Szybkość i wydajność w przypadku dużych serii
W produkcji masowej czas jest najcenniejszym zasobem. Gdy trzeba wytworzyć tysiące identycznych części, każda sekunda pracy maszyny ma znaczenie. Tokarka CNC z pojedynczym wrzecieniem radzi sobie z tym wyzwaniem wyjątkowo dobrze, przede wszystkim dzięki zastosowaniu automatyzacji. Te maszyny są wyposażone w systemy automatycznego załadunku i rozładowania, które zapewniają ciągłość procesu obróbkowego. Nikt nie musi cały dzień ręcznie wprowadzać prętów do wrzecienia. Dzięki temu pracownicy mogą skupić się na innych zadaniach.
Pomyśl, co dzieje się przy ręcznym ustawieniu. Operator załadowuje pręt, uruchamia obróbkę detalu, wyjmuje go i powtarza tę czynność w kółko. Szybko to męczy. W przypadku automatycznego tokarki jednoosowej maszyna sama załadowuje materiał, wykonuje cykl cięcia, wyrzuca gotowy detal i chwyta kolejny element bez jakiejkolwiek pomocy z zewnątrz. Jeden operator może łatwo nadzorować jednocześnie kilka maszyn. Oznacza to, że przy tej samej liczbie pracowników można wykonać więcej pracy – co stanowi dużą przewagę dla każdej warsztatowej lub produkcyjnej placówki.
Niektórzy producenci idą jeszcze dalej, stosując konstrukcje z podwójną głowicą. Konfiguracja z podwójną głowicą umożliwia jednoczesne obrabianie obu końców przedmiotu. Zamiast najpierw frezować jeden koniec, odwracać detal i dopiero wtedy frezować drugi koniec, maszyna frezuje oba końce równocześnie. Dzięki temu całkowity czas cyklu dla części wymagających obróbki z obu stron skraca się mniej więcej o połowę. Wiele zakładów przemysłowych przyjęło ten rodzaj konfiguracji, ponieważ osiągane zyski wydajnościowe są zbyt duże, aby je zignorować.
Inną dużą zaletą tych maszyn jest ich doskonała nieprzerwana praca. Jednoosowa tokarka CNC wykonana z solidnych materiałów i wysokiej jakości komponentów może pracować godzinami bez konieczności zatrzymywania się w celu dokonywania korekt. Układy hydrauliczne zapewniają stałą siłę docisku. Wrzeciono utrzymuje dokładną prędkość obrotową. Wieża narzędziowa przesuwa się płynnie za każdym razem. Taka niezawodność zapewnia ciągłość pracy linii produkcyjnych bez uciążliwych przerw, które obniżają wskaźniki wydajności.
Spójność, która eliminuje niepewność w zakresie jakości
Szybkość nie ma wielkiego znaczenia, jeśli części wychodzące z maszyny różnią się jakością. W produkcji masowej spójność jest często ważniejsza niż sama szybkość. Jednoosobowa tokarka CNC rozwiązuje ten problem, eliminując główny źródło zmienności – operatora ludzkiego. Niezależnie od umiejętności tokarza nikt nie jest w stanie powtórzyć dokładnie tych samych ruchów tysiące razy bez pojawienia się drobnych różnic.
Wysokiej jakości jednoosobowa tokarka eliminuje tę zmienność, wykonując zaprogramowany zestaw instrukcji w dokładnie ten sam sposób w każdym cyklu. Prędkość obrotów wrzeciona, prędkość posuwu, ścieżka narzędzia – wszystko przebiega identycznie od jednej części do drugiej. Wynikiem są elementy, które za każdym razem pasują do siebie idealnie. Nie musisz przeszukiwać stosu odrzuconych części w poszukiwaniu tych nielicznych, które spełniają określone wymagania.
Poziomy dokładności, których można osiągnąć przy użyciu dobrze skonstruowanego tokarki CNC z pojedynczym wrzecionem, są imponujące. Wiele z tych maszyn potrafi utrzymywać tolerancje w zakresie IT6–IT7. Oznacza to, że wymiary są kontrolowane z dokładnością do kilku setnych milimetra. Niektóre konfiguracje osiągają jeszcze lepsze wyniki, z dokładnością pozycjonowania sięgającą ułamka milimetra. Dla dużych serii produkcyjnych, w których każdy pojedynczy element musi idealnie odpowiadać rysunkowi technicznemu, taki poziom spójności ma ogromną wartość.
