Automatisering en laadopties voor CNC-draaibanken met dubbele as

Kernautomatiseringsmogelijkheden van een Dubbele-spindel CNC-draaibank

Synchrone versus onafhankelijke asbesturing voor ononderbroken bewerking

CNC-draaibanken met dubbele as werken op twee hoofdmanieren – synchrone modus en onafhankelijke bediening – wat helpt om de productie zonder onderbrekingen voort te zetten. Bij synchroon draaien werken de twee assen van de machine samen om meerdere taken tegelijk op hetzelfde onderdeel uit te voeren. Denk bijvoorbeeld aan het vlakdraaien van het ene uiteinde terwijl er tegelijkertijd in een andere zijde wordt geboord. Volgens recente brongegevens uit 2023 kan dit de cyclustijden met ongeveer 35 tot 40 procent verminderen voor complexe vormen, zoals die voorkomen in hydraulische aansluitstukken. In onafhankelijke modus kan elke as afzonderlijke werkzaamheden tegelijkertijd uitvoeren. As A kan bijvoorbeeld aan een kleplichaam werken, terwijl as B een flens afrondt. De mogelijkheid om tussen deze modi te schakelen biedt productiebedrijven flexibiliteit, of ze nu duizenden identieke onderdelen produceren of met gemengde partijen werken. Moderne besturingssystemen behouden de toerentalnauwkeurigheid binnen ongeveer 0,1 % en passen automatisch het koppel aan wanneer gereedschappen in grijpen, waardoor ongewenste trillingen worden voorkomen en de onderdelen gedurende het bewerkingsproces dimensioneel stabiel blijven. Dit is belangrijk, omdat zelfs kleine afwijkingen kunnen leiden tot afgewezen onderdelen en verspilde materialen.

Geautomatiseerde werkstukoverdracht: minimalisering van de stilstandtijd tussen bewerkingen

Wat dubbelspindel-draaibanken zo waardevol maakt voor geautomatiseerde productie, is hun ingebouwde werkstukoverdrachtsysteem, dat de stilstandtijd met wel 90% vermindert. Zodra spil A zijn hoofdtaken heeft voltooid, verplaatsen ofwel robotgrijpers of roterende overdrachtsarmen het onderdeel binnen slechts 2,5 seconden naar spil B. Dat is aanzienlijk sneller dan handmatige overdracht door werknemers, wat doorgaans rond de 30 seconden of langer duurt. Deze snelheid betekent dat fabrikanten afwerkprocessen zoals schroefdraadfrezen of groeven kunnen blijven uitvoeren zonder te hoeven wachten tot de onderdelen zijn afgekoeld. In installaties die met veel verschillende onderdeeltypen werken, passen visiongeleide robots hun greppunten automatisch aan voor diverse componenten en behouden daarbij een positienauwkeurigheid van minder dan 0,01 mm. Het weglaten van menselijke handhaving van onderdelen tussen de spindels leidt tot twee voordelen tegelijk: machines blijven actief in gebruik en fouten tijdens de handeling verminderen met ongeveer 87%, zoals blijkt uit onderzoek dat vorig jaar werd gepubliceerd in het Industrial Automation Journal.

Optimale laadsystemen voor CNC-draaibanken met dubbele as

Staafvoeders voor productie in grote volumes met lange staven

Staafvoeders hanteren materiaal automatisch om ronde onderdelen continu te produceren; ze duwen in wezen die lange metalen staven in de as, zodat machines zonder constante bewaking kunnen draaien. Volgens Modern Machine Shop (2023) verminderen deze systemen de stilstandtijd met ongeveer 30% ten opzichte van handmatig laden. Bovendien werken ze uitstekend samen met machines met twee assen, waardoor bedrijven achtereenvolgens beide zijden van een onderdeel kunnen bewerken. Er zijn ook andere voordelen. Door de manier waarop ze materiaal beheren, wordt minder afval gegenereerd bij het wisselen tussen staven van verschillende afmetingen. En omdat er geen menselijke factor is betrokken bij elk individueel onderdeel, blijven de cyclus tijden gedurende de productielopen vrijwel constant.

Robotische en portaalbeladers voor complexe onderdelen met meerdere vormgeometrieën

Bij het bewerken van complexe onderdelen met meerdere kenmerken nemen robotarmen en portaalloaders het over waar traditionele stangvoeders tekortschieten. Deze systemen zijn uitgerust met speciale greepmechanismen waarmee ze gedeeltelijk bewerkte onderdelen nauwkeurig kunnen verplaatsen tussen verschillende machines en werkstations. Een praktijkvoorbeeld komt van een lucht- en ruimtevaartfabrikant die turbineassen produceert. Na de installatie van portaalloaders in combinatie met tweespindel-draaibanken steeg de productiecapaciteit met ongeveer 40%. Om deze systemen vlot te laten functioneren, zijn meerdere cruciale factoren van belang. Ten eerste maakt het gebruik van aanpasbare gereedschappen die verschillende onderdelentypen binnen dezelfde batch kunnen verwerken, een groot verschil. Ten tweede moet de programmeercode rekening houden met mogelijke botsingen in beperkte ruimtes. En ten slotte is het ook essentieel dat alles goed aansluit bij andere processen, zowel voor als na de bewerking. Het systeem moet naadloos samenwerken met warmtebehandelingen stroomopwaarts en inspectieposten stroomafwaarts om maximale efficiëntie te bereiken.

