Automatizace pětiosého obrábění byl vždy komplexní úkol, ale díky nové generaci strojů, s inovativním automatizačním řešením a modernizaci softwaru se nám konečně podařilo tuto metu pokořit. Tak se vyjádřil Mike Sykes, vedoucí oddělení automatizačních systémů společnosti Yamazaki Mazak.
Pětiosý stroj je ze své podstaty vždy komplexnější než jednoduché tříosé obráběcí centrum, a to jak z hlediska programování a vedení nástroje, tak i vzhledem k řešení automatizace. A právě automatizace bývá v poslední době pro uživatele stále důležitější.
Pětiosé obrábění často zahrnuje výrobu mnoha různých komponent o malých objemech a vyžaduje větší počet různých typů přípravků, obrobků a programů. Proto se zřídka kdy hodí pro standardní automatizaci pomocí robota, který obsluhuje obráběcí stroj. Z našeho vlastního průzkumu ve skutečnosti vyplynulo, že mnoho operátorů strojů považuje svoji práci za nevhodnou pro automatizaci, protože výrobky obrábějí převážně po malých dávkách.
Z tohoto důvodu není automatizace pětiosého obrábění příliš běžná. Kombinace hned několika makroekonomických faktorů, jako je cena práce, neustálý tlak na vyšší produktivitu a nástup nových inovativních technologií, nás však podnítila k tomu tuto bariéru přeci jenom prolomit.
Jednou z hlavních motivací pro vývoj automatizačních řešení pro pětiosé obrábění je jejich potenciál - tedy prodloužit výrobní den i do pozdějších hodin díky možnosti bezobslužného a celodenního provozu.
Prodloužení provozní doby obráběcího stroje z osmi hodin až na potenciálních 24 hodin představuje okamžité navýšení výrobní kapacity dílny, její produktivity a profitability.
Například pracovní cyklus s osmihodinovým pracovním dnem a 240 pracovními dny za rok (pondělí až pátek, čtyři týdny dovolené) poskytuje 1 920 hodin obrábění, které lze prodat zákazníkovi. Pokud by daný stroj mohl pracovat 16 hodin, při stejném počtu pracovních dní by se výrobní kapacita zdvojnásobila na 3 840 hodin. A pokud použijeme automatizační systém, který umožňuje prodloužení výrobní doby i do méně přívětivých hodin, tedy na 24 hodin denně i s víkendy a svátky, získáme celkem 8 760 pracovních hodin za rok, což je více než čtyřnásobné navýšení kapacity.
Druhou klíčovou motivací je cena práce. Operátoři CNC strojů jsou vysoce kvalifikovaní, proto je žádoucí minimalizovat počet opakujících se úkonů a co nejvíce zhodnotit odborné úkony, jako je programování. Z výzkumů ve skutečnosti vyplývá, že bez automatizace může operátor strávit až 70 % svého času opakujícími se úkony, které nevyžadují žádnou zvláštní kvalifikaci, jako je upínání a odebírání přípravků, obrobků a hotových výrobků.
Automatizace pětiosého obrábění nabízí jasné řešení, ale její realizaci brání několik překážek. Za prvé, mnoho stávajících pětiosých strojů je řešeno tak, že automatizační řešení by muselo být umístěno před strojem, čímž by se omezil přístup operátora ke stroji.
Dobrou zprávou je, že jsme tento faktor vzali v úvahu při vývoji nové generace obráběcích strojů a zavedli jsme možnost bočního nakládání. Pro automatizaci byla například specificky navržena nová řada Mazak INTEGREX i-H, která má plochý předek a vzadu umístěný zásobník, což usnadňuje umístění automatizačního řešení, např. kloubového robota, před stroj, aniž by se omezil přístup operátora ke stroji. A co je klíčové, automatizační řešení je možné programovat a ovládat pomocí CNC systému Mazak Smooth Ai vybaveného softwarem "Robot Cell Controller".
Zpětná vazba od našich uživatelů ukázala ještě jednu pochopitelnou obavu a to, že automatizační řešení vyžadují komplexní nastavení a programování, a pracovníci s příslušnou kvalifikací v mnoha firmách chybí. Z průzkumu, který jsme mezi našimi zákazníky provedli začátkem tohoto roku, vyplynulo, že pouze jeden z deseti uživatelů nepoužívá žádnou automatizaci z důvodu nedostatku odborných zkušeností.
Existuje však řada nových softwarových řešení, jako Robot Setup Assist a Robot Cell Controller od společnosti Mazak, která připojení a programování robota usnadňují. Tyto programy, které jsou součástí CNC, asistují při instalaci systému a velmi usnadňují údržbu automatizačního aparátu. Pro zavedení automatizace tak již není nutností mít vlastní zaměstnance se zkušenostmi s automatizací.
Jednou z možností, jak problém nedostatku vlastních zkušeností vyřešit je pořízení pětiosého automatizačního řešení na klíč, jako je např. stroj CV5-500 od společnosti Mazak vybavený MA robotem pro vkládání a odebírání obrobků. MA robot je navržený tak, že dokáže vyměnit obrobek do pěti minut, čímž nabízí okamžité navýšení produktivity. Software umožňuje rychlou výměnu plechů a robotických čelistí, což je ideální pro pětiosý provoz v malých dávkách.
Tou zdaleka největší překážkou automatizace je ovšem dojem, že je drahá. V tomto ohledu je ale potřeba vzít v úvahu zejména dvě okolnosti. Za prvé, náklady na pořízení automatizačních řešení, a to zvláště robotů, v poslední době dramaticky poklesly, čímž se zkrátila potenciální návratnost.
Za druhé, je potřeba vzít v úvahu, jak může automatizace navýšit produktivitu pětiosého obrábění. Automatizovaná řešení potenciálně prodlužují provozní dobu v bezobslužném režimu, a navíc umožňují redukovat neproduktivní dobu, po kterou stroj čeká, než operátor dokončí jiné úkoly.
Robot, který je zcela přizpúsobený potřebám obsluhy stroje, dokáže maximalizovat využití technických zdrojů a zajistit nepřetržitou produkci bez přestávek pro nakládání materiálu. Alternativní řešení v podobě samostatného operátora pro každý pětiosý stroj sice zachová stejnou úroveň produktivity, ale může negativně ovlivnit vaši konkurenceschopnost a ziskovost.
V minulosti byla automatizace pětiosého obrábění spíše výjimkou než pravidlem. Pokud si ale uživatelé chtějí zachovat konkurenceschopnost, zajistit maximální profitabilitu a co nejrychlejší návratnost svých investic do pětiosých strojů, pak je nová generace strojů a automatizačních řešení tou správnou cestou k úspěchu. Stačí se podívat na vysokou produktivitu asijských národů, aby bylo evropským uživatelům jasné, co přinese budoucnost, pokud budou ochotni chopit se příležitostí.