Zautomatyzowana produkcja blachy: kompletny przewodnik branżowy

Automatyzacja zmienia sposób produkcji części z blachy. Sama prędkość już nie wystarcza. Zautomatyzowana produkcja blachy łączy cięcie, wykrawanie, gięcie, oprzyrządowanie i obsługę materiałów w jeden efektywny proces. W tym przewodniku dowiesz się, jak działa automatyzacja, gdzie się ona sprawdza i jak poprawić wydajność produkcji.

Co to jest zautomatyzowana produkcja blachy?

Zautomatyzowana produkcja blachy wykorzystuje podłączony sprzęt do przetwarzania blach przy ograniczonej interwencji ręcznej. Może obejmować cięcie, wykrawanie, formowanie, gięcie, obsługę, kontrolę i dalszy montaż.

Poziom automatyzacji różni się w zależności od fabryki. Niektóre zakłady automatyzują pracę jednej maszyny. Inne łączą kilka maszyn w jeden skoordynowany przepływ produkcyjny.

Od ręcznego przetwarzania do zautomatyzowanej produkcji

Tradycyjna produkcja często wymaga częstego zaangażowania operatora. Pracownicy ładują arkusze, przenoszą części, dostosowują narzędzia i przenoszą komponenty między maszynami.

Automatyzacja produkcji ogranicza wiele powtarzalnych zadań związanych z obsługą. Maszyny mogą podążać za zaprogramowanymi sekwencjami i konsekwentnie je powtarzać.

Automatyzacja nie eliminuje jednak inżynierii procesowej. Operatorzy nadal zarządzają programowaniem, narzędziami, materiałami, konserwacją i kontrolą jakości.

Które procesy obróbki blachy można zautomatyzować?

Kilka typowych operacji wspiera obecnie automatyzację CNC:

• Wykrawanie i formowanie CNC

• Automatyczne cięcie blachy

• Cięcie laserowe i cięcie plazmowe

• Zautomatyzowane gięcie blachy

• Zrobotyzowany załadunek i rozładunek

• Zautomatyzowane pozycjonowanie narzędzi

• Zrobotyzowane spawanie i obsługa

• Sortowanie i kontrola części

• Monitorowanie trwałości narzędzi i produkcji

Operacje te mogą działać osobno lub razem. Ich wartość zależy od wymagań produkcyjnych.

Sprzęt CNC a pełna automatyzacja produkcji

Maszyna CNC nie jest automatycznie zautomatyzowaną linią produkcyjną.

Konwencjonalna wykrawarka CNC nadal wymaga ładowania materiału i usuwania części. Może również wymagać częstej ręcznej konserwacji narzędzi.

System automatyzacji produkcji blachy łączy więcej zadań produkcyjnych. Redukuje niepotrzebne przerwy pomiędzy operacjami.

Najlepsza konfiguracja zależy od objętości, złożoności części, wymagań dotyczących pracy i częstotliwości przezbrajania.

Uwaga: Automatyzacja powinna rozwiązywać konkretne wąskie gardła w produkcji, zamiast zwiększać niepotrzebną złożoność maszyny.

Jak działa zautomatyzowana produkcja blachy?

Zautomatyzowany proces produkcji blachy rozpoczyna się, zanim pierwszy arkusz dotrze do maszyny. Projektowanie, programowanie, oprzyrządowanie i planowanie produkcji muszą ze sobą współdziałać.

Słaby plan procesu może ograniczyć nawet zaawansowany sprzęt. Dzięki dobremu planowi każda operacja będzie przewidywalna.

Projektowanie CAD/CAM i programowanie produkcji

Większość zautomatyzowanych procesów roboczych rozpoczyna się od danych CAD. Inżynierowie określają geometrię części i wymagane cechy.

Oprogramowanie CAM następnie przekształca ten projekt w instrukcje maszynowe. Może organizować ścieżki cięcia, sekwencje wykrawania, zagnieżdżanie i pozycje narzędzi.

Dobre programowanie zmniejsza straty związane z ruchem. Może również ograniczyć niepotrzebne zmiany narzędzi.

Oprogramowanie do produkcji blach staje się szczególnie przydatne w przypadku produkcji mieszanej. Pomaga producentom efektywnie zarządzać wieloma różnymi zadaniami.

Zautomatyzowane ładowanie arkuszy i obsługa materiałów

Obsługa materiałów wpływa na każdą późniejszą operację.

Automatyczne ładowarki mogą przenosić arkusze do maszyn do cięcia lub wykrawania. Ograniczają powtarzalne prace związane z podnoszeniem i ustawianiem pozycji.

Niezawodne pozycjonowanie ma kluczowe znaczenie. Złe wyrównanie może powodować błędy w wielu częściach.

Zautomatyzowane systemy manipulacyjne przenoszą również gotowe półfabrykaty pomiędzy etapami produkcji. Niektóre fabryki korzystają z przenośników lub zrobotyzowanych systemów przenoszenia.

Zautomatyzowane cięcie blachy

Zautomatyzowane cięcie pozwala szybko przygotować półfabrykaty i złożone profile.

Cięcie laserowe jest powszechne w przypadku dokładnych profili i elastycznego zagnieżdżania. Cięcie plazmowe może być dostosowane do grubszych materiałów i różnych priorytetów produkcyjnych.

Właściwa metoda zależy od kilku czynników:

• Rodzaj materiału

• Grubość materiału

• Wymagania krawędziowe

• Geometria części

• Wielkość produkcji

• Operacje wtórne

Automatyczne cięcie działa najlepiej, gdy zagnieżdżanie na początku wspiera przetwarzanie na dalszym etapie.

Referencyjne przykłady produkcji pokazują sprzęt laserowy i plazmowy używany obok maszyn do gięcia, spawania i innych maszyn produkcyjnych.

Zautomatyzowane wykrawanie i formowanie CNC

Zautomatyzowane wykrawanie tworzy otwory i funkcjonalne elementy arkusza. Może również wykonać wiele operacji formowania.

Wykrawarka rewolwerowa może produkować:

• Okrągłe i ukształtowane otwory

• Sloty

• Żaluzje

• Pogłębiacze

• Wytłoczenia

• Nokauty

• Żeberka

• Sieczka

• Wytłoczki

Wydajność wykrawania zależy w dużym stopniu od stanu oprzyrządowania.

Materiały AFAB TOOL Rozwiązania z zakresu grubej głowicy rewolwerowej do standardowego wykrawania, zastosowań specjalnych, narzędzi wielofunkcyjnych i operacji formowania. Oferta obejmuje narzędzia przeznaczone do wymagających cykli wykrawania.

Narzędzia wielofunkcyjne mogą zwiększyć dostępne pozycje wykrawania. Narzędzia do formowania mogą również ograniczyć oddzielne etapy przetwarzania.

To połączenie skuteczniej wspiera automatyzację produkcji blach.

Automatyczne gięcie blachy

Po cięciu lub wykrawaniu wiele części wymaga gięcia.

Prasy krawędziowe CNC kontrolują pozycje i kąty gięcia poprzez zaprogramowane sekwencje. Zrobotyzowane gięcie umożliwia automatyczne ładowanie i zmianę położenia.

Systemy gięcia paneli mogą zautomatyzować więcej operacji w celu uzyskania odpowiednich projektów części.

Zautomatyzowane gięcie sprawdza się szczególnie dobrze w przypadku powtarzalnych części. Przykładami są szafy, panele, pokrywy i obudowy maszyn.

Jednak wybór narzędzi nadal ma znaczenie. Niewłaściwa geometria narzędzia może powodować powstawanie śladów, deformację lub problemy z ustawieniem.

Zautomatyzowany rozładunek i kontrola

Automatyzacja trwa po głównym procesie formowania.

Gotowe części mogą trafiać do automatycznych stanowisk sortowania lub kontroli. Następnie mogą przejść do spawania, wykańczania lub montażu.

Niektóre systemy wykorzystują czujniki do sprawdzania wymiarów lub stanu produkcji. Inni korzystają z operatorów do kontroli końcowej.

Tworzy to połączony przepływ produkcyjny. Ułatwia także śledzenie danych produkcyjnych.

Wskazówka: Mapuj każdy ruch materiału przed inwestycją w nowy sprzęt do automatyzacji.

Kluczowe technologie automatyzacji produkcji blach

Automatyzacja zależy od więcej niż jednego typu maszyny. Producenci zwykle łączą kilka technologii.

Każda technologia powinna wspierać ogólną strategię produkcji.

Prasy wykrawające CNC i oprzyrządowanie rewolwerowe

Wykrawarki rewolwerowe pozostają ważne w przypadku powtarzalnych otworów i formowanych elementów.

Mogą wykonywać kilka operacji bez przenoszenia części pomiędzy oddzielnymi maszynami.

Ich produktywność zależy od planowania stacji i dostępności narzędzi.

AFAB zapewnia rozwiązania w zakresie narzędzi do wykrawania i gięcia dla pras wykrawających, pras krawędziowych i maszyn do obróbki blachy.

Kategorie produktów obejmują systemy Thick Turret, Trumpf, Murata, Thin Turret i Salvagnini.

