregu cech, do których należą przede wszystkim: precyzja obrabiania, eliminacja błędów w procesie obróbki, minimalizacja kosztów przy realizacji partii małej i średniej wielkości, maksymalne ograniczenie czasu potrzebnego do zamocowania kolejnego detalu o innych gabarytach. Jakie technologie umożliwiają planowanie i organizację realizacji obróbki w duchu tej charakterystyki?

Precyzja w pięciu osiach

Jedną z wiodących technologii gwarantujących najbardziej precyzyjne realizacje jest obróbka w myśl zasady pięcioosiowości. Pięcioosiowe centra obróbcze, często łączące rozwiązania stołu obrotowego i uchylną głowicę umożliwiają obróbkę bardzo skomplikowanych detali o nieregularnych kształtach równocześnie gwarantując osiąganie najwyższego stopnia gładkości powierzchni. Nie bez powodu te nowoczesne rozwiązania są wykorzystywane do elementów wymagających najwyższej precyzji produkcji jak np. turbiny, części dla przemysłu lotniczego, medycznego, elektronicznego a nawet kosmicznego czy do obróbki form i tłoczników.  Precyzja i możliwość osiągnięcia najwyższej jakości to nie jedyne zalety zastosowania pięcioosiowych centrów obróbczych, do których zaliczyć należy również ekonomikę produkcji. Najnowocześniejsze urządzenia stosujące tę technologię pozwalają na przeprowadzenie całego procesu obróbki podczas jednego mocowania elementu. Właśnie z tego powodu producenci narzędzi do przetwórstwa metalu musieli wyjść naprzeciw popularności tej metody oferując rozwiązania dostosowane do koncepcji pięcioosiowości. Przykładem takiego rozwiązania jest imadło pięcioosiowe KIPP, które  umożliwia całkowicie swobodną obróbkę z dużą siłą tnącą i posuwową siłą skrawania przy minimalnych drganiach. Dzięki prostemu pozycjonowaniu w centrum osi maszyny, imadło umożliwia stosowanie bardzo krótkich narzędzi. Równocześnie pozwala to zachować krótkie drogi przesuwu osi maszyny, co przynosi kolejne korzyści w zakresie redukcji czasu obróbki. Istotną cechą imadła jest także położenie ruchomej szczęki mocującej. Jest ona elastyczna w kierunku mocowania, ale całkowicie sztywna w kierunku stołu maszyny. Główną korzyścią jest jednak ustawienie tulei mocującej dokładnie pod powierzchnią obrabianego detalu. Zapobiega to rozsunięciu się szczęk mocujących pod obciążeniem oraz występowaniu naprężeń stołu maszynowego. Mocowanie imadła odbywa się również w bardzo prosty sposób. Bezpośrednio na stole maszynowym z rowkami teowymi, bądź na paletach z siatką otworów M12 lub M16. Dzięki temu możliwy jest rozstaw mocowania pomiędzy 22 ÷ 236 mm w przypadku standardowego wyposażenia lub 22 ÷ z zastosowaniem dodatkowych tulei dystansowych.

Standardowa wysokość mocowania wynosi 175 mm, modułowa konstrukcja umożliwia jednak rozbudowanie całej konstrukcji do wysokości 250mm, przy zachowaniu odpowiedniej sztywności. Charakterystyka tego rozwiązania dostosowuje warunki pracy centrum do obróbki całkowitej. Dzięki temu udaje się uniknąć błędów przy każdym kolejnym mocowaniu i pozwala niemal zlikwidować stratę tzw. czasu pobocznego, która ma szczególne znaczenie przy produkcjach małych i średnich serii.

Pneumatyka dla stabilności mocowania

Kolejnym rozwiązaniem sprzyjającym elastycznej pracy centrum obróbczego przystosowanej do ciągłej zmiany gabarytów obrabianych elementów jest wykorzystanie pneumatyki w mocowaniu. Dla uzyskania najwyższej jakości dopracowania kształtów detali w warunkach zmiennego zakresu produkcji serii oraz produkcji jednostkowej maszyny muszą spełniać szereg warunków, do których należałoby zaliczyć: szybkość wymiany mocowania, stabilność mocowania oraz elastyczność w stosunku do kształtu elementów. Pneumatyczne mocowania w rodzaju mechanizmu Kipp Positive Clamping System pozwalają spełnić te wszystkie wymogi konieczne dla najdokładniejszej, stabilnej i ekonomicznie przeprowadzanej obróbki. System składa się z elementu bazowego i przynależnego zacisku – tulei mocującej. W celu mocowania różnych przedmiotów obrabianych wystarczy jedynie wymienić zacisk. Producenci zadbali również o maksymalne ułatwienie przezbrajania – wymiany zacisków, które sprowadza się do odkręcenia jednej śruby. Pozytywny wpływ na ekonomikę pracy ma również uniwersalność mocowania. Użytkownik poprzez wewnętrzne lub zewnętrzne wyfrezowanie konturu może dostosować standardowy zacisk do nawet najbardziej skomplikowanego kształtu obrabianego detalu. Dzięki temu można wyeliminować ogromne koszty związane z projektowaniem i budowaniem specjalistycznych przyrządów. Możliwość elastycznej wymiany gwarantuje wiele korzyści podczas produkcji partii o małej i średniej wielkości.

Mechanizm wyposażony jest w dwa niezależne układy zaciskające. Wypuszczając powietrze z dolnego układu poprzez złącze A lub wentyl B tuleja dociska detal z siłą odpowiadającą około 5,8kN. Doprowadzając dodatkowo sprężone powietrze 6 bar do górnego układu poprzez złącze C lub wentyl D  można zwiększyć siłę do około 12kN. Dzięki temu mocowanie obrabianych detali odbywa się w ekspresowym tempie. Aby w maksymalnym stopniu ułatwić pracę użytkownika, proces wtłaczania i wypuszczania sprężonego powietrza może być przeprowadzany przy użyciu jedynie standardowego pistoletu powietrznego. W tym celu element bazowy wyposażony został w specjalne wentyle do sprężonego powietrza B i D.  Alternatywnie z wykorzystaniem przyłączy A i C możliwe jest podłączenie systemu do układu sprężonego powietrza za pomocą standardowych złączy pneumatycznych.

Kompleksowa obróbka, najwyższa jakość wykonania, stabilność mocowania oraz ekonomika produkcji to najważniejsze wyzwania stojące przed przedsiębiorcami w ciągle zmieniających się warunkach na rynku. Niezmiennie kluczowym elementem pozostaje jednak właściwe mocowanie, które jest podstawą dla właściwego dostępu do obrabianego elementu.  Dzięki nowoczesnym rozwiązaniom technologicznym  zachowuje ono najwyższe parametry stabilności  i jednocześnie usprawnia proces obróbki nawet w warunkach ciągłych zmian na linii produkcyjnej.

 

Nadesłał: bskowron