Na podstawie rzeczywistego doświadczenia z zakupów w sklepie wskaźniki kwalifikacji produktów na tych maszynach są bardzo wysokie. Zdecydowana większość części przechodzi inspekcję za pierwszym razem. Gdy produkujesz dziesiątki tysięcy części, taka wysoka skuteczność pozwala zaoszczędzić ogromną ilość czasu i materiału w porównaniu do procesu, który odrzuca wiele części. Chodzi jednak nie tylko o to, czy część zostaje zaakceptowana, czy odrzucona. Spójność przejawia się również w jakości wykończenia powierzchni. Dobrze dostrojony tokarka jednoosowa zapewnia gładką i jednolitą powierzchnię każdej części. Oznacza to mniejszą konieczność prac wtórnych, takich jak polerowanie lub szlifowanie, które dodatkowo zwiększają czas i koszt produkcji każdej pojedynczej części. Gdy raz udowodnisz poprawność programu i dokonasz precyzyjnej korekty przesunięć, maszyna będzie cyklicznie i godzinami osiągać wymagane tolerancje.
Elastyczność w zmianie typów części bez problemów
Oto powszechne nieporozumienie dotyczące produkcji masowej. Wiele osób uważa, że oznacza ona jedynie wytwarzanie identycznych części przez miesiące bez przerwy. W rzeczywistości większość warsztatów zajmuje się mieszanką różnych komponentów. Możesz wykonać kilka tysięcy sztuk jednej części, następnie przełączyć się na inną, a potem wykonać kolejną partię trzeciego projektu. Pojedynczy tokarka CNC z jednym wrzecieniem znacznie lepiej radzi sobie z taką produkcją mieszankową niż starsze typy urządzeń.
Elastyczność wynika z systemu sterowania CNC. Przełączenie się z jednej części na drugą polega głównie na załadowaniu innego programu oraz wymianie narzędzi. Nie musisz rozbierać całej maszyny i budować jej ponownie dla innych rozmiarów lub kształtów. Dla warsztatów produkujących różnorodne wały, sworznie lub elementy cylindryczne taka szybka zdolność do przełączania się między partiami stanowi ogromną przewagę.
Innym aspektem elastyczności jest zakres rozmiarów przedmiotów, które mogą być obrabiane na tych maszynach. Dobrze skonfigurowany tokarki CNC z pojedynczym wrzecieniem może obsługiwać przedmioty o stosunkowo małych średnicach aż do bardzo dużych długości. Niektóre konstrukcje pozwalają na obróbkę części o długości od kilku cali do kilku metrów. Taki zakres oznacza, że jedna maszyna może się opłacać, wykonując całą rodzinę różnych części, a nie tylko jeden konkretny model.
Konstrukcja z pojedynczym wrzecieniem dobrze adaptuje się również do różnych materiałów. Niezależnie od tego, czy obrabiasz stal węglową, stopy ze stali nierdzewnej, mosiądz, aluminium czy nawet trudniejsze do obróbki materiały, parametry maszyny można dostosować w programie do danego materiału. Prędkość obrotowa wrzeciona, posuw oraz głębokość skrawania zmieniają się po naciśnięciu kilku klawiszy. Nie ma potrzeby wymiany przekładni ani dokonywania skomplikowanych zmian mechanicznych w samej maszynie.
Dla środowisk produkcyjnych, w których często występują zmiany narzędzi, konstrukcja wieżyczkowa stanowi kolejną przydatną cechę. Większość tych maszyn wyposażona jest w wieżyczki przechowujące jednocześnie wiele narzędzi. Zamiast zatrzymywać maszynę w celu ręcznej wymiany narzędzia pomiędzy poszczególnymi operacjami, wieżyczka automatycznie przesuwa się do kolejnej pozycji narzędzia. Dzięki temu zaoszczędza się kilka sekund w każdym cyklu. Gdy pomnoży się te sekundy przez tysiące wykonywanych części, oszczędności czasu gromadzą się bardzo szybko.
Niższy koszt przypadający na jedną część dzięki zautomatyzowaniu i mniejszemu zużyciu materiału
Porozmawiajmy o tym, co naprawdę ma znaczenie w produkcji masowej – czyli o końcowym wyniku finansowym. Zalety tokarek CNC z pojedynczym wrzecionem najbardziej widoczne są właśnie w koszcie przypadającym na jedną część. Gdy zsumuje się wszystkie oszczędności wynikające z zautomatyzowania procesów, zmniejszenia odpadów oraz lepszego wykorzystania siły roboczej, uzyskane liczby stają się naprawdę przekonujące.
Same oszczędności związane z pracą są znaczne. Jeden operator może obsługiwać jednocześnie wiele jednoosowych tokarek automatycznych. Zamiast mieć osobę stojącą przy każdej maszynie, która załadowuje pręty i wyjmuje gotowe detale, jedna osoba porusza się między grupą maszyn, ładowując pręty do automatycznych podajników oraz sprawdzając, czy wszystko działa prawidłowo. W wielu warsztatach jeden operator może obsługiwać jednocześnie cztery lub pięć maszyn. To drastycznie obniża koszt pracy bezpośredniej przypadający na pojedynczy detal.
Straty materiału to kolejna dziedzina, w której tokarka CNC pozwala oszczędzić pieniądze w produkcji masowej. Ponieważ maszyna powtarza ten sam program z dużą precyzją w każdym cyklu, generuje się znacznie mniej odpadów niż w przypadku operacji ręcznych, podczas których operator może np. dokonać zbyt głębokiego skrawania lub nieprawidłowo ustawić narzędzie. Precyzja jednoosowej tokarki oznacza również, że detale rzadziej są wykonane z nadmierną lub niedostateczną tolerancją. Przekłada się to bezpośrednio na mniejszą liczbę odrzuconych detali oraz ogólnie niższe zużycie materiału.
Trwałość tych maszyn przekłada się również na oszczędności finansowe. Solidnie zbudowany tokarka CNC z pojedynczym wrzecieniem może pracować przez lata przy odpowiedniej konserwacji. Układy hydrauliczne, prowadnice i wrzecienie są zaprojektowane do intensywnego, ciągłego użytku. Wielu producentów buduje swoje hydrauliczne tokarki CNC z pojedynczym wrzecieniem i podwójną głowicą tak, aby osiągać wysokie klasy dokładności dla szerokiego zakresu komponentów przemysłowych. Taka dokładność w połączeniu z niezawodnością oznacza, że maszyna nadal przynosi zyski długo po zwrocie początkowych nakładów inwestycyjnych.
Efektywność energetyczna to kolejny czynnik, który w procesie masowej produkcji sumuje się w czasie. Nowoczesne tokarki z pojedynczym wrzecieniem wykorzystują napędy serwo, które pobierają energię elektryczną jedynie wtedy, gdy faktycznie się poruszają lub wykonują cięcie. W porównaniu do starszych maszyn hydraulicznych, których pompy pracują stale, oszczędności energii mogą być znaczne po tysiącach godzin pracy.
Wreszcie nie należy zapominać o oszczędnościach wynikających z krótszego czasu przygotowania maszyny i szybszych przełączeń. Każda minuta, w której maszyna pozostaje bezczynna, to utracone pieniądze. Ponieważ tokarka CNC może szybko przełączać się między programami obróbki różnych detali, mniej czasu poświęcasz na przejście między zadaniami i więcej czasu na rzeczywistą produkcję części. Dla zakładów produkujących seryjnie wiele różnych numerów katalogowych detali taka elastyczność bezpośrednio poprawia wykorzystanie wyposażenia. Prostymi słowami: z tej samej maszyny uzyskujesz więcej płatnej pracy.
Dla każdego zakładu, który chce zwiększyć produkcję bez ponoszenia dodatkowych kosztów związanych z pracą ręczną i odpadami, wysokiej jakości jednoosobowa tokarka CNC stanowi bardzo rozważny wybór.
