Retrofitul mașinilor este adesea considerat o soluție de compromis - o alegere între un buget limitat și dorința de tehnologie modernă în domeniul fabricației. Cu toate acestea, EWS Weigele GmbH & Co. KG din Uhingen demonstrează că această viziune este limitată. Împreună cu EMAG, compania a modernizat în mod specific un VSC 400 DDS și l-a adaptat la cerințele sale individuale de fabricație. Astfel, a fost creată o soluție de fabricație care, în ceea ce privește siguranța procesului, disponibilitatea și rentabilitatea, este cel puțin echivalentă cu o investiție nouă. Diferența esențială: retrofitul nu a fost ales din necesitate, ci ca o strategie tehnologică conștientă.
Strategia de modernizare: Disponibilitatea ca factor de competiție
EWS Weigele produce sisteme de suporturi de unelte de înaltă precizie, cu un grad de auto-producție de 90 până la 95 la sută – de la materialul brut până la produsul montat. O componentă esențială a acestei lanțuri de producție este fabricarea roților conice și a roților frontale pentru unități de unelte acționate. Structura tipică a dimensiunilor loturilor este de două până la cinci piese per comandă.
În cadrul acestei integrări verticale ridicate, fiecare oprire a mașinii afectează imediat capacitatea de livrare. Atunci când producția de roți dințate existentă a trebuit să fie modernizată, întrebarea centrală nu a fost doar „Ce tehnologie?”, ci mai ales „Cât de repede?”.
Decizia de a face retrofit pentru VSC 400 DDS s-a bazat pe un calcul clar: Timpul de livrare pentru o mașină nouă comparabilă ar fi fost de opt până la douăsprezece luni, plus câteva săptămâni pentru punerea în funcțiune și calificarea procesului.
Retrofit-ul a permis reluarea producției după câteva săptămâni. Structura mecanică de bază a mașinii era intactă, iar angajații erau familiarizați cu conceptul mașinii – condiții ideale pentru o modernizare rapidă.
Valorificare tehnologică: Automatizare și preluare
Retrofit-ul a inclus modernizarea tehnologică completă, păstrând în același timp structura mecanică de bază:
Tehnologia de control: Înlocuirea cu un sistem CNC actualizat, cu funcții extinse și interfețe pentru colectarea datelor de producție. Noua unitate de control permite integrarea directă în sistemul de management digital al producției.
Interfețele de automatizare: Adaptarea interfețelor de pe mașină la sistemul de schimbare rapidă Varia utilizat în fabrică și alimentarea cu piesa de prelucrat printr-o bandă de transport cu ciclu rotativ.
Costurile de investiție s-au situat la aproximativ 70% dintr-o mașină nouă comparabilă – cu o capacitate tehnologică completă.
Principiul Pick-up: Stabilitatea procesului prin ghidare mecanică
VSC 400 DDS se bazează pe conceptul de mașină de prelucrare verticală cu ax de preluare. Piesa de prelucrat nu este introdusă manual sau printr-un robot într-un dispozitiv de prindere, ci este preluată de axa de lucru dintr-o poziție definită. Roata dințată se află pe un suport de piesă în sistemul de alimentare cu ciclu rotativ. Axa de lucru preia piesa de la stația de preluare și o transportă în spațiul de lucru.
Acest proces elimină inexactitățile de inserție.
Precizia de repetare a prinderii pieselor de prelucrat se încadrează în domeniul câtorva micrometri, deoarece poziționarea este definită mecanic prin geometria suportului piesei. Spre deosebire de sistemele robotizate cu clești, erorile de încărcare din cauza contaminării, confuziei pieselor sau erorilor de recunoaștere sunt excluse din construcție.
Stabilitatea procesului se dovedește în practică: La EWS, prelucrarea completă a roților dințate se efectuează pe VSC 400 DDS – turnare dură cu unelte PKD sau CBN, rectificarea suprafețelor funcționale definite și prelucrarea fină finală. Loturile de câteva zeci de piese sunt fabricate fără măsurători intermediare. Toleranțele solicitate sunt respectate pe întreaga serie.
Sistem de schimbare rapidă Varia: Timp de pregătire în intervalul minutelor
Pentru dimensiuni de lot de la două la cinci piese și timpi de prelucrare de 4 până la 7 minute pe piesă, timpul pur de prelucrare pe lot variază între 20 și 100 de minute. Timpurile clasice de pregătire de două ore ar distruge rentabilitatea.