CNC-draaimachines met dubbele spindel leveren een maximale ROI wanneer laadsystemen zijn afgestemd op de productiebehoeften: staafvoeders voor hoge volumes cilindrische onderdelen en robotoplossingen voor lage volumes met hoge complexiteit.

Strategische integratie: afstemming van laadsystemen op machines met dubbele spindel Cnc draaibank Architectuur

Afstemming van de klemtype, onderdeelgeometrie en cyclusduur om de uptime te maximaliseren

Goed integreren van laadsystemen met CNC-draaibanken met dubbele as komt vooral neer op drie zaken goed regelen: de opstelling van de spanklemmen, de vorm van de onderdelen en de duur van elke bewerkingscyclus. Hydraulische spanklemmen stellen operators in staat om de klemmen snel te wisselen — iets dat vooral belangrijk is bij de productie van veel verschillende onderdelen. Pneumatische versies reageren echter meestal sneller en zijn daarom beter geschikt voor het herhaald snelle draaien van hetzelfde onderdeel. Voor lastige onderdelen met dunne wanden of onregelmatige vormen zijn speciale veerhouder-systemen noodzakelijk om trillingen te voorkomen die de toleranties in gevaar brengen. Dergelijke problemen veroorzaken volgens recente branchegegevens ongeveer 23 procent van de onverwachte stilstanden in geautomatiseerde draaibewerkingen.

Het op het juiste moment synchroniseren van de cyclustijden is even belangrijk. Robotische laadsystemen moeten hun overdrachtstijd afstemmen op het moment waarop de draaibankspindel daadwerkelijk in werking treedt; anders ontstaat er tijdverspilling tussen de bewerkingen. Schuine-bedmachines bieden robots meer ruimte om te bewegen, waardoor onderdelen ongeveer 15 procent sneller worden overgebracht dan bij machines met een vlak bed. Wanneer alles goed samenwerkt, wordt al die stilstandtijd ongeveer 40 procent verminderd, waardoor beter gebruik wordt gemaakt van de spindel zelf. Fabrieken die zich echt richten op het harmonieus laten samenwerken van deze drie aspecten, kunnen een beschikbaarheid van ongeveer 92 procent bereiken. Dat is aanzienlijk beter dan het gemiddelde van 76 procent dat in de meeste werkplaatsen wordt gezien. Wat begint als puur theorie over automatisering, wordt een tastbare, duurzame kostenbesparing.

Mogelijkmakende structurele kenmerken van de Dubbele-spindel CNC-draaibank voor naadloze automatisering

Tweeassige CNC-draaibanken zijn specifiek ontworpen voor continue, geautomatiseerde werking zonder onderbrekingen. De machine heeft doorgaans twee stijve assen die afzonderlijk kunnen worden bestuurd. Deze assen zijn zo gepositioneerd dat ze werkstukken heen en weer kunnen overdragen zonder botsingen. De machines zijn bovendien uitgerust met speciale servomotoren die onderdelen met buitengewone precisie op micronniveau vastpakken en loslaten. Daarnaast helpt de zware basis bij het absorberen van trillingen wanneer beide zijden tegelijkertijd werken. Voor positioneringsnauwkeurigheid tijdens het overbrengen van onderdelen gebruiken de meeste modellen hoogwaardige lineaire geleidingen. En vergeet niet het spaanafvoersysteem, dat de productie soepel laat verlopen door opbouw van afvalmateriaal te voorkomen, wat anders de productie zou stilleggen. Al deze componenten werken samen zodanig dat zodra één zijde de bewerking voltooit, de andere zijde direct kan beginnen met de bewerking aan de tegenoverliggende kant van het onderdeel. Hierdoor worden de wachttijden tussen bewerkingen met ongeveer 40 tot 60 procent verkort ten opzichte van conventionele eenassige draaibanken. Dankzij hun closed-loop-besturingssystemen, die continu in real time alle parameters aanpassen, maken deze draaibanken onbewaakte nachtproductieruns mogelijk, zelfs voor complexe draaibewerkingen die vroeger constante aandacht van de operator vereisten.

Veelgestelde vragen over CNC-draaibanken met dubbele as

Wat zijn de belangrijkste voordelen van het gebruik van CNC-draaibanken met dubbele as?

CNC-draaibanken met dubbele as bieden voordelen zoals verkorte cyclustijden, geautomatiseerde werkstukoverdracht en flexibiliteit tussen synchrone en onafhankelijke asbewerkingen, wat de efficiëntie en productiviteit verhoogt.

Hoe profiteren fabrikanten van het geautomatiseerde werkstukoverdrachtsysteem?

Het geautomatiseerde werkstukoverdrachtsysteem minimaliseert stilstand door componenten snel tussen de assen te verplaatsen, waardoor de productiestroom wordt gehandhaafd en fouten door handmatige hantering worden verminderd.

Welke laadsystemen zijn ideaal voor CNC-draaibanken met dubbele as?

Staafvoeders zijn geschikt voor productie in grote aantallen met lange staven, terwijl robot- en portaalloaders ideaal zijn voor complexe onderdelen met meerdere geometrieën.

Hoe beïnvloedt asbesturing de bewerking?

Asbesturing, of deze nu synchroon of onafhankelijk is, maakt gelijktijdige taakverdeling of afzonderlijke bewerkingsprocessen mogelijk, wat de bewerkingsoperaties en cyclustijden optimaliseert.