"Most solutions available on the market do not allow for any direct access for setup tasks on the machine. These tasks have to be carried out awkwardly through the open protective fence," explains Wolfgang Armleder, Director of Development at SW. "By contrast, our manufacturing cell allows for nearly unrestricted access for all setup tasks at the loading station."

Source: SW

Independent manufacturing cell with especially short commissioning time​

เพราะเรามี loading component ที่พัฒนามาล่าสุด พร้อมกับหุ่นยนต์และระบบขนถ่ายสำหรับชิ้นงาน ทำให้ SW machining center จึงเป็นโซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบเหมาะแก่การนำไปติดตั้งและเสียบพร้อมใช้งานทันที

 

Manufacturing cell ที่ต้องจัดหาชิ้นงานเตรียมไว้ให้เพียงพอสำหรับหนึ่งกะ (shift) มักจะนิยมใช้กับการผลิตชิ้นงานที่ซับซ้อน ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ไปจนถึงการแพทย์และวิศวกรรมที่ต้องการความแม่นยำ โซลูชั่นแบบออโตเมชั่นทั้งหลายที่ผ่านมา จะเป็นแบบระบบ 2 ส่วน ซึ่งต้องอาศัยเวลาและความพยายามเพื่อให้เข้ากันได้ในสายการผลิต เพื่อลดปัญหาดังกล่าวในอนาคต Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) ซึ่งเชี่ยวชาญในด้านระบบการผลิตชิ้นงานเฉพาะด้านที่ต้องอาศัยความท้าทายในกระบวนการทางโลหะ ได้นำเสนอ manufacturing cells ใหม่สองรุ่น ซึ่งออกแบบมาให้เป็น plug-and-play capable manufacturing cells (กล่าวคือ สามารถนำไปติดตั้งและใช้งานได้ทันที) ซึ่งจะช่วยลดเวลาในการติดตั้งระบบให้ลูกค้า ระบบดังกล่าวมี machine tool ที่ผ่านการทดสอบมาแล้ว นั่นคือ BA 222 หรือ BA W02-22 พร้อมกับ loading module ที่พัฒนาขึ้นมาใหม่ ซึ่งทำงานร่วมกับ robot 6 แกน (6-axis robot) และพื้นที่จัดเก็บพาเลท (pallet) แนวตั้งไว้ใส่แผ่นโลหะเปล่าและชิ้นงานที่เสร็จแล้ว

 

 

 

โมดูลดังกล่าว สามารถโหลดชิ้นงานเข้าและออกจาก machining center ได้ในเวลาเดียวกัน และเราได้นำโมดูลดังกล่าวไปติดตั้งกับเครื่องจักรรุ่นธรรมดาในโรงงานของ SW องค์ประกอบทั้งสามส่วน คือ เครื่องจักร หุ่นยนต์ และพื้นที่เก็บชิ้นงาน ได้ถูกออกแบบมาให้เป็นโซลูชั่นแบบ crane hook (คล้ายปั้นจั่น) เพื่อตอบสนองความต้องการทั้งหลายของลูกค้า นอกจากนี้ การวางหุ่นยนต์ไว้ด้านบน (overhead robot mounting) ยังทำให้สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระมากขึ้น และการออกแบบพื้นที่เก็บชิ้นงานไว้ด้านขางช่วยทำให้สามารถป้อนเครื่องมือเข้าไปในเครื่องจักรได้เอง ในขณะเดียวกับ ก็ใช้พื้นที่เพียงเล็กน้อย และเราได้วางแผนพัฒนาให้ machining center รุ่น BA 322 เป็น manufacturing cell ที่มี loading module กับตัวเครื่องไว้เหมือนกัน

 

 

Manufacturing cell ที่ไม่ต้องพึ่งพาอุปกรณ์อื่น (independent) ย่อมหมายถึง ความพร้อมใช้งานที่สูงกว่า และความสามารถในการผลิตที่สามารถปรับตามระดับได้อย่างง่ายดาย ในขณะเดียวกัน ก็ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการผลิตด้วย “Manufacturing cell เหล่านี้เหมาะอย่างยิ่ง ถ้าบริษัทต้องทำงานแบบหลายที่มีหลายกะ (shift) ซึ่งหมายความว่า เจ้าหน้าที่หนึ่งคนดูแลเครื่องจักรหลายเครื่อง” Wolfgang Armleder ผู้อำนวยการฝ่ายพัฒนาของ SW กล่าว “Independent cells ยังเหมาะสมกับการใช้งาน ถ้าเราต้องการตรวจสอบข้อมูลคุณภาพและกระบวนการอย่างละเอียด โดย loading module จะเป็นฐานที่ดีสำหรับการตรวจสอบดังกล่าว เพราะว่า รูปแบบการวางชิ้นงาน (deposit pattern) จะคล้ายกันแทบจะทุกครั้ง และเราสามารถวางแผนการส่งผ่านชิ้นส่วนที่วัดด้วย SPC ตอนออกมาได้”