EWS utilizează sistemul propriu de schimbare rapidă Varia, disponibil în trei dimensiuni standardizate (VX3, VX4, V5). Sistemul se bazează pe un mecanism de închidere tip baionetă cu un moment de strângere definit.
Precizia de repetare se încadrează în domeniul a câtorva micrometri. Atât uneltele statice, cât și cele acționate pot fi utilizate.
Schimbarea uneltelor se face conform unui proces bine gândit: În timp ce mașina funcționează, uneltele pentru următoarea comandă sunt montate în afara mașinii în suporturi Varia, măsurate și introduse într-un Tool-Shuttle. Datele uneltelor sunt transferate în sistemul de control. Programarea CAM se realizează cu ajutorul gemenilor digitali ai uneltelor, astfel încât verificările de coliziune să fie efectuate înainte de schimbarea fizică.
După finalizarea comenzii curente, uneltele sunt scoase din Tool-Shuttle și introduse în pozițiile revolverului prin închizătoarea tip baionetă. Procesul mecanic de schimbare durează câteva secunde pentru fiecare unealtă. Timpul de nefuncționare al mașinii în timpul schimbării comenzii se reduce la 5 până la 10 minute pentru un revolver complet.
Automatizare: Trei ore de operare fără personal
Sistemul de alimentare cu ciclu rotativ permite prelucrarea pieselor timp de până la trei ore în mod neasistat. Piesele sunt plasate pe suporturi pentru piese, care asigură o suprafață de sprijin și o poziționare definită. Operatorul încarcă banda de transport la începutul turei și se poate ocupa de alte activități în timpul timpului de prelucrare.
Această formă de „automatisare flexibilă” permite o funcționare economică a mașinilor chiar și pentru loturi mici – o diferență esențială față de automatizarea pentru serii mari, unde sistemele dedicate se amortizează doar la un număr mare de unități.
Controlul digital al producției: De la sistemul CAM la mașină
Producția se bazează pe un proces digital continuu. Fiecare unealtă și fiecare suport de unealtă există ca un geamăn digital în sistem. Programele NC sunt create cu software CAM, folosind nu geometria abstractă a uneltelor, ci modelele digitale exacte ale suporturilor de unelte utilizate efectiv.
Aceasta permite o verificare a coliziunilor deja în faza de programare, optimizarea traseului uneltelor pe baza dimensiunilor reale ale acestora și generarea automată a datelor de pregătire. Operatorul primește o listă digitală de pregătire, care îi indică exact ce unelte trebuie pregătite și în ce ordine. Această sistematică minimizează erorile de pregătire și scurtează semnificativ timpul de adaptare al noilor angajați.
Asigurarea calității prin stabilitatea procesului
La EWS, calitatea nu este asigurată prin măsurare, ci generată prin stabilitatea procesului. Combinația dintre stabilitatea procesului principiului Pick-up, precizia de repetare a sistemului de unelte Varia și stabilitatea termică a mașinii verticale permite fabricarea roților dințate cu toleranțe în domeniul micronilor – fără control 100%.
Capacitatea statistică a procesului este monitorizată prin verificări regulate ale probelor. Numai atunci când valorile măsurate arată că procesul este stabil, se renunță la verificările individuale. Această strategie de producție reduce semnificativ timpul de execuție și costurile de asigurare a calității.
Retrofit ca o decizie tehnologică conștientă
Proiectul EWS arată: Retrofitul nu este o soluție de urgență, ci poate fi o alternativă tehnică și economică superioară investiției noi - în special atunci când structura mecanică de bază mai poate fi utilizată timp de decenii.
Aspectele centrale ale beneficiilor:
- Disponibilitate: Reluarea producției după săptămâni în loc de luni. La o adâncime mare de fabricație, un factor de competitivitate decisiv.
- Siguranța procesului: Principiul de preluare elimină inexactitățile de inserare. Toleranțele strânse sunt respectate fără măsurători intermediare.
- Flexibilitate: Sistemul de schimb rapid reduce timpii de pregătire la minute. Schimbările frecvente de produse devin fezabile din punct de vedere economic.
- Rentabilitate: Costurile de investiție sunt de aproximativ 70% dintr-o mașină nouă cu o capacitate comparabilă.
- Sustenabilitate: Extinderea duratei de viață a mașinilor cu 10 până la 15 ani, cu un consum de resurse semnificativ redus.
Pentru companiile de fabricație cu producție de serii mici, cerințe ridicate de calitate și o adâncime mare de fabricație, conceptul oferă o abordare testată în practică pentru modernizarea tehnicii de fabricație.
Contact:
