Hainbuch Automation – Küçük Partiler İçin Bile Tam Otomatik Esnek Üretim

HAINBUCH’tan otomatik sıkma (clamping) ekipmanı değişimi ile 7/24 üretim, parti büyüklüğü 1 olsa bile.

Yıllardır, üretim maliyetleri tek bir yöne doğru dik bir şekilde yükselirken, talep giderek daha düşük üretim fiyatlarına yöneliktir. Ayrıca, kalifiye işçi eksikliği de söz konusudur. Bunlar, statik ve tahrikli hassas takım tutucu üreticisi WTO da dahil olmak üzere birçok üreticinin karşılaştığı zorluklardır. Çözüm açık görünüyor: tam otomatik bir üretim holü. Toplu üretim her zaman yerleşik yöntemlere dayanır, ancak küçük miktarlar için yeni süreçlerin geliştirilmesi ve tüm sisteme entegre edilmesi gerekir. Neden mi? Çünkü örneğin sıkma ekipmanlarının günde birkaç kez değiştirilmesi gerekiyor ve bu da proses ve güvenlik açısından büyük zorluklar ortaya çıkarıyor.

Marbach merkezli iş parçası bağlama teknolojisi üreticisi WTO, HAINBUCH ile birlikte çalışarak, yakından koordine edilmiş bir dizi ölçüm ve test gerçekleştirerek engellerin üstesinden geldi. WTO’nun yeni Akıllı Fabrikasında, bileşenleri yerleştiren, sıkma cihazlarını değiştiren robotlar ve her şeyi A’dan B’ye getiren sürücüsüz taşıma sistemleri ile tüm süreçler otomatikleştirilmiştir.    2022’nin sonundan bu yana, tahrikli takımların bileşenlerinden birinin üretimi, 1’den 100’e kadar parti boyutlarında 7/24 otonom olarak çalışmaktadır. Bu, 3 yıllık bir geliştirme aşamasından sonra WTO ve HAINBUCH için bir dönüm noktasıdır.

Akıllı Fabrika tek seçenekti

DTÖ’nün merkezi Offenburg yakınlarındaki Ohlsbach’ta olup, büyük şehirlerden uzakta vasıflı işçi eksikliği yaşanmaktadır. Demografik gelişmeler nedeniyle bu durum daha da kötüleşmeye devam edecektir. Buna ek olarak, giderek daha az sayıda insan makine operatörü olmak istiyor ve vardiyalı çalışma isteği giderek azalıyor. WTO’nun genel müdürü Sascha Tschiggfrei bunun farkına vardı ve 2016 yılında çözümler üzerinde düşünmeye başladı. “Vasıflı işçiler başka bir şey, maliyet artışları başka bir şey. Uluslararası faaliyet gösterdiğimiz için rekabet baskısı büyük. Bazı şirketler maliyetlerin daha düşük olduğu yurtdışına taşınmayı tercih ediyor. Ancak biz Almanya’daki konumumuzu korumak istedik, bu nedenle şirketimizin uzun vadede rekabetçi kalmasını sağlamak için harekete geçmemiz gerekiyordu. Geleceğimiz, günün her saati üretim yapan ve tamamen otomatik olarak çalışan Akıllı Fabrika‘da yatıyor. Bu bize rekabet avantajı sağlıyor ve ayrıca daha yüksek nitelikli insanları çekmemize olanak tanıyor” dedi.

Özel bir ortak arayışı

İş parçası bir sıkıştırma mandreli üzerinde içeriden sıkıştırılır.

Bu devasa proje için WTO, uygun teknolojiye sahip olma taahhüdü ve uzmanlığı ile kenetleme ekipmanı için özel bir ortak istedi. “Proje ekiplerinde teknik detaylar üzerinde çalıştık. Sorular şunlardı: İş parçalarını nasıl sıkarız, sıkmayı nasıl otomatik hale getirebiliriz ve sıkma ekipmanlarını otomatik olarak nasıl değiştirebiliriz?

Amaç, makinelerin değişim işlemlerini tamamen otonom olarak gerçekleştirebilmesiydi. Bunun için bu özelliğe sahip bağlama ekipmanları gerekiyor. Buna ek olarak, maksimum 3 µm tolerans aralığına sahip yüksek hassasiyetli bir taşlama sürecimiz var” diyor Tschiggfrei. Akıllı Fabrika konsepti oluşturulduktan sonra, bir sonraki adım bir ortak aramaktı. WTO ve HAINBUCH daha önce çeşitli uluslararası projelerde birlikte başarılı bir şekilde çalıştıkları için HAINBUCH tercih edilen ortak oldu. 2019’un sonunda, kelepçeleme cihazı gereksinimlerini tanımlamak için ilk görüşmelere başladılar. HAINBUCH tarafından geliştirilen tasarım önerileri kabul edildi.

Başlat düğmesine basılır

WTO, 50’den fazla CNC makinesinin bulunduğu mevcut bir üretim salonuna sahiptir. Bu makinelerde bağlama işlemi çoğunlukla çeneli aynalarla yapılmakta ve her OP için değiştirme ve hizalama manuel olarak gerçekleştirilmektedir. Akıllı Fabrikada uygulanacak ilk tamamen insansız üretim süreci, yumuşak işleme ve ardından sert işleme ile bir muhafaza üretmekti. Tschiggfrei daha fazla açıklama yaptı: “Akıllı Fabrika’daki makinelerin hepsi yeni. Bunlar standart makinelerdir, ancak bir robot kullanarak bağlama ekipmanlarının otomatik olarak değiştirilmesine izin verecek şekilde özel olarak uyarlanmışlardır.”

Uç durduruculu sıkma kafası, eksenel geri çekme ile otomatik olarak TOPlus AC 100 aynaya yerleştirilir.

HAINBUCH dört makineyi bağlama ekipmanları ile donatacaktı. Bir hücrede karşı mil üzerinde ID kelepçeli iki torna/freze merkezi ve başka bir hücrede biri O.D. kelepçeli diğeri I.D. kelepçeli iki silindirik taşlama makinesi. HAINBUCH, taşlama için harici olarak kelepçelemek için zaten standart bir aynaya, eksenel geri çekmeli TOPlus AC 100’e sahipti. Çeşitli muhafazalar için, artık aynada otomatik olarak değiştirilen uç durduruculu bir sıkıştırma kafasından oluşan 18 sıkıştırma seti bulunmaktadır. Bununla birlikte, tornalama ve taşlama sırasında ID bağlama için tamamen yeni bir geliştirme gerekliydi. Mevcut MAXXOS T211 mandreli temel alındı, ancak güvenlik kontrollü bu versiyonda özel bir mandrel geliştirildi.

Sıkma bölmeleri için katı gereklilikler

HAINBUCH’un otomasyon departmanında tasarım mühendisi olarak görev yapan ve en başından beri bu işin içinde olan Björn Schiesling’e göre otomasyonda dikkate alınması gereken temel gereksinimler var. “Otomatik iş parçası bağlama değişiminde eksik olan nedir? Temas yüzeylerini temizleyen çalışandır. En küçük kir parçacıkları bile hassasiyetin spesifikasyonların dışına çıkmasına neden olur. Bir de güvenlik kontrolleri var. İş milinin dönmesine izin veriliyor mu? Doğru şekilde gerilmiş mi? Doğru şekilde oturuyor mu? Herhangi bir şey gevşeyebilir mi? Genel olarak, normalde operatör tarafından kontrol edilen ve ayarlanan her şey. Otomasyonda artık durum böyle değil. Bizim için bu kontrolleri bağlama cihazlarına uygulamak büyük bir zorluktu. Elbette makine üreticisiyle birlikte, strok pozisyonunu izleyerek bunun kontrol teknolojisi açısından nasıl uygulanabileceğini de çözmemiz gerekiyordu. Örneğin: hava algılaması ile kontrol etmek için, hava algılamasının uygulanabilmesi için bağlama cihazındaki kanalları sağlayabilirim. Ancak makine üreticisinin hava beslemesini ve arkasındaki makine kontrol sistemiyle iletişim kuran sensörleri takması gerekiyor. Nihai çözüme giden yolda pek çok engel vardı, ancak bunların üstesinden başarıyla gelebildik” diyor Schiesling.

Güvenlik önceliklidir

ID bağlama için HAINBUCH ayrıca segmentli bağlama burçlarını ve uç durdurucuları ayrı ayrı değiştirmeyi de düşündü. Güvenlik, doğruluk ve kirlenme yönlerini değerlendirdikten ve farklı yaklaşımları karşılaştırdıktan sonra, güvenli bir işlemin yalnızca önceden donatılmış mandrellerle elde edilebileceği açıktı. Şimdi, taşlama hücresi ve tornalama/frezeleme hücresinin her birinde centroteX AC hızlı değiştirme arayüzüne sahip on adet MAXXOS mandreli bulunuyor. Bunlar, farklı gövdeler için uygun kurulumla stokta tutuluyor ve robot tarafından otomatik olarak değiştiriliyor.

Farklı muhafazaların üretimi için, her biri uç durduruculu bir sıkma kafasından oluşan 18 sıkma seti mevcuttur.

HAINBUCH gereksinimleri fazlasıyla karşıladı

WTO’da Taşlama Bölümü Müdürü olan Philipp Wußler, başlangıçta her şeyin çalışıp çalışmayacağı konusunda büyük şüphelere sahipti. “Neyse ki bu şüpheler ortadan kalktı. Bağlama cihazları temizlik, hassasiyet ve en önemlisi tekrarlanabilirlik gibi tüm gereklilikleri karşılıyor. Her mandrel değişiminde gerekli olan 3 µm’nin içinde kalıyoruz” diyor Wußler memnuniyetle.

Çalışanlar artık komuta merkezinde

Önceden donatılmış mandreller otomatik bağlama cihazı değişimi için hazırdır

Otomatik üretim süreci, çeneli aynaların değiştirilmesi, elle hizalanması ve çenelerin doğruluk için taşlanması gereken eski yönteme kıyasla kurulum süresini yüzde 25 azalttı. “Hurda da önemli ölçüde azaldı veya neredeyse sıfırlandı. Bunun nedeni eskiden parça bağlamanın daha az hassas olmasıydı. Şimdi uç durdurucu üzerinde eksenel geri çekme ile sıkıştırıyoruz ve bu çok daha doğru. İş parçasını alıştırdıktan sonra, bir sonraki kurulum işleminin iyi çalışacağını biliyorum. Bu da artık herhangi bir bağlama cihazı endişem olmadığı anlamına geliyor” diye ekliyor Wußler. WTO için durum oldukça açık: Bağlama daha güvenliyse, süreç de daha güvenlidir.

Akıllı Fabrika, tek manuel işlem hammaddenin teslimatı olacak şekilde tasarlanmıştır. Sürücüsüz bir taşıma sistemi, üretim hücresinde denetlenen ve ölçülen bitmiş muhafazaları bile alıyor ve makineden depoya götürüyor. Akıllı Fabrika, üretim süreçlerinin planlanması ve programlanması için ofislerin bulunduğu bir komuta merkezi içermektedir. Sıkıştırma cihazları ve otomasyon için taşıma parametrelerinin tanımı da burada planlanıyor” diyor Tschiggfrei. Başka projeler de planlanıyor ve HAINBUCH yine kenetleme cihazlarını tedarik edecek ve devreye alma sürecine dahil olacak. Tschiggfrei sonuç olarak şunları söylüyor: “Çok memnun kaldık. Bu geliştirme projesini bizimle birlikte yürütecek bir ortak istedik. HAINBUCH son “µm ”ye ulaşmak için her şeyi ortaya koydu. Bay Schiesling ve Bay Wußler projeye tutkuyla bağlıydı. Böyle bir şeyi başarıyla uygulamak için böyle insanlar gerekir. Benim bakış açıma göre, sonuç beklenenden de iyi oldu.

WTO fabrikasının Hainbuch otomasyon ürünleri ile nasıl bir başarı hikayesine şahit olduğunu yukarıda okuduk. Şimdi ise bu işin mimarı olan Hainbuch Automation neler yapıyor, nasıl bir döngü var ona bakalım…

Hainbuch Automation Diagram

Bu görselde küçük parti üretimleri için otomasyon süreci detaylı bir şekilde gösterilmektedir. Hainbuch firmasının sunduğu bu otomasyon çözümü, çeşitli iş tutma (clamping) ve ölçümleme araçlarını bir araya getirerek üretimde esneklik, hassasiyet ve hız sağlıyor. Bu tür otomasyon sistemleri, özellikle düşük hacimli üretimlerde üretim verimliliğini artırmak, insan hatasını en aza indirmek ve zaman tasarrufu sağlamak için kullanılıyor.

Görselde bulunan bileşenlere yakından bakalım:

1. IG Ölçüm İstasyonu

“IG measuring station” olarak gösterilen bu istasyon, iş parçalarının veya tutma ekipmanlarının ölçüm ve algılama işlemlerini doğrudan iş tutma aygıtlarından yapma yeteneğine sahiptir. Bu özellik, hassas ölçüm gereksinimlerini karşılayarak iş parçalarının doğru şekilde hizalanmasını sağlar. Özellikle yüksek hassasiyet gerektiren işlemlerde, bu ölçüm ve algılama sistemleri kritik bir rol oynar. Bu istasyon sayesinde, iş parçalarının ölçüm süreci otomatik hale gelir, insan hatası azaltılır ve kalite kontrol süreci hızlandırılır.

2. Kapanış Plakası (Closure Plate)

Görselde yer alan “Closure Plate”, sistemde güvenli bir kapanış sağlamak amacıyla kullanılır. Bu plakalar, iş parçasının doğru pozisyonda tutulmasına yardımcı olurken, aynı zamanda olası titreşimleri ve kaymaları engeller. Kapanış plakaları, iş tutma sistemlerinin önemli bir parçasıdır ve iş güvenliği açısından da önemlidir. Bu plakalar, çeşitli boyut ve şekillerde olabilir, bu da sistemin farklı iş parçalarına uyum sağlamasını kolaylaştırır.

3. İş Tutma Başlığı ve İş Parçası Depolama Alanı

Görselde iş tutma başlıkları ve iş parçalarının depolanması için özel bir alan olduğu belirtilmiştir. Bu alan, üretim sürecinde kullanılacak farklı iş parçalarının veya iş tutma başlıklarının düzenli bir şekilde saklanmasına olanak tanır. İş parçalarının veya başlıkların belirli bir yerde tutulması, otomasyon sürecinde hızlı geçişler yapılabilmesine ve zamandan tasarruf edilmesine yardımcı olur. Bu tür depolama alanları, iş akışının kesintisiz devam etmesini sağlar.

4. DockLock AC: Sıfır Nokta (Zero Point) İş Tutma Sistemi

“DockLock AC”, otomatik üretim için sıfır nokta iş tutma sistemi olarak tanımlanmıştır. Bu sistem, iş parçalarının hızlı ve güvenli bir şekilde pozisyonlandırılmasına olanak tanır. Zero point iş tutma sistemleri, özellikle parçaların tekrarlanabilir bir hassasiyetle sabitlenmesini sağladığı için önemlidir. Bu sistem, iş parçasının doğru pozisyona getirilmesi için gereken süreyi en aza indirir ve böylece üretim sürecinin hızlanmasına katkıda bulunur.

5. centrotex AC: İş Tutma Cihazlarının Otomatik Değişimi

“centrotex AC”, iş tutma ekipmanlarının tamamen otomatik bir şekilde değiştirilmesini sağlayan bir sistemdir. Bu tür sistemler, küçük parti üretimlerinde farklı iş parçalarının kullanılabilmesine olanak tanır. Örneğin, farklı boyutlarda veya şekillerde iş parçalarının aynı üretim hattında işlenmesi gerekiyorsa, centrotex AC sistemi hızlı ve sorunsuz bir geçiş sağlar. Bu özellik, otomasyon sürecinde esneklik sağlarken aynı zamanda üretim maliyetlerini de düşürür.

6. Robot

Merkezde bulunan robot, otomasyon sisteminin kalbidir. Bu robot, iş parçalarını ve iş tutma başlıklarını doğru pozisyonlara yerleştirir, gerektiğinde değiştirir ve sistemin sorunsuz çalışmasını sağlar. Robotlar, otomasyon süreçlerinde insan gücünü en aza indirirken yüksek hassasiyetle iş yapabilme yetenekleri sayesinde kaliteyi artırır. Bu robotun programlanabilir olması, üretim sürecindeki değişikliklere hızla uyum sağlamasını sağlar.

7. İş Tutma Başlığı ve Sonlandırma Durdurucusunu Değiştirme Tepsisi

Bu tepsi, iş tutma başlığının ve sonlandırma durdurucusunun hızlı bir şekilde değiştirilmesini sağlar. Böyle bir tepsinin bulunması, üretim sürecinde duraksama olmadan geçiş yapılmasını sağlar ve zaman kazandırır. Bu özellik, farklı iş parçaları veya işlemler arasında hızlı geçişlerin yapılmasına olanak tanır.

8. Gripper İstasyonu

“Gripper station” adı verilen bu istasyon, iş parçalarını veya iş tutma cihazlarını kavrayıp taşımak için kullanılan aparatı barındırır. Gripper (kavrayıcı), iş parçalarının doğru pozisyonlarda tutulmasına yardımcı olur. Gripper sistemi, iş parçalarını sıkıca tutarak işlemler boyunca stabil bir pozisyonda kalmalarını sağlar ve üretim sürecindeki hataları minimize eder.

9. centrotex AC Cihaz Adaptörü ile Makine Mili

Bu mil, centrotex AC cihaz adaptörüne sahip bir makine mili olarak belirtilmiştir. Makine mili, iş parçalarının işlenmesi sırasında gereken dönme hareketini sağlar. Cihaz adaptörü ile birlikte çalışarak, farklı iş tutma cihazlarının kullanılmasına olanak tanır ve böylece çeşitli iş parçaları üzerinde çalışılabilmesini sağlar. Bu sistem, çok yönlü bir üretim süreci oluşturur ve esnekliği artırır.

10. HYDROK Chuck ile Alt Plaka

“Base plate with HYDROK chuck” olarak adlandırılan bu parça, iş parçalarının sabitlenmesini sağlayan bir sıkma mekanizmasıdır. HYDROK chuck, hassas iş tutma işlemleri için hidrolik bir sıkma sistemi sunar. Bu tür bir sistem, yüksek hassasiyet gerektiren işlemlerde parçaların sabit tutulmasını sağlar ve iş parçasının doğru pozisyonda kalmasını güvence altına alır.

11. DockLock ile Alt Plaka

DockLock sistemine sahip alt plaka, iş parçalarının veya iş tutma cihazlarının hızlı bir şekilde sabitlenmesini sağlar. Bu sistem, iş parçalarının güvenli bir şekilde yerinde kalmasını sağlayarak, otomasyon sürecinde oluşabilecek kaymaları önler. DockLock sistemi, özellikle otomatik geçişlerde yüksek hızda güvenli bir sabitleme sunar.

Sonuç

Bu bileşenler bir araya geldiğinde, Hainbuch firmasının sunduğu bu otomasyon sistemi küçük parti üretimlerinde yüksek hassasiyet ve hız sağlayarak manuel işlemlere olan ihtiyacı en aza indiriyor. Otomatik ölçümleme, iş parçası ve iş tutma başlıklarının otomatik değişimi, sıfır nokta iş tutma sistemi gibi özellikler sayesinde bu sistem, üretim sürecinde maksimum verimlilik sağlıyor. Aynı zamanda robot kullanımı ile insan müdahalesine olan gereksinim azalıyor ve böylece insan hataları minimize ediliyor.

Sizlerde üretim hatlarınızda, takım tezgahlarınızda Hainbuch Automation sistemlerinin gücünüden faydalanmak istiyorsanız, Hidkom Mühendislik firmasını hemen arayın ve detaylı bilgilendirmeye sahip olun…