Kunstmatige Intelligentie Blog 2023
Het is officieel! Het toevoegen van extra assen aan uw bewerkingsproces kan het efficiënter maken en kosten verlagen. Dit is waarom het werkt.
Dingen veranderen constant in de wereld van productie. Nieuwe technologieën komen op, oude technologieën verbeteren en we moeten onze processen updaten om bij te blijven.
Een verandering die onlangs heeft plaatsgevonden, is een toename van het aantal assen dat kan worden gebruikt bij CNC-bewerkingen. Volgens de huidige trends wordt meerassige bewerking door de nieuwste technologie nog toegankelijker dan ooit tevoren.
Maar, vraag je je misschien af, zijn meer bijlen echt beter?
Wel, ja.
Het toevoegen van extra assen aan uw bewerkingsproces kan tal van voordelen opleveren, waaronder verbeterde efficiëntie en lagere kosten.
U kunt extra assen toevoegen door te investeren in een meerassige CNC-machine of door middel van robotbewerking.
Wat is de betere optie? Laten we, om dat te beantwoorden, eerst kijken naar de problemen van traditioneel verspanen.
5 problemen met traditionele 3-assige CNC
Traditioneel hebben CNC-machines 3 programmeerbare assen, vaak X, Y en Z. Hiermee kunt u uw werkstuk in 3 dimensies boren, frezen of anderszins transformeren. Sommige machines met gereduceerde as (bijv. graveermachines) hebben ook alleen 2D- of 2,5D-mogelijkheden.
3D-bewerking is geweldig voor veel voorkomende bewerkingen in de productie. Het kan echter ook zeer beperkend zijn om slechts 3 assen te hebben.
Hier zijn 5 problemen die zich voordoen met traditionele CNC-machines:
1. Vereist meer instellingen
Minder assen betekenen meer opstellingen. Tenzij uw producten alleen extreem eenvoudige bewerkingen vereisen, is het waarschijnlijk dat u de positie en/of oriëntatie van de onderdelen moet wijzigen om alle vereiste sneden te verkrijgen.
Elke extra opstelling heeft direct invloed op de productiviteit van de bewerkingscel. Dit is met name problematisch bij kleine series (die steeds vaker voorkomen) waarbij tot 90% van de bewerkingstijd kan worden ingenomen door opstellingen.
2. Meer praktische tijd
Meer opstellingen verminderen niet alleen de productiviteit van de machine. Ze verminderen ook de productiviteit van werknemers. Elke opstelling vereist dat een menselijke werknemer zijn kostbare tijd besteedt aan een taak zonder toegevoegde waarde. Die tijd zouden ze elders productiever kunnen besteden.
Door uw omschakelingen te stroomlijnen, kunt u deze tijd verkorten, maar het is veel effectiever om zoveel mogelijk hands-on tijd te besparen.
3. Heeft aangepaste bevestiging nodig
3-assige machines zijn beperkt in de richting waarin ze het werkstuk kunnen naderen. Als een bewerking een iets verschoven oriëntatie vereist, betekent dit vaak dat u een opspanning op maat moet ontwerpen en fabriceren.
Aangepaste armaturen zijn prima voor zeer grote batches. Ze kunnen echter voor elke opstelling enorm veel werk toevoegen. Dit kan de tijd die elk onderdeel in beslag neemt en de kosten aanzienlijk verhogen.
4. Verhoogde stappen per bewerking
Elke fabrikant zal het erover eens zijn: hoe minder bewerkingsstappen u heeft, hoe beter. Veel van de principes binnen de praktijk van Design for Manufacture zijn gericht op het vereenvoudigen van bewerkingen en het verminderen van het aantal benodigde bewerkingsstappen.
3-assige machines verhogen vaak onnodig het aantal stappen in vergelijking met bewerkingstechnologieën die meer vrijheidsgraden hebben.
5. Verhoogde doorlooptijd en productkosten
Alle bovenstaande problemen kunnen een negatieve invloed hebben op het algehele productieproces, wat leidt tot langere doorlooptijden en hogere productkosten. Elke keer dat een technicus zijn kostbare tijd moet besteden aan een nieuwe opstelling en elke keer dat er een op maat gemaakt armatuur moet worden gemaakt, kan dit rechtstreeks van invloed zijn op de bedrijfsresultaten.
Waarom extra assen kosten besparen
De steeds populairdere oplossing voor deze problemen is het toevoegen van extra assen aan uw bewerking.
Er zijn twee manieren om dit te bereiken, zoals we hieronder zullen schetsen, maar laten we eerst eens kijken waarom meer assen de kosten kunnen verlagen.
De 6 Vrijheidsgraden Sweet-Spot
We denken vaak dat de wereld in 3 dimensies is. Maar in werkelijkheid zijn er 6 dimensies nodig voor volledig flexibele bewerking:
- 3 positionele dimensies (X, Y en Z)
- 3 rotatiedimensies (Rot[X]Rot[Y]en rot[Z])
Deze 6 waarden zijn het minimale aantal Vrijheidsgraden (DoF) dat nodig is om elk punt in de werkruimte vanuit elke hoek te benaderen.
CNC-machines met 3, 4 of zelfs 5 assen zullen altijd worden beperkt omdat ze niet voldoen aan deze 6 DoF “sweet-spot”.
5 manieren waarop extra assen de kosten verlagen
Het toevoegen van extra DoF’s aan een bewerking kan de kosten op een aantal manieren verlagen:
- Er is slechts een enkele installatie nodig (ook wel Done-in-one-configuraties genoemd).
- De hands-on tijd van de operator wordt tot een minimum beperkt.
- Er is meestal geen op maat gemaakte bevestiging vereist.
- Vermindert en vereenvoudigt bewerkingsstappen.
- Verkort de doorlooptijd van het product.
Al deze factoren helpen de productietijd en -kosten te verminderen.
Hoeveel assen kun je toevoegen?
Aangezien 6 DoF nodig is voor een volledig flexibele machine, is de volgende vraag: hoe voegen we die DoF toe en hoeveel kunnen we toevoegen?
Er zijn 2 mogelijkheden om extra assen toe te voegen aan uw bewerkingscel:
- Meerassige CNC-machines.
- Bewerking door robots.
Hier ziet u hoeveel assen u met elke technologie kunt toevoegen:
Met CNC-machines
Als we het hebben over CNC-machines, bedoelen we meestal de drie meest voorkomende soorten machines die op dit moment beschikbaar zijn:
- Traditionele 3-assige CNC
- 4-assige CNC
- 5-assige CNC-machines
Hoewel er andere machines op de markt beginnen te komen (bijvoorbeeld deze 6-assige machine waarover in 2019 werd gerapporteerd), is 5-assig de meest voorkomende “bovengrens”.
Met robotbewerking
Een alternatief voor CNC is het gebruik van robotbewerking. Dit omvat het toevoegen van een bewerkingsgereedschap aan een industriële robot.
Bij deze opstelling heeft de basisopstelling 6 DoF, aangezien dit de standaard is voor industriële robots. Er is echter ruimte voor veel meer assen voor uw robotbewerkingsopstelling door zoveel extra assen toe te voegen als u wilt!
Hoewel je de DoF nooit boven de 6 kunt verhogen, zorgt het toevoegen van meer assen zoals deze voor een veel grotere werkruimte en meer flexibiliteit.
Wat is beter: CNC of robotbewerking?
De huidige trend naar meerassige bewerking maakt 5-assige machines steeds populairder. Er zijn echter nadelen aan het gebruik van CNC-machines in vergelijking met robotbewerking.
Twee belangrijke nadelen van meerassige CNC-machines zijn:
- Ze zijn inflexibel – Je kunt niet zomaar een extra as toevoegen zoals bij robotbewerking.
- Ze zijn enorm! — Met CNC, hoe meer assen je hebt, hoe groter de machine meestal wordt.
Uiteindelijk is de keuze voor welke technologie u kiest aan u, maar het is vermeldenswaard dat robotbewerking in sommige gevallen zelfs beter kan presteren dan CNC-machines.
