FANUC CNC'leri ile transfer işleme

Esnek Makinelerle Seri İmalat

ANGER aktarım merkezleri, işleme merkezlerinin ve aktarım hatlarının avantajlarını birleştiriyor 

ANGER MACHINING, CNC kontrollü seri işleme sistemlerine yönelik seri teknolojisinde bir öncü olarak tanınmıştır. Bir işleme merkezi ve bir aktarım hattının kombinasyonu olarak düşünülen bu aktarım merkezleri, yüksek verimli ama esnek yapıdaki seri imalatından dolayı etkileyicidir. Örnekler arasında otomotiv tedarikçisi Magna'ya teslim edilen bir FANUC Serisi 31i CNC tarafından kontrol edilen iki adet HCXchange 2000 makinesi bulunmaktadır.

Avusturya'nın Traun şehrinde bulunan ANGER MACHINING GmbH, yüksek hızlı işleme sistemleri imalatçısıdır. Seri konsepti 1984'te geliştirilen şirket, yeni üretkenlik standartları belirlemiş ve dünya pazarında başarılı bir sıra elde etmiştir. ANGER şirketinde Şef Mühendis olarak görev yapan Roland Haas (Dipl.-Ing.) kısaca bu teknolojiyi özel kılan şeyleri açıklıyor: "Tek bir makineye bir aktarım hattı konseptini uyguladık." İş parçası kelepçeleme cihazına yüklenir ve ardından çok süratli şekilde bir sabit fener milinden sonrakine taşınır. Çipten-çipe süreleri, sadece 0,3 saniyelik ideal değeriyle son derece kısadır. İşlenecek iş parçaları, tüm uzamsal eksenlerde lineer ve dönel olarak taşınabilir ve böylece altı taraftan işlenir.

Odak noktası: Azalan duruş süreleri

Tüm takımlar, merkez işleme alanının azami dört tarafına monte edilen özel işleme fener milleri ve çoklu fener mili kafaları tarafından alınır. Bu yüksek imalat makinelerinde takım değişikliğinin neden olduğu duruş süreleri geçmişte kalır. Esnek ANGER makinelerinde takım değişiklikleri işleme süresi boyunca paralel olarak gerçekleştirilir. Bu ise geleneksel işleme merkezlerine kıyasla çok daha küçük bir kaplama alanında daha kısa döngü süreleri ve yüksek verimle sonuçlanır.

Kabaca 20 ila 40 istasyon içinde makine, gerekli tüm işleme görevlerini en yüksek hassasiyetle yerine getirir ve takım, takım tutucusunda tam olarak aynı konumda kalır. Kelepçelemenin sadece bir kez gerçekleştirilmesi gerektiğinden bu kelepçelemeyi ve manuel konumlandırma hatalarını azaltır. Sonuç olarak ANGER aktarım merkezleri, IT 5 çap toleransları ve 0,001 mm'ye kadar yuvarlaklık değerleriyle 0,015mm'lik güvenilir işlem konumu toleransları elde edebilir.

Taşınan küçük ağırlıklar, sistem bileşenleri üzerindeki aşınma ve kopmaların azalmasına yardımcı olmakla birlikte dakikada en fazla 90 m işleme hızları ve 1 g ivme ile oldukça dinamik zikzak özellikleri sağlar. Makine teknik özelliklerine bağlı olarak 25 metrik tona kadar ağırlığa sahip titreşim azaltıcı çelik takviyeli betonla kuvvetlendirilmiş makine yatakları, en yüksek sertlik düzeylerini sağlar.

Gözlüklerden otomobil endüstrisine kadar kullanım

ANGER aktarım merkezleri, özellikle aynı iş parçasından veya benzer bir tasarımdan yıllık 150.000 ila 500.000 ünitenin gerektiği yerlerde idealdir. Şirketin yakın tarihinde ANGER, yüksek performanslı makinelerini öncelikli olarak gözlük üretimi sektörüne sağlamıştır. Çeşitli takımlarla işleme sayesinde duruş süreleri azaltmak mümkün oldu ve plastik bloklardaki gözlük çerçevelerinin tamamen otomatik olarak frezelenmesi açısından etkili bir yöntem elde edildi.

Bu pazardaki işleme, daima artan kalitedeki enjeksiyon kalıbı teknolojisiyle yer değiştirdikten sonra ANGER, örneğin Ericsson cep telefonlarının magnezyum çerçevelerini frezelediği gibi makinelerini büyüyen mobil telefon pazarına sağlamıştır. Ardından odak çok hızlı bir şekilde, cep telefonu sektöründen aynı iş parçalarının benzer ünite miktarlarına gerek duyulan otomobil sektörüne geçmiştir. Başlangıçta bunlar özellikle alüminyumdan yapılan milleri ve küp şekilli bileşenleri içeriyordu. Bu arada ANGER HCS ve HCP makine modellerinin tanıtılmasının ardından uygulama menzili, ABS silindirlerine ve diğer birçok küçük ve karmaşık bileşenlere genişletildi.

HCX Makineleri: Çok daha geniş zikzaklı yörüngeler ve daha yüksek sertlik

ANGER makineleri de gelişmeye devam etmiştir. HCP serisinden hareketsiz fener milleri ve hareketli bir iş parçası ile kanıtlanmış temel prensibe sahip olan HCX modeli çıkmıştır fakat teknoloji bütünüyle yeniden tasarlanmıştır. En bariz yenilik, üzerine işleme fener mili ünitelerinin serbest şekilde monte edilebildiği ve kolaylıkla tekrar düzenlenebildiği flanş çerçevesidir.

Roland Haas şunları söylüyor: "HCX için tam bir mekatronik geliştirme gerçekleştirdik ve tam yelpazeli sanal simülasyon kullandık. Öncelikle geliştiriciler sonraki çözümü seçmelerinin sayesinde çeşitli hareket sütunlarını hesaplayıp iç içe kutu grubu dayanaklarıyla kıyasladı. Çeşitli ortaklarla konsepti daha da geliştirdiler. Mekatronik simülasyon sisteminin desteğiyle çeşitli geliştirme tekrarlarında birçok bileşeni optimize ettiler. Roland Haas daha ayrıntılı olarak şunları açıklıyor: "Yığınların taşındığı durumlarda malzemeyi azaltırken belirleyici alanlarda ise sertliği artırdık. Ayrıca tüm eksenlerin kontrol hareketini simüle edip en iyi duruma getirdik. Sadece tüm simülasyonların yeşil olarak kurulmasından sonra HCX prototipi oluşturuldu." Serilere gelince ANGER son olarak yeni makinelerini kullanım ömrü, montaj kolaylığı ve bakım kolaylığı açısından optimize etti.

Bununla birlikte makine mühendisi, bir sipariş alındıktan hemen sonra kendisiyle takip eden işleme sürecinin simüle edilebilmesini sağlayan bir CAM sistemini tanıttı. Roland Haas bu durumu şöyle açıklıyor: "Bunun sayesinde fener millerini çarpışma olmayacak şekilde tasarladık." Sonuçta ANGER genel bir üstlenici olarak çalışmaktadır. Yani sadece makineyi teslim etmekle kalmaz fakat aynı zamanda önceden belirlenmiş bir döngü süresine sahip tüm işleme sürecini sağlar. Proje müşteriye CNC programı, istatistiki kalite sertifikası ve otomasyon ile birlikte anahtar teslimi olarak verilmiştir.

2014 yılında ANGER FLXBL'nin piyasaya sürülmesi, şirket tarihinin bir sonraki kilometre taşı oldu. Bu makineler orta ila büyük hacimli imalatlarda hassas parçaların işlenmesi için tasarlanan esnek, standart hale getirilmiş ve modüler aktarım merkezleridir. ANGER FLXBL, kolaylıkla ve çabukça tekrar yapılandırılabilir ve böylelikle türlü hacimlerdeki çok çeşitli iş parçaları, ardışık yapıdaki farklı ürün kullanım sürelerinde işlenebilir. Sahip olduğu esnekliği, sistem operatörü açısından kanıtlanmış aktarım merkezi teknolojisinin avantajlarıyla birleştirilerek yatırımının azami şekilde korunması anlamına gelir.