 

 

ระบบ plug-and-play ซึ่งแทบจะไม่เคยมีในอดีต

 

 

อย่างไรก็ตาม automation solution จำนวนมากที่มีวางจำหน่ายในตลาดจะเป็นแบบระบบ 2 ส่วน ซึ่งต้องทำงานบางอย่างเพิ่มเติมเพื่อจะได้ทำให้สายการผลิตดำเนินไปได้อย่างสำเร็จลุล่วง ผลกระทบก็คือ ต้องเสียเวลาเพื่อให้ผู้ใช้งานติดตั้ง วางฐาน และกำหนดค่าของ manufacturing cell “โซลูชั่นส่วนใหญ่ไม่ยอมให้เข้าถึงขั้นตอนการตั้งค่าเครื่องจักรได้โดยตรง และงานดังกล่าวต้องทำด้วยความชะงักผ่านระบบป้องกันที่เปิดออกมา” Armleder อธิบาย

 

SW จึงพัฒนา loading module สำหรับ machining center รุ่น BA 222 และ BA W02-22 พร้อมกับติดตั้งหุ่นยนต์กับพื้นที่เก็บชิ้นงาน เพื่อกำจัดปัญหาดังกล่าว โดยโมดูลดังกล่าวได้ติดตั้งในเครื่องพื้นฐาน และกำหนดค่าให้เรียบร้อยก่อนที่จะส่งออกจาก SW “ในบริบทนี้ คำว่า “ติดตั้ง” หมายถึง ชิ้นส่วนและเครื่องกลต่างๆ ได้เชื่อมต่อกัน โดยที่ coolant return (สารทำความเย็น) และ swarf return (เศษวัสดุ) ได้เชื่อมต่อไปยัง swarf conveyor (สายพานเศษวัสดุ) แล้ว และเราได้ติดตั้งไฟฟ้าเรียบร้อยแล้วด้วย” Armleder กล่าว องค์ประสอบสองส่วน คือ loading module กับ machine tool ได้นำมารวมกันเพื่อให้เกิดเป็น independent manufacturing cell พร้อมทั้งมีชิ้นงานเก็บไว้ให้เพียงพอกับงานหนึ่งกะ (shift) และ cell ดังกล่าวก็เป็นระบบที่สามารถนำไปส่งและพร้อมใช้งานได้ทันที ส่งผลให้ระยะเวลาในการที่ลูกค้าต้องไปติดตั้งลดลงอย่างมาก Overhead robot mounting (การวางหุ่นยนต์ไว้ด้านบน) ช่วยให้เคลื่อนไหวได้อย่างอิสระมากขึ้น

 

Loading module ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ เครื่องจักร หุ่นยนต์ และพื้นที่เก็บชิ้นงาน จัดเรียงกันจนเป็นโซลูชั่นแบบ crane hook (คล้ายปั้นจั่น) เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้ดีขึ้น “Machine tool ของ SW มีโครงสร้าง monoblock ที่ได้รับการจดสิทธิบัตร ซึ่งสำคัญมาก เพราะทำให้เครื่อง machining center คงตัวได้ดีและมีความแม่นยำ รูปทรงที่ออกแบบ จะนำหุ่นยนต์ไปไว้ด้านบนศีรษะแทน (overhead mounting) ซึ่งมีประโยชน์อย่างมาก” Armleder กล่าว เนื่องจากหุ่นยนต์สามารถติดตั้งได้อย่างยืดหยุ่นสำหรับงานเฉพาะทางได้ จึงสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระและมีพื้นที่สำหรับเทคโนโลยีอื่นๆ ยกตัวอย่างเช่น กระบวนการอื่นๆ ก็สามารถนำมาต่อเชื่อมได้ เช่น reclamping การทำ label หรือการ scanning และเรานำ loading module ไปติดตั้งกับ support profiles แบบอลูมิเนียมมาตรฐานเพื่อให้สามารถทำงานเฉพาะด้านได้อย่างรวดเร็วและครอบคลุมการใช้งานทุกอย่างเมื่อใส่อุปกรณ์เสริมเหล่านี้เข้าไป

 

หุ่นยนต์ขนาด 7 กิโลกรัมที่มีพลังนี้เหมาะสมกับชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่ถึง 100 x 100 x 50 มม. ที่มีน้ำหนักถึง 1 กิโลกรัม และสามารถใช้ gripper ได้หลายตัว และเคลื่อนย้ายชั้นวาง (pallet) ได้ นอกจากจะสามารถป้อนและถอดชิ้นงานออกได้พร้อมกันในระหว่างเวลาที่ทำงานพร้อมกับหุ่นยนต์ 6 แกนแล้ว ระบบยังสามารถทำงานแบบที่เรากำหนดเองได้ด้วย (manually) ซึ่งจะมีประโยชน์กับงานที่มีขนาดเล็ก และยังสามารถเปลี่ยนชิ้นงานที่เก็บไว้ในระหว่างที่ระบบทำงานได้ด้วย การออกแบบ loading module ให้มีพื้นที่จัดเก็บชิ้นงานอยู่ด้านข้างของเครื่อง ยังช่วยให้เราสามารถใช้ manufacturing cell ในสถานการณ์ที่มีความยุ่งยากด้วย “ด้วยการออกแบบอย่างนี้ จะมี loading door ของหุ่นยนต์เป็นรูปทรงโค้ง (arc) แบบพิเศษและสามารถเข้าถึงการติดตั้งค่าได้แทบจะทุกอย่าง ที่ loading station” Armleder อธิบาย “เราสร้างโซลูชั่นพิเศษเพื่อการนี้ด้วยเฉพาะ เพื่อที่ swarf (เศษวัสดุ) และ coolant (สารทำความเย็น) จะเปลี่ยนทิศทางจากพื้นที่หุ่นยนต์ไปยัง swarf conveyor (สายพานเศษวัสดุ)”

 

พื้นที่ความจุสูง แต่กินพื้นที่ต่ำ

 

พื้นที่จัดเก็บแบบ pallet แนวตั้งสำหรับแผ่นโลหะเปล่าและชิ้นงานที่เสร็จแล้ว ซึ่งอยู่ในตัว module สามารถบรรจุ pallet ได้ทั้งหมดมากถึง 24 ชุด ขนาด 600 x 400 มม. เนื่องจาก pallet หนึ่งชั้นมีพื้นที่สำหรับ passenger car compactor impellers ถึง 48 ชุด ดังนั้น พื้นที่จัดก็บจึงมีพอสำหรับแผ่นโละเปล่าและ/หรือชิ้นงานที่สำเร็จถึง 1152 ชิ้น สำหรับเวลาทำงานของระบบ เวลารอบหนึ่งรอบคือ 1 นาทีทำชิ้นงานได้ 2 ชิ้น ก็จะได้ 9.6 ชั่วโมง ซึ่งเท่ากับสายพานที่ยาว 64 เมตร สิ่งที่แตกต่างจากโซลูชั่นก่อนหน้าก็คือ ระบบขนส่ง pallet ไม่ได้ใช้ระบบโซ่ ซึ่งจะเกิดความผิดพลาดได้ แต่ใช้ระบบ elevator car ที่มี ball screw drive ที่ไม่สึกหรอ ระบบดังกล่าวสามารถบรรจุและถอด pallet ออกได้ ณ ระดับความสูงที่ถูกสรีระและคงที่ ตัว elevator car ยังออกแบบมาให้เป็นแกน positioning ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้อย่างอิสระ

 

            Manufacturing cell ที่มี BA 222 หรือ BA W02-22 และ loading module สามารถใช้ในอนาคตร่วมกับสายพานป้อนชิ้นงาน (workpiece feed conveyor) แทนที่จะเป็นโซลูชั่นแบบกะทัดรัดที่มีคลังเก็บชิ้นงาน (workpiece magazine) “เรามีแผนที่จะทำ manufacturing cell ให้มี BA 322 machining center บวกกับ loading module ไว้แล้วด้วย” Armleder อธิบาย

 

 

Thanks to a recently developed loading component with integrated robot and workpiece magazine, the SW machining center has become a plug-and-play-capable complete solution 

Manufacturing cells with a supply of workpieces for one shift are used in many applications for machining complex workpieces – from the automotive industry to medicine and precision engineering. Many automation solutions in the past have been 2-part systems that required a good deal of time and effort to integrate into the process chain. To prevent this in the future, Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) – expert in challenging, workpiece-specific manufacturing systems for metalworking – has released two new manufacturing cells designed for plug-and-play-capable manufacturing cells that significantly shorten customer commissioning time: The systems consist of the proven machine tool BA 222 or BA W02-22 together with a newly developed loading module with integrated 6-axis robot and vertical pallet storage for blanks and finished parts.

 

The module enables loading and unloading of the machining center in parallel to machining time and is completely flanged onto the basic machine in the SW plant. The machine, robot and workpiece storage are designed as a crane hook solution to meet specific customer needs. Overhead robot mounting allows more freedom of motion. The workpiece storage is set off to the side, thus also allowing for manual loading of tools into the machine while requiring very little space. A manufacturing cell with loading module is also planned for the machining center model BA 322. 

 

Independent manufacturing cells also ensure both a high level of availability and easily scaled manufacturing capacity, while lowering production costs. "They are especially well suited if a company is relying more on multi-shift operation, which means that one employee is responsible for several machines," notes Wolfgang Armleder, Director of Development at SW. "Independent cells can also be used if quality and process data have to be reliably tracked. Loading modules form an ideal basis for this because their deposit pattern is always nearly identical and outward transfer of SPC measured parts can be planned."

 

Very few previous plug-and-play systems

 

However, many automation solutions available on the market involve 2-part systems that require extensive work to be implemented into the process chain. This results in extended lost time for the user spent installing, anchoring and setting up the manufacturing cell. "Most solutions also do not allow for direct access for setup tasks on the machine. These tasks have to be carried out awkwardly through the open protective fence," explains Armleder.

 

SW therefore developed a loading module for the BA 222 and BA W02-22 machining centers with integrated robot and workpiece storage that eliminates these problems: The module is flanged onto the basic machine and completely set up before it leaves SW. "In this context flanged on means that the components are mechanically connected, the coolant return and swarf return to the swarf conveyor are set up and the electrical installation is performed," points out Armleder. The two components – loading module and machine tool – combine to form an independent manufacturing cell together with a supply of workpieces for one shift. The cell is delivered as a plug-and-play-capable complete system, resulting in especially short commissioning times for customers.

 

Overhead robot mounting for more freedom of motion

 

The loading module is designed so that the machine, robot and workpiece storage are arranged as a crane hook solution to meet specific customer needs. "SW machine tools feature a patented monoblock construction that is critical for the stability and accuracy of the machining center. This design shape makes overhead mounting of the robot very advantageous," continues Armleder. Since the robot can also be flexibly configured for specific projects, there is more freedom of movement and space for other technologies. For example other processes can be integrated, including reclamping, labeling or scanning. The loading module is fitted with standard aluminum support profiles for this purpose for fast and universal use holding these additional devices.

 

The powerful 7-kg robot is suitable for workpieces up to 100 x 100 x 50 mm in dimension with a weight of up to 1.0 kg and makes it possible to use multiple grippers and move the pallets. In addition to loading and unloading in parallel to machining time with an integrated 6-axis robot, the system also makes it possible to perform this step manually. This is helpful for example with small batch sizes. It is also possible to exchange the workpiece supply in parallel to system production time. The design of the loading module with the workpiece storage set off slightly to the side also makes it possible to use the manufacturing cell under difficult conditions. "This design features a special arc-shaped robot loading door and allows for nearly unrestricted access for all setup tasks at the loading station," explains Armleder. "We created a special solution for this so that swarf and coolant can be reliably diverted from the entire robot area into the swarf conveyor."

 

High storage capacity with low space requirement

 

The vertical pallet storage for blanks and finished parts, integrated into the module, can be fitted with a maximum of 24 pallets 600 x 400 mm in dimension. Since a pallet has space for 48 passenger car compactor impellers, for example, the storage capacity is 1152 blanks and/or finished parts. The system runtime, with a cycle time of 1 minute for every two workpieces, is accordingly 9.6 hours, which would be equivalent to a belt conveyor 64 meters long. In contrast to many previous solutions, pallet transport is not based on chain systems, which are susceptible to failure, but instead on an elevator car with wear-free ball screw drive. This system allows for loading and unloading of pallets at an ergonomically optimum and consistent height. The elevator car is also designed as a freely programmable positioning axis.

 

Manufacturing cells consisting of the BA 222 or the BA W02-22 and loading module can alternatively be used in the future with a workpiece feed conveyor instead of as a compact solution with a workpiece magazine. "We also have plans for a manufacturing cell consisting of the BA 322 machining center plus a loading module," explains Armleder.

Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) – expert in challenging, workpiece-specific manufacturing systems for metalworking – has released two new manufacturing cells designed for plug-and-play-capable manufacturing cells that significantly shorten customer commissioning time: The systems consist of the two-spindle BA 222 or BA W02-22 together with a newly developed loading module with integrated 6-axis robot and vertical pallet storage for blanks and finished parts.​

Source: SW

© 2018 Advance Industry Media Plus Co., Ltd. All Rights Reserved.​​

Advance Industry Media Plus Co., Ltd.
1104/339 Pattanakarn Road Suanluang, Suanluang, Bangkok, 10250 Thailand

Tel. +66 2136 1406-7

Fax. +66 2187 2899

www.aimplus.co.th   

info@aimplus.co.th​

Ms. Khemruji Pruankaewmanee

Tel: +66 2 136 1406-7
Email: khemruji@aimplus.co.th​

aimplus.co.th

Reader voices

Advertisers

Subscribe

ADVERTISE WITH US 

LINKS

FOLLOW US ON SOCIAL MEDIA

megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching
megatech magazine, industry 4.0 manufacturing, business matching