Welke soorten geautomatiseerde bewerkingsmachines worden in de productie gebruikt?

Naarmate de productietechnologie zich verder heeft ontwikkeld, heeft een hogere mate van procesautomatisering geleid tot aanzienlijke productiviteitswinst. Er zijn verschillende categorieën geautomatiseerde bewerkingsmachines ontwikkeld om te voldoen aan uiteenlopende eisen op het gebied van productiesnelheid en flexibiliteit.

1. Automatische of halfautomatische draaibanken met één of meerdere spindels. Deze machines maken gebruik van de ingebouwde mogelijkheden van automatische of halfautomatische, op zichzelf staande apparatuur om verschillende bewerkingen uit te voeren op allerlei soorten onderdelen. Het machinetype en de afmetingen moeten worden gekozen op basis van de vereiste processen, bewerkingen en de toestand van het ruwstuk. De besturingsmethode moet ook rekening houden met het aantal productvarianten, de batchgrootte en de frequentie van omstellingen. Een halfautomatische machine kan soms worden uitgerust met automatische be- en ontlading, een gereedschapsmagazijn en een automatische gereedschapswisselaar om een volledig automatische productie te realiseren.
2. Automatische werktuigmachines voor speciale doeleinden. Een speciale machine is ontworpen voor een specifieke bewerking op een specifiek werkstuk, meestal op basis van een gedetailleerde procesanalyse. Het aandrijfsysteem is relatief eenvoudig en de opspanning is nauw geïntegreerd met de machineconstructie. De stijfheid is over het algemeen beter dan die van een universele machine. Omdat ontwerpers met minder beperkingen te maken hebben, kan uitgebreid rekening worden gehouden met automatiseringsvereisten. Het nadeel is dat nieuw ontworpen onderdelen mogelijk uitgebreide aanpassingen vereisen. De hoge kosten zijn moeilijk te rechtvaardigen bij eenmalige productie of productie in kleine series, dus deze machines zijn het meest rendabel wanneer het productontwerp stabiel is en het productievolume hoog is.
3. Modulaire werktuigmachines. Ongeveer 70% tot 90% van de onderdelen zijn gestandaardiseerd, waardoor de ontwerp- en productietijd wordt verkort en een gedeeltelijke of volledige herconfiguratie mogelijk is. Een modulaire machine is ontworpen voor een specifiek werkstuk en kan gebruikmaken van een geoptimaliseerd procesplan. De machine ondersteunt concentratie van bewerkingen, gelijktijdige bewerking van meerdere vlakken en met meerdere gereedschappen, en meerassige bewerking van meerdere gaten in één opspanning. Deze mogelijkheden verbeteren de productiviteit, de positionele nauwkeurigheid en de productkwaliteit, terwijl de handelingen tussen bewerkingen worden verminderd. Standaardcomponenten vereenvoudigen het onderhoud en verlagen de kosten. Typische toepassingen zijn onder meer boren, verzinken, uitboren, ruimen, vlakfrezen, inwendige en uitwendige schroefdraadbewerking en vlakfrezen op behuizingen, omhulsels en onregelmatige onderdelen. Machines met aangedreven revolverkoppen of verwisselbare spilkoppen zijn ook geschikt voor productie in middelgrote volumes.
4. NC- en CNC-bewerkingsmachines. Een NC-machine (numerieke besturing) maakt gebruik van digitale signalen om haar bewegingen aan te sturen en volgt automatisch een vooraf bepaald programma, een bepaalde snelheid en een bepaald traject. Moderne machines maken doorgaans gebruik van computergestuurde numerieke besturing (CNC). Het bronprogramma, inclusief machinebewerkingen, procesparameters en maatvoering, kan rechtstreeks worden ingevoerd in een programmeerbare computer die de machine aanstuurt. Wanneer het product verandert, hoeft de operator doorgaans alleen het nieuwe onderdeel te laden, het gereedschap te wisselen en het CNC-programma te vervangen. CNC-machines zijn geschikt voor eenmalige opdrachten, kleine en middelgrote series en complexe onderdelen, en kunnen ook worden ingezet in de massaproductie. Ze verhogen de productiviteit, verminderen de arbeidsbehoefte, reageren snel op ontwerpwijzigingen, handhaven een constante nauwkeurigheid en kunnen deel uitmaken van een flexibel productiesysteem of een flexibele geautomatiseerde productielijn.
   
5. Bewerkingscentra. Een bewerkingscentrum (MC) is een CNC-machine voor meerdere bewerkingen, uitgerust met een gereedschapsmagazijn en een automatische gereedschapswisselaar. Na één instelling kan de machine automatisch twee of meer oppervlakken frezen, boren, doorboren en ruimen. Door bewerkingen te bundelen worden herhaalde instellingen, machineafstellingen, werkstuktransport, wachttijd en instellingsgerelateerde fouten verminderd. Tot de categorieën behoren frees- en boorcentra, draaicentra, slijpcentra, ponscentra en meerassige centra met automatisch verwisselbare spilkoppen. Bewerkingscentra zijn geschikt voor complexe, veeleisende werkstukken waarvoor anders meerdere conventionele machines, gereedschappen, opspanningen, instellingen en aanpassingen nodig zouden zijn. Ze ondersteunen ook de gemengde productie van eenvoudigere werkstukken die in groepen op pallets worden gemonteerd. Door hun flexibiliteit vormen ze de kern van flexibele productiesystemen.
6. Flexibele productiecellen. Een flexibele productiecel (FMC) bestaat doorgaans uit één tot drie CNC-machines in combinatie met materiaalbehandelingsapparatuur. De cel omvat een gereedschapmagazijn, een opslagstation voor werkstukken en een celbesturing. De machines kunnen automatisch onderdelen laden en lossen, gereedschap wisselen, de bewerkingsnauwkeurigheid controleren en de slijtage van het gereedschap bewaken. Een FMC kan continu een beperkte reeks bewerkingen uitvoeren en is zeer geschikt voor kleine en middelgrote series.
7. Geautomatiseerde bewerkingslijnen. Een geautomatiseerde productielijn verbindt een groep automatische bewerkingsmachines en hulpapparatuur in de juiste procesvolgorde via een werkstuktransportsysteem en een besturingssysteem. Werkstukken worden automatisch met een vastgestelde productietakt door elk station geleid en doorlopen daar het vereiste proces geheel of gedeeltelijk. Lijnen kunnen gebruikmaken van universele, speciale of modulaire bewerkingsmachines. Ze zorgen voor een stabiele kwaliteit, hoge productiviteit en een lagere arbeidsintensiteit, maar het werkstuk blijft doorgaans vast staan of verandert slechts in zeer geringe mate, waardoor ze vooral geschikt zijn voor massaproductie.