Jakie rodzaje zautomatyzowanych urządzeń obróbczych stosuje się w produkcji?

Wraz z postępem technologii produkcyjnej wyższy poziom automatyzacji procesów przyniósł znaczny wzrost wydajności. Opracowano kilka kategorii zautomatyzowanych urządzeń obróbczych, aby sprostać różnym wymaganiom w zakresie tempa produkcji i elastyczności.

1. Jednowrzecionowe i wielowrzecionowe tokarki automatyczne lub półautomatyczne. Maszyny te wykorzystują wbudowane możliwości automatycznych lub półautomatycznych urządzeń autonomicznych do wykonywania różnych operacji na wielu rodzajach elementów. Typ i rozmiar maszyny należy dobrać zgodnie z wymaganymi procesami, operacjami oraz stanem półfabrykatu. Sposób sterowania powinien również uwzględniać liczbę wariantów produktu, wielkość partii oraz częstotliwość przezbrajania. Maszyna półautomatyczna może czasami być wyposażona w automatyczny system załadunku i rozładunku, magazyn narzędzi oraz automatyczny zmieniacz narzędzi, co pozwala osiągnąć w pełni zautomatyzowaną produkcję.
2. Specjalistyczne automaty obróbcze. Maszyna specjalnego przeznaczenia jest zaprojektowana do wykonywania konkretnej operacji na konkretnym elemencie, zazwyczaj w oparciu o szczegółową analizę procesu. Jej układ napędowy jest stosunkowo prosty, a osprzęt mocujący jest ściśle zintegrowany z konstrukcją maszyny. Sztywność konstrukcji jest zazwyczaj lepsza niż w przypadku maszyn ogólnego przeznaczenia. Ponieważ projektanci mają mniej ograniczeń, można kompleksowo uwzględnić wymagania dotyczące automatyzacji. Wadą jest to, że nowo zaprojektowane elementy mogą wymagać znacznych dostosowań. Wysoki koszt trudno jest uzasadnić w przypadku produkcji jednorazowej lub małoseryjnej, dlatego maszyny te są najbardziej opłacalne, gdy projekt produktu jest stabilny, a wielkość produkcji duża.
3. Modułowe obrabiarki. Około 70% do 90% ich komponentów jest znormalizowanych, co skraca czas projektowania i produkcji oraz umożliwia częściową lub całkowitą rekonfigurację. Maszyna modułowa jest zaprojektowana pod konkretny przedmiot obrabiany i może wykorzystywać zoptymalizowany plan obróbki. Umożliwia ona koncentrację operacji, równoczesną obróbkę wielopowierzchniową i wieloprzedmiotową oraz obróbkę wielowrzecionową kilku otworów w jednym ustawieniu. Możliwości te zwiększają wydajność, dokładność pozycjonowania i jakość produktu, jednocześnie ograniczając czynności międzyoperacyjne. Standardowe komponenty upraszczają konserwację i obniżają koszty. Typowe zastosowania obejmują wiercenie, pogłębianie, wytaczanie, rozwiercanie, planowanie, gwintowanie wewnętrzne i zewnętrzne oraz frezowanie czołowe obudów, powłok i elementów o nieregularnych kształtach. Maszyny z głowicami napędowymi rewolwerowymi lub wymiennymi głowicami wrzecionowymi mogą również obsługiwać produkcję średnioseryjną.
4. Obrabiarki typu NC i CNC. Maszyna sterowana numerycznie (NC) wykorzystuje sygnały cyfrowe do sterowania swoimi ruchami i automatycznie realizuje określony program, prędkość oraz ścieżkę ruchu. Nowoczesne maszyny zazwyczaj wykorzystują komputerowe sterowanie numeryczne (CNC). Program źródłowy, obejmujący operacje maszyny, parametry procesu i kontrolę wymiarową, można wprowadzić bezpośrednio do programowalnego komputera sterującego maszyną. W przypadku zmiany produktu operator zazwyczaj musi jedynie załadować nową część, wymienić oprzyrządowanie i zastąpić program CNC. Maszyny CNC nadają się do produkcji jednostkowej, małych i średnich partii oraz części o złożonej konstrukcji, a także mogą być wykorzystywane w produkcji seryjnej. Zwiększają one wydajność, zmniejszają nakłady pracy, szybko reagują na zmiany projektowe, zapewniają stałą dokładność i mogą stanowić część elastycznego systemu produkcyjnego lub elastycznej zautomatyzowanej linii produkcyjnej.
   
5. Centra obróbcze. Centrum obróbcze (MC) to wielofunkcyjna maszyna typu CNC wyposażona w magazyn narzędzi i automatyczny system wymiany narzędzi. Po jednym ustawieniu może automatycznie frezować, wytaczać, wiercić i rozwiercać dwie lub więcej powierzchni. Skupienie operacji pozwala ograniczyć powtarzające się ustawienia, regulacje maszyny, transport detali, czas oczekiwania oraz błędy związane z ustawieniem. Kategorie obejmują centra frezarsko-wytaczarskie, centra tokarskie, centra szlifierskie, centra wykrawające oraz centra wielowrzecionowe z automatycznie wymienialnymi głowicami wrzecionowymi. Centra obróbcze nadają się do obróbki złożonych, wymagających elementów, które w przeciwnym razie wymagałyby użycia kilku konwencjonalnych maszyn, narzędzi, uchwytów, ustawień i regulacji. Umożliwiają one również produkcję mieszaną prostszych elementów montowanych w grupach na paletach. Ich elastyczność sprawia, że stanowią one podstawowy element wyposażenia w elastycznych systemach produkcyjnych.
6. Elastyczne komórki produkcyjne. Elastyczna komórka produkcyjna (FMC) zazwyczaj składa się z jednej do trzech maszyn typu CNC połączonych z urządzeniami do transportu materiałów. Obejmuje ona magazyn narzędzi, stację magazynowania detali oraz sterownik komórki. Maszyny mogą automatycznie załadowywać i rozładowywać części, wymieniać narzędzia, sprawdzać dokładność obróbki oraz monitorować zużycie narzędzi. Komórka FMC może w sposób ciągły wykonywać ograniczoną sekwencję operacji i doskonale nadaje się do produkcji małych i średnich partii.
7. Zautomatyzowane linie obróbcze. Linia zautomatyzowana łączy grupę automatów obróbczych i urządzeń pomocniczych w kolejności procesowej za pomocą systemu transportu detali oraz systemu sterowania. Detale przemieszczają się automatycznie przez poszczególne stacje z określoną częstotliwością taktu produkcyjnego i przechodzą całość lub część wymaganego procesu. W liniach tych mogą być wykorzystywane obrabiarki ogólnego przeznaczenia, specjalistyczne lub modułowe. Zapewniają one stabilną jakość, wysoką wydajność i mniejszą pracochłonność, jednak obrabiany element zazwyczaj pozostaje niezmieniony lub zmienia się w bardzo niewielkim stopniu, dlatego linie te nadają się przede wszystkim do produkcji masowej.