Magna: Seri parçaların yüksek hassasiyetli imalatı

İki ANGER HCXchange 2000 makinesi, (temel olarak ANGER FLXBL'nin öncüleri) 2011 yılında dünyanın en büyük otomobil tedarikçilerinden biri olan ve Avrupa genel merkezi Traun'dan sadece 2,5 saat uzaklıktaki Oberwaltersdorf şehrinde bulunan Avusturya-Kanada Magna Grubuna teslim edildi. Avusturya'nın Styria bölgesindeki Lannach şehrinde bulunan imalat tesisinde, benzinli motorlar için her iki Anger makinesinde yıllık 300.000 adet balans mili karteri işlenmektedir. Her bir makine, tam işlenmiş parçayı tek kurulumda imal edebilmektedir. Her iki makinenin arasındaki robotlu merkezi bir otomasyon hücresi, bunları boş öğelerle besler ve işlemesi tamamlanmış parçaları bir konveyör bandına koyar. En ufak kaplama alanındaki bu çözüm ve ünite başına en düşük maliyetler, Magna Powertrain Lannach için en ekonomik işleme çözümünü temsil eder. Bir başka bileşen için makine takımlarının esnek şekilde yenilenmesi gereksinimi de karşılanmaktadır. İş parçaları, rulman noktalarının delikleri ile birlikte flanş şekilleri, yassılık değerleri ve referans noktaları açısından karmaşık işleme ve çok yüksek hassasiyet özellikleri gerektirir. Tam otomatik yükleme dahil parça başına 114,25 saniyelik döngü süresine sahip bir HCXchange üzerinde 35 işleme adımı gerçekleştirilir. Çok başlı takımların kullanımı sayesinde delikler ve dişler açısından ayrı öğelerin miktarı daha yüksektir.

FANUC'un kontrol ve sürücü teknolojisi

Magna, kontrolü ve sürücü teknolojisi FANUC'a ait olan her iki ANGER HCXchange makinesini sipariş etmiştir. Esasen CNC dünya pazarı liderinin bileşenleri, yaklaşık 5 sene önce buraya yerleştirildiğinden bu ANGER açısından yeni bir ortaklık değildi. Roland Haas bunu şöyle açıklıyor: "O zamanlar, çoğunlukla FANUC kontrollerini gerektiren Kuzey Amerika pazarı için birçok iş yapıyorduk. FANUC ile işbirliği bizim açımızdan çok iyi oldu. Servis ve bakım alanındaki genel masraflar asgari seviyedeydi ve ürünler kesinlikle güvenilir yapıdaydı. Maalesef Kuzey Amerika genelinde ve özellikle otomobil sektöründe meydana gelen durgunluk, FANUC ile işbirliğini azalttı. Dolayısıyla biz de ANGER olarak Magna Grubunun ANGER HCXchange makinelerini FANUC ile donatma konusundaki siparişinden büyük memnuniyet duyduk. Çünkü şimdi bu güvenilir ve güçlü ortakla tekrar birlikte olacağız."

FANUC Serisi 31i CNC sistemi uygulamasının yanı sıra başlangıçta öncelik esas olarak kutu-kutu sistemine göre yapılandırılmış makinelerin sürücü sistemlerine verilmişti. Örneğin, paralel çalışan iki bilyalı vida aracılığıyla elde edilen yatay bir yöndeki zikzaklı hareket hususi bir özelliktir. Buradaki amaç, uygun ayarların seçilmesiyle birlikte güvenilir kontrol ayarının sağlanmasıydı. Son olarak µm aralığındaki konumlandırma doğruluğu gereklidir.

Diğer bir zorluk ise üçüncü taraf motorların entegre edilmesiydi. Çünkü ANGER, makine konseptinde tescilli içi boş mil servo motorları kullanmaktadır. Bir başka sorun ise dört eksenin ANGER HCX makinelerinde standart olarak kullanılmasıydı. Müşterinin talebi üzerine kelepçeleme cihazına beşinci bir eksen uygulanır. Roland Haas şunları söylüyor: "Magna siparişinde çift torklu bir sürücüyü ilk kez kullanmak zorunda kalmıştık. Fakat bu sürücü ayarlaması ve optimizasyonu da FANUC ile birlikte halledebileceğimiz türden bir şeydi."

Kontrol imalatçısı hizmet olarak uzman bilgileri sunuyor

Tüm sürücü ve kontrol sorunlarının çözülmesi için uzman bilgileri gerekiyordu ve FANUC, Japonya'dan ilave destekle birlikte bu bilgileri Almanya'daki yan kuruluşundan sağladı. Roland Haas memnuniyetini şu sözlerle ifade ediyor: "Ürünü daha önceden çok iyi tanıyan aynı FANUC kontrolü uzmanları bizi ziyaret etti. Bize gerçek anlamda birinci sınıf destek sundular."

Kontrol tarafında ise tek seferlik veya özel döngülere ait teknik özellikler sınırlıdır. Bunun yerine ANGER, hızlı döngüler elde etmek için mümkün olduğu yerlerde tüm işleme çalışmalarının ve zikzaklı hareketlerin basit komutlarla ve standart işlevlerle programlanmasını sağlar. Dolayısıyla kontrolün ileriye yönelik işlevi ve çık hızlı bir PLC döngü süresi, saniyenin onda biri kazanç için ANGER açısından belirleyici etkenler arasındadır.

Çoğunlukla makine başına iki çift takım değiştiricisinden dolayı PLC programlaması için de çok zorlu gereksinimler olmuştur. FANUC bu programlama görevlerini üstlenmiştir. Roland Haas'a göre ANGER açısından bu özel bilgileri dosdoğru FANUC'tan bir hizmet olarak edinmek çok önemliydi. Kendisine göre FANUC sürücü ve kontrol teknolojisinin güvenilirliğinden en çok seri imalatçılar faydalanmaktadır. Ayrıca her şey uygulanıp test edildikten sonra makinenin uzun bir süre çalışmaya devam ettiğini de eklemiştir. Herhangi bir zamanda bileşenlerin değiştirilmesine gerek olursa bu çok pratik bir şekilde halledilebilir.

Aktif arayüzler sayesinde kullanım kolaylığı

Kullanım kolaylığı açısından da ANGER FANUC'a güvenebilir.  Bu makine imalatçısı, kullanıcıya çeşitli görselleştirmeler sunan bir HMI'ya (insan makine arayüzü) olabildiğince uygun ölçüde büyük bir yatırım yaptı. Örneğin, entegre fotoğraflar arızaların nerede meydana geldiğini ve nasıl giderileceklerini tam olarak gösterir. Kuşkusuz bunlar gibi müşteriye özel arayüzler, FANUC kontrollerinin güçlü yönlerinden önemli bir tanesini teşkil etmiyordu ama şimdi her şey değişti. Roland Haas bunu şöyle teyit ediyor: "Bu arada FANUC, bizim ve bilhassa makine operatörleri için çok faydalı olan görselleştirme seçeneklerini sunuyor." ANGER, ekranların nasıl göründüğüne dair teknik özelliği sağladı. Ekranların uygulanması sırasıyla FANUC tarafından sağlanan bir hizmetti.

ANGER MACHINING GmbH: Esnek Seri İmalat Makineleri

Genel merkezi Avusturya'nın Traun şehrinde bulunan uluslararası makine mühendislik şirketi, aktarım merkezlerinin geliştirilmesi ve imalatı konusunda uzmanlaşmıştır. Bu yüksek hızlı işleme sistemleri, özellikle yüksek hassasiyet özelliklerine sahip seri parçaların işlenmesine yönelik olarak bilhassa otomobil sektöründe kullanılmaktadır. Temel odak noktaları arasında alüminyum veya çelikten yapılan motor, vites kutusu ve şase parçalarına yönelik uygulamalar yer almaktadır. Almanya, ABD ve Japonya'daki üç şubesinin yanında çok sayıda satış ve servis ortağı bulunan şirket, kurulduğu 1982 yılından beri kendisine dünya pazarında başarılı bir yer edinmiştir.

Diğer uygulamalar arasında ANGER aktarım merkezleri otomatik ve çift debriyajlı şanzıman sistemlerine ait valf gövdelerinin, otomobil şanzıman karterlerinin, taban plakalarının, balans mili ve krank mili karterlerinin, diğer prizma şekilli hassas bileşenlerin veya motor ve vites millerinin işlenmesinde kullanılmaktadır.

Müşterileri arasında Daimler ve VW gibi uluslararası otomobil imalatçıları ile birlikte ZF, Magna, Mahle, ThyssenKruppPresta, INA Schaeffler, Bosch, veya Linamar Group gibi