Zautomatyzowane systemy gięcia

Zautomatyzowane gięcie ogranicza powtarzalne ręczne pozycjonowanie części.

Maszyna podąża za zapisanymi programami w celu kontroli kąta i sekwencji. Systemy robotyczne mogą również zmieniać położenie części pomiędzy zagięciami.

Poprawia to spójność powtarzalnych zamówień.

Zmniejsza także zależność od powtarzalnych ruchów operatora.

Zrobotyzowana produkcja blachy

Roboty obsługują kilka operacji na blachach.

Typowe zastosowania obejmują:

• Opieka nad maszynami

• Gięcie robotyczne

• Przeniesienie części

• Spawalniczy

• Załadunek

• Rozładunek

• Paletyzacja

Zautomatyzowana produkcja blachy działa najlepiej, gdy orientacja części pozostaje przewidywalna.

Wysoce niestabilne kształty części mogą wymagać dodatkowych uchwytów lub systemów wizyjnych.

Oprogramowanie, czujniki i monitorowanie produkcji

Inteligentna produkcja wymaga wiarygodnych informacji o produkcji.

Oprogramowanie może śledzić stan maszyny, harmonogramy, wykorzystanie narzędzi i ukończone zadania. Czujniki mogą identyfikować zmiany w procesie, zanim pojawią się poważne defekty.

Systemy te pomagają zespołom znaleźć wzorce przestojów.

Wspierają także decyzje dotyczące konserwacji zapobiegawczej.

Dlaczego oprzyrządowanie ma znaczenie w zautomatyzowanej produkcji blachy

Automatyzacja zwiększa prędkość produkcji. Może również zwiększyć wpływ problemów z narzędziami.

Zużyte narzędzie może spowodować powstanie wielu wadliwych części, zanim operator zauważy zmiany.

Zarządzanie narzędziami staje się zatem częścią strategii automatyzacji.

Dokładność narzędzia i powtarzalna jakość części

Wyrównanie stempla i matrycy wpływa na każdy skok.

Prawidłowy luz zapewnia czystsze krawędzie i stabilne wykrawanie. Mały luz może zwiększyć zadziory i naprężenia narzędzia.

Geometria narzędzia musi również pasować do materiału.

Twardość i grubość materiału mogą zmienić wymagane warunki oprzyrządowania.

AFAB Oprzyrządowanie typu podstawowego grubej wieżyczki jest przeznaczone do wykrawania rewolwerowego CNC i obsługuje typowe konfiguracje stanowisk.

Narzędzia wielofunkcyjne i zmniejszona liczba wymian narzędzi

Częste zmiany narzędzi zakłócają zautomatyzowaną produkcję.

Narzędzia wielofunkcyjne umieszczają kilka stanowisk wykrawania w obrębie jednego stanowiska maszynowego. Mogą zwiększyć dostępną pojemność narzędzia.

To podejście jest przydatne w przypadku części zawierających kilka mniejszych elementów.

Jednakże planowanie narzędzi powinno być zgodne z rzeczywistymi rodzinami części.

Dodanie większej liczby narzędzi zapewnia niewielkie korzyści bez odpowiedniego programowania.

Narzędzia do formowania redukują operacje wtórne

Formowanie wewnątrz prasy wykrawającej może wyeliminować oddzielne przetwarzanie.

Przykłady obejmują wytłaczanie, pogłębianie, koraliki, żebra i formowane elementy montażowe.

AFAB oferuje narzędzia do formowania w ramach asortymentu produktów Thick Turret. Katalog produktów zawiera także narzędzia do zastosowań specjalnych.

Ograniczenie operacji wtórnych skraca podróż materiału.

Może również uprościć zarządzanie produkcją w toku.

Konserwacja narzędzi wspiera stabilną automatyzację

Stemple i matryce stopniowo tępią się podczas produkcji.

Tępe krawędzie mogą zwiększać zadziory i siły skrawania. Mogą również zmniejszać spójność części.

Regularne ostrzenie utrzymuje narzędzia w użytecznych warunkach pracy.

AFAB Szlifierka matrycowa Auto Punch automatyzuje kilka funkcji szlifowania. Sprzęt jest przeznaczony do konserwacji stempli i matryc w wielu systemach narzędziowych.

Wskazówka: Śledź stan narzędzia według cykli produkcyjnych, zamiast czekać na widoczne wady.

Korzyści z automatycznej produkcji blachy

Automatyzacja zapewnia szereg korzyści produkcyjnych. Ich wartość zależy od projektu procesu i zapotrzebowania produkcyjnego.

Wyższa przepustowość

Zautomatyzowany sprzęt zmniejsza opóźnienia pomiędzy powtarzającymi się operacjami.

Przenoszenie materiałów można również kontynuować pomiędzy cyklami maszyny.

Zyski te stają się ważniejsze w przypadku produkcji na dużą skalę.

Większa dokładność i powtarzalność

Programy powtarzają ten sam ruch w cyklach produkcyjnych.

Stabilne oprzyrządowanie zapewnia również spójne wyniki.

Ta kombinacja zmniejsza różnice pomiędzy partiami.

Mniej powtarzalna obsługa ręczna

Automatyzacja może ograniczyć zadania związane z podnoszeniem, pozycjonowaniem i powtarzalnym załadunkiem.

Pracownicy mogą bardziej skoncentrować się na programowaniu i sterowaniu procesami.

Jednakże wykwalifikowani operatorzy pozostają ważni przy rozwiązywaniu problemów i zarządzaniu jakością.

Elastyczna produkcja o dużej mieszalności

Nowoczesna automatyzacja nie ogranicza się do produkcji masowej.

Elastyczne programy obsługują mniejsze partie i zmiany projektów produktów.

Elastyczność narzędzi pomaga również producentom radzić sobie ze zróżnicowanymi geometriami.

AFAB Gama narzędzi Salvagnini jest przeznaczona do zautomatyzowanych systemów obróbki blachy i zastosowań wymagających dużej różnorodności.

Typowe zastosowania zautomatyzowanej produkcji blachy

Wiele branż wykorzystuje zautomatyzowaną produkcję, ponieważ ich produkty wymagają powtarzalnych cech arkusza.

Najlepsze zastosowania zazwyczaj łączą przewidywalną geometrię i powtarzalną produkcję.

Szafy elektryczne i obudowy przemysłowe

Szafy mogą wymagać wielu elementów dziurkowanych i formowanych.

Typowe detale obejmują otwory wentylacyjne, wybicia, zagłębienia i punkty mocowania.

Komponenty te często korzystają z automatycznego wykrawania i gięcia.

Obudowy zautomatyzowanych maszyn i urządzeń

Konstruktorzy maszyn używają gotowych części blaszanych do osłon, pokryw, ram i obudów.

Obudowy automatów sprzedających stanowią praktyczny przykład. Takie produkty mogą łączyć cięcie, gięcie, spawanie, powlekanie i montaż.

Komponenty maszyn mogą również wymagać łączonych procesów cięcia i gięcia.

AGV i sprzęt logistyczny

Zautomatyzowane pojazdy kierowane wykorzystują gotowe ramy, wsporniki, panele i osłony.

Części te często wymagają kilku procesów produkcyjnych.

Jeden z przytoczonych przykładów wytwarzania pojazdów AGV łączy w sobie ścinanie, wykrawanie, gięcie, walcowanie i spawanie.

Pokazuje, dlaczego połączone możliwości produkcyjne mają znaczenie w przypadku złożonych konstrukcji sprzętu.

Sprzęt elektroniczny, medyczny i energetyczny

Branże te często wymagają powtarzalnych elementów z blachy.

Przykładami mogą być panele urządzeń, szafy sterownicze, wsporniki i obudowy ochronne.

Niezawodność narzędzi staje się ważna, gdy harmonogramy produkcji stają się bardziej zautomatyzowane.

Uwaga: Wymagania aplikacji powinny określać strategię automatyzacji, a nie same specyfikacje maszyny.

Jak wybrać konfigurację zautomatyzowanej produkcji blachy

Nie ma jednej najlepszej konfiguracji automatyzacji.

Prawidłowa konfiguracja zależy od materiału, geometrii, objętości i wymaganych procesów.

Zacznij od materiału i grubości

Materiał wpływa na zachowanie podczas cięcia, wykrawania i zginania.

Typowe materiały obejmują:

• Łagodna stal

• Stal nierdzewna

• Aluminium

• Blacha ocynkowana

Grubsze materiały zwykle wymagają większej siły formowania.

Mogą również wymagać różnych prześwitów matrycy i materiałów narzędzi.

Oceń geometrię części

Przed wybraniem sprzętu przestudiuj każdą funkcję.

Zapytaj, czy część wymaga cięcia, wykrawania, formowania, gięcia lub spawania.

Część zawierająca wiele uformowanych otworów może sprzyjać wykrawaniu CNC.

Skomplikowane profile zewnętrzne mogą sprzyjać automatycznemu cięciu laserowemu.

Wiele fabryk łączy oba procesy.

Dopasuj automatyzację do wielkości produkcji

Produkty wielkoseryjne uzasadniają inne inwestycje niż małe partie.

Powtarzalna linia produkcyjna może zyskać dzięki rozbudowanej automatyzacji obsługi.

Fabryki o dużym zróżnicowaniu wymagają szybkiego programowania i elastycznych narzędzi.

Zamiast tego mogą priorytetowo traktować krótkie wymiany walut.

Potwierdź kompatybilność maszyny i narzędzia

Należy wcześnie sprawdzić kompatybilność narzędzi.

Producenci powinni zweryfikować rozmiar stacji, platformę maszyny, materiał, grubość i wymagany kształt.

Zapobiega to późniejszym problemom z konfiguracją, których można uniknąć.

Ułatwia to także przyszłe zakupy narzędzi.

Wskazówka: Przed zamówieniem narzędzi wykrawających dostosowanych do konkretnego zastosowania wyślij kompletne rysunki części i informacje o maszynie.

Jak poprawić wydajność zautomatyzowanej produkcji blachy

Zakup zautomatyzowanego sprzętu to dopiero początek.

Fabryki muszą stale optymalizować system produkcyjny.

Ulepsz sekwencje cięcia i wykrawania

Zacznij od przejrzenia ścieżek narzędzi.

Ogranicz niepotrzebne ruchy maszyny i powtarzające się pozycjonowanie.

Jeśli jest to praktyczne, grupuj podobne operacje wykrawania.

Dobre zagnieżdżanie zmniejsza również straty materiału.

Zmniejsz liczbę zmian narzędzi

Analizuj często produkowane rodziny części.

Umieść powszechnie używane narzędzia w praktycznych stacjach.

Narzędzia wielofunkcyjne mogą również zwiększyć dostępne opcje wykrawania.

Dzięki temu automatyczne cykle wykrawania trwają dłużej.

Zbuduj zapobiegawczą konserwację narzędzi

Nie czekaj na poważne zadziory.

Regularnie sprawdzaj stemple, matryce, ściągacze, prowadnice i luzy.

Twórz harmonogramy konserwacji w oparciu o rzeczywiste warunki produkcyjne.

Automatyczne urządzenia do ostrzenia mogą pomóc w tej procedurze.

Śledź przydatne wskaźniki produkcyjne

Przydatne pomiary obejmują:

• Czas cyklu

• Czas konfiguracji

• Części na godzinę

• Wskaźnik złomu

• Żywotność narzędzia

• Wykorzystanie maszyny

• Nieplanowany przestój

Nie śledź wskaźników bez celu decyzyjnego.

Wykorzystaj je do zlokalizowania rzeczywistych strat produkcyjnych.

Na przykład długie przestoje mogą wynikać ze zmian narzędzi. Zwiększona ilość złomu może sygnalizować zużycie lub problemy z konfiguracją.

Te spostrzeżenia pomagają zespołom systematycznie ulepszać automatyzację produkcji.

Wniosek

Zautomatyzowana produkcja blachy poprawia szybkość, spójność, elastyczność i kontrolę produkcji. Niezawodne oprzyrządowanie umożliwia również dokładne wykrawanie, formowanie i gięcie w ramach zautomatyzowanych procesów.

AFAB TOOL Co., Ltd. dostarcza narzędzia do wykrawania i gięcia dla głównych systemów blach. Jej rozwiązania narzędziowe i sprzęt do konserwacji matryc pomagają producentom poprawić stabilność procesu, trwałość narzędzi i wydajność produkcji.

Często zadawane pytania

P: Co to jest zautomatyzowana produkcja blachy?

Odp.: Zautomatyzowana produkcja blachy łączy cięcie, wykrawanie, gięcie, obsługę i oprogramowanie w jeden skoordynowany proces produkcyjny.

P: W jaki sposób zautomatyzowana produkcja blach zwiększa wydajność?

Odp.: Zautomatyzowana produkcja blachy ogranicza ręczną obsługę, skraca czas cykli i poprawia powtarzalność.

P: Dlaczego oprzyrządowanie jest ważne w zautomatyzowanej produkcji blachy?

Odp.: Dokładne oprzyrządowanie umożliwia stabilne wykrawanie, formowanie i automatyczne gięcie blachy.

P: Czy automatyzacja produkcji blach jest droga?

Odp.: Koszt zależy od sprzętu, poziomu automatyzacji, oprogramowania, narzędzi i wielkości produkcji.

P: Co powoduje problemy w automatycznym wykrawaniu?

Odp.: Typowe przyczyny obejmują zużyte narzędzia, złe ustawienie, nieprawidłowy luz i niewłaściwą konserwację.