Maschinenretrofit se pogosto obravnava kot nujna rešitev – kot kompromis med omejenim proračunom in željo po moderni proizvodni tehnologiji. Vendar pa EWS Weigele GmbH & Co. KG v Uhingenu dokazuje, da je ta pogled prekratek. Skupaj z EMAG-om je podjetje ciljno moderniziralo VSC 400 DDS in jo prilagodilo svojim individualnim proizvodnim zahtevam. Tako je bila ustvarjena proizvodna rešitev, ki je pri procesni varnosti, razpoložljivosti in ekonomičnosti vsaj enakovredna novi naložbi. Ključna razlika: Retrofit ni bil izbran iz nuje, temveč kot zavestna tehnološka strategija.
Retrofit strategija: Razpoložljivost kot konkurenčni dejavnik
EWS Weigele proizvaja visoko natančne sisteme za držala orodij z globino lastne proizvodnje od 90 do 95 odstotkov – od surovine do sestavljenega izdelka. Ključni del te proizvodne verige je izdelava stožčastih in valjastih zobnikov za pogonske enote orodij. Tipična struktura serijskega naročila je od dva do pet delov na naročilo.
Pri tej visoki vertikalni integraciji vsak ustavitev stroja takoj vpliva na dobavno sposobnost. Ko je bilo treba modernizirati obstoječo proizvodnjo zobnikov, ni bilo osrednje vprašanje le „Katera tehnologija?“, temveč predvsem „Kako hitro?“.
Odločitev za retrofitting VSC 400 DDS je temeljila na jasnem izračunu: Čas dobave primerne nove naprave bi bil od osem do dvanajst mesecev, poleg tega pa še več tednov za zagon in kvalifikacijo procesov.
Retrofit je omogočil ponovno zagon proizvodnje po nekaj tednih. Mehanična osnovna struktura stroja je bila nedotaknjena, zaposleni so bili seznanjeni s konceptom stroja – idealne razmere za hitro modernizacijo.
Tehnološka nadgradnja: Avtomatizacija in prevzemanje
Retrofit je zajemal popolno tehnološko modernizacijo ob ohranitvi mehanske osnovne strukture:
Nadzorna tehnika: Zamenjava z aktualnim CNC-sistemom z razširjenimi funkcijami in vmesniki za zajem podatkov o proizvodnji. Nova kontrola omogoča neposredno integracijo v digitalni sistem upravljanja proizvodnje.
Avtomatizacijski vmesniki: Prilagoditev strojnih vmesnikov na tovarniško uporabljeni sistem Varia za hitro menjavo in dovod obdelovancev preko krožnega transportnega traku.
Investicijski stroški so znašali približno 70 odstotkov primerljive nove naprave – pri popolni tehnološki zmogljivosti.
Pick-up princip: Procesna stabilnost skozi mehansko vodenje
VSC 400 DDS temelji na konceptu vertikalne stružnice z Pick-up vretenom. Delo se ne vstavi ročno ali s pomočjo robota v vpenjalno glavo, temveč ga delovno vreteno samo pobere iz definirane pozicije. Kolo se nahaja na nosilcu obdelovanca v sistemu krožnega prenosa. Delovno vreteno pobere obdelovanec iz Pick-up postaje in ga prenese v delovni prostor.
Ta postopek odpravlja napake pri vstavitvi.
Ponovna natančnost prijema obdelovanca je v razponu manj kot mikrometer, saj je pozicioniranje mehansko določeno z geometrijo nosilca obdelovanca. V nasprotju z robotskimi sistemi z prijemali so napake pri vstavitvi zaradi onesnaženja, zamenjave obdelovancev ali napak pri prepoznavanju konstrukcijsko izključene.
Stabilnost procesa se kaže v praksi: Pri EWS poteka popolna trda obdelava zobnikov na VSC 400 DDS – trdo vrtenje s PKD ali CBN orodji, brušenje določenih funkcijskih površin in končna fino obdelava. Serije več deset obdelovancev se izdelujejo brez vmesnega merjenja. Zahtevane tolerance se ohranjajo skozi celotno serijo.
Varia-hitra zamenjava sistema: Časi nastavitve v minutah
Pri serijah od dveh do petih delovnih kosov in časih obdelave od 4 do 7 minut na kos znaša čista obdelovalna čas na serijo med 20 in 100 minutami. Klasični časi nastavitve dveh ur bi gospodarstvo povsem uničili.
EWS uporablja lastni Varia-hiter sistem za menjavo, ki je na voljo v treh standardiziranih velikostih (VX3, VX4, V5). Sistem temelji na bajonetnem zapiranju z določenim navorom.
Ponovna natančnost je v razponu nekaj mikrometrov. Tako statična kot tudi pogonska orodja se lahko sprejmejo.
Menjava orodja poteka po premišljeni proceduri: Medtem ko stroj deluje, se orodja za naslednji naročilo vstavijo zunaj stroja v Varia nosilce, izmerijo in vstavijo v Tool-Shuttle. Podatki o orodju se prenesejo v krmilni sistem. CAM programiranje poteka z digitalnimi dvojčki orodij, tako da se preverjanje trkov izvede že pred fizično menjavo.
Po zaključku trenutnega naročila se orodja vzamejo iz Tool-Shuttle in preko bajonetne povezave vstavijo v revolverske pozicije. Mehanični postopek menjave traja za vsako orodje le nekaj sekund. Čas mirovanja stroja pri menjavi naročila se zmanjša na 5 do 10 minut za celoten revolver.
Avtomatizacija: Tri ure brezposelnega delovanja
Sistem krožnega prenosa omogoča obdelavo delov brez nadzora do tri ure. Deli so nameščeni na nosilcih delov, ki zagotavljajo določeno površino in pozicioniranje. Operater napolni transportno trak ob začetku izmene in se lahko med obdelovalnim časom posveti drugim nalogam.
Ta oblika „fleksibilne avtomatizacije“ omogoča gospodarno delovanje strojev tudi pri majhnih serijah – odločilna razlika v primerjavi z avtomatizacijo velikih serij, pri kateri se specializirani sistemi amortizirajo šele pri visokih količinah.
Digitalno upravljanje proizvodnje: Od CAM-sistema do stroja
Proizvodnja temelji na neprekinjenem digitalnem procesu. Vsako orodje in vsak nosilec orodja obstaja kot digitalni dvojček v sistemu. NC-programi se ustvarjajo s CAM-programsko opremo, pri čemer se ne uporabljajo abstraktne geometrije orodij, temveč natančni digitalni modeli dejansko uporabljenih nosilcev orodij.
To omogoča preverjanje trkov že v fazi programiranja, optimizacijo poti orodja na podlagi dejanskih dimenzij orodja in samodejno generiranje podatkov za nastavitev. Operater prejme digitalni seznam nastavitev, ki mu natančno določa, katera orodja je treba nastaviti in v katerem vrstnem redu. Ta sistematika minimizira napake pri nastavitvi in bistveno skrajša čas uvajanja novih zaposlenih.
Zagotavljanje kakovosti skozi stabilnost procesov
Pri EWS kakovost ni zagotovljena z merjenjem, temveč se ustvarja z stabilnostjo procesov. Kombinacija stabilnosti procesov Pick-up principa, ponovljive natančnosti Varia orodnega sistema in toplotne stabilnosti vertikalne naprave omogoča proizvodnjo zobnikov s tolerancami v mikrometrskem razponu – brez 100-odstotnega nadzora.
Statistična sposobnost procesa se spremlja z rednimi vzorčnimi pregledi. Šele ko merilni podatki pokažejo, da je proces stabilen, se opustijo posamezni pregledi. Ta proizvodna strategija znatno zmanjšuje čas obdelave in stroške zagotavljanja kakovosti.
Retrofit kot zavestna tehnološka odločitev
Projekt EWS kaže: Retrofit ni rešitev v sili, temveč lahko predstavlja tehnično in gospodarsko superiorno alternativo novim naložbam – zlasti, če je osnovna mehanska struktura še desetletja uporabna.
Osrednji vidiki koristi:
- Razpoložljivost: Ponovno zagon proizvodnje po tednih namesto mesecev. Pri visoki stopnji lastne proizvodnje odločilen konkurenčni dejavnik.
- Procesna varnost: Načelo Pick-up odpravlja napake pri vnosu. Ozki tolerančni razponi se ohranjajo brez medmerjenja.
- Fleksibilnost: Sistem hitre menjave zmanjšuje čase nastavitve na minute. Pogoste spremembe izdelkov postanejo gospodarsko izvedljive.
- Gospodarnost: Investicijski stroški so okoli 70 odstotkov nove naprave pri primerljivi zmogljivosti.
- Trajnost: Podaljšanje življenjske dobe strojev za 10 do 15 let ob znatno zmanjšani porabi virov.
Za proizvodna podjetja s proizvodnjo manjših serij, visokimi zahtevami glede kakovosti in visoko stopnjo lastne proizvodnje ponuja koncept preizkušen pristop k modernizaciji proizvodne tehnologije.
Kontakt:
