Er dit emne egnet til robotbetjening?

Når et emne skal produceres på en robotbetjent CNC-maskine, er vægt, geometri, griber og robottens løftekapacitet nogle af de oplagte parametre. Men hvad med spånerne? Og hvad sker der med spåndannelsen, efterhånden som værktøjet slides? Hos STACKIT deler vi gerne nogle af de praktiske erfaringer, vi har gjort os.

Når vi hos STACKIT arbejder med robotbetjening af CNC-maskiner, er der nogle helt naturlige spørgsmål, der skal afklares for hvert emne.

Kan robotten løfte emnet? Kan griberen holde sikkert fast? Er der plads til at få emnet ind og ud af maskinen? Og kan det placeres korrekt i opspændingen?

Men selv om alle disse forhold er på plads, er det ikke ensbetydende med, at det enkelte emne er egnet til ubemandet produktion.

En vigtig parameter er nemlig, hvordan spånerne opfører sig under bearbejdningen.

Lange spåner kan give store problemer

Nogle bearbejdningsprocesser producerer korte, kontrollerbare spåner, som relativt nemt kan fjernes fra bearbejdningsområdet.

Andre kan danne lange, seje spåner, som vikler sig omkring emnet, værktøjet eller opspændingen.

Vi har hos STACKIT blandt andet oplevet, hvordan lange spåner kan følge med det færdige emne ud af CNC-maskinen og skabe problemer omkring robotgriberen.

Det kan også betyde, at spåner følger med over i aflægningen eller bliver liggende på anlægsfladerne, så det næste råemne ikke placeres korrekt.

En operatør ved maskinen vil normalt kunne opdage og fjerne den slags problemer. Men hvis emnet skal produceres ubemandet, må processen ikke være afhængig af, at nogen løbende griber ind.

De første 10 emner kan sagtens køre perfekt

En særlig udfordring er, at spåndannelsen ikke nødvendigvis er den samme gennem hele produktionen.

Med et nyt og skarpt værktøj kan bearbejdningen give korte, kontrollerbare spåner.

Men efterhånden som værktøjet slides, kan skæreforholdene ændre sig. Det kan også påvirke spånbrydningen, så en ellers stabil proces begynder at producere længere og mere problematiske spåner.

Dermed er det ikke tilstrækkeligt at konstatere, at de første 5 eller 10 emner kører fejlfrit.

Skal et emne kunne produceres ubemandet, skal processen også være stabil, når værktøjet nærmer sig slutningen af sin planlagte levetid.

Nogle gange er det bedre at sætte tempoet lidt ned - eller lidt op😉

Vi har hos STACKIT erfaret, at det i nogle tilfælde kan betale sig at ændre bearbejdningsstrategien og vælge mindre aggressive skæredata.

I de konkrete processer har vi opnået en mere stabil bearbejdning og væsentligt mindre værktøjsslid.

Prisen er en længere spåntagningstid og dermed færre producerede emner pr. time, mens maskinen kører.

Men til gengæld får vi en mere forudsigelig proces, som er langt bedre egnet til ubemandet drift.

Det er naturligvis ikke sådan, at lavere skæredata altid er løsningen. Spånbrydningen afhænger blandt andet af værktøjsgeometri, tilspænding, skæredybde, skærehastighed og materiale.

Det handler om at finde de skæredata, hvor processen fungerer stabilt – også efter længere tids bearbejdning.

Og her bliver den samlede produktivitet interessant.

For hvad er mest værd?

At producere flest mulige emner i timen, hvis processen kræver løbende operatørindgreb?

Eller at acceptere en lidt længere bearbejdningstid, hvis maskinen til gengæld kan fortsætte produktionen, efter at medarbejderne er gået hjem?

Sandvik Coromant peger på samme problemstilling

Det her er ikke nyt - det ved vi og vi er naturligvis ikke de eneste, der arbejder med denne udfordring.

Sandvik Coromant beskriver i artiklen Backstage in Gimo, hvordan problemer med spånbrydning tidligere betød, at operatøren måtte stoppe en drejecelle hvert fjerde minut for at fjerne spåner.

Ved at ændre værktøjer og bearbejdningsstrategi opnåede Sandvik bedre spånkontrol, mere forudsigelig værktøjslevetid og mulighed for ubemandet produktion.

Deres erfaring understreger, hvor stor betydning selve bearbejdningsprocessen har for automatiseringen.

Læs Sandvik Coromants artikel:
https://www.sandvik.coromant.com/th-th/manufacturing-wellness/take-a-holistic-perspective/cost-reduction/backstage-in-gimo

Ubemandet produktion kræver dokumenteret processtabilitet

Når et nyt emne skal introduceres på en robotbetjent CNC-maskine, er det derfor ikke nok at kontrollere vægt, geometri og gribermuligheder.

Man skal også vurdere, om bearbejdningen er stabil gennem hele den planlagte værktøjslevetid.

Det kan eksempelvis ske ved at dokumentere stabil produktion gennem en repræsentativ serie, hvor man også vurderer spåndannelsen med et slidt, men fortsat anvendeligt værktøj.

Alternativt kan bearbejdningen være af en karakter, hvor spåndannelsen ikke skaber problemer for den automatiske håndtering – heller ikke når værktøjet nærmer sig det fastlagte skiftepunkt.

Pointen er enkel: Skal et emne produceres helt ubemandet, skal processen være dokumenteret stabil under de forhold, den faktisk kommer til at arbejde under.

Næste gang emnet skal produceres, starter vi ikke forfra

En anden vigtig del af at gøre robotbetjent produktion mere konkurrencedygtig er at bygge videre på de erfaringer, der allerede er gjort.

Hos STACKIT opsamler og gemmer vi relevante data fra det enkelte produktionsjob – lige fra robottens baneplan til cyklustider og andre oplysninger, som kan bruges til at analysere og forbedre processen.

Når det samme emne senere skal produceres igen, kan vi hente det tidligere job frem og tage udgangspunkt i de erfaringer og data, der allerede findes.

Måske har vi erfaret, at en lidt længere spåntagningstid giver væsentligt bedre værktøjslevetid og mere stabil produktion. Måske kan robotbevægelserne optimeres, eller der er mulighed for at reducere tiden til emneskift.

I stedet for at starte forfra kan vi arbejde videre med en allerede kendt proces og målrettet forbedre den.

Det betyder også, at tidligere produktionsdata kan være et værdifuldt udgangspunkt, når man skal vurdere, om et emne er egnet til ubemandet drift.

Har processen tidligere kørt stabilt gennem en hel serie, har man et langt bedre beslutningsgrundlag, end hvis man alene baserer vurderingen på de første par emner.

Det er naturligvis stadig nødvendigt at kontrollere, at værktøjer, materialer og øvrige procesforhold svarer til den tidligere produktion.

Målet er ikke nødvendigvis at producere hvert enkelt emne hurtigst muligt. Målet er at finde den mest effektive og stabile måde at producere emnet på – og gøre det endnu bedre næste gang.

Det er især interessant for virksomheder med mange forskellige emner og tilbagevendende små serier.

Når erfaringerne fra tidligere produktioner bliver bevaret og kan genbruges, bliver det muligt løbende at forbedre både produktivitet og processtabilitet.

Og det er i sidste ende med til at gøre virksomheden mere konkurrencedygtig.

God robotautomatisering begynder ved CNC-maskinen

Hos STACKIT arbejder vi med at gøre robotbetjening af CNC-maskiner enkel og fleksibel, også ved små serier og hyppige jobskift.

Men en fleksibel robotløsning kan ikke i sig selv gøre en ustabil bearbejdningsproces stabil.

Derfor handler god robotautomatisering ikke kun om robotten. Den handler i lige så høj grad om at forstå den produktion, robotten skal betjene.

Har du erfaringer med at finde balancen mellem bearbejdningstid og stabil ubemandet drift?

Vi deler gerne vores erfaringer – og hører meget gerne andres.

STACKIT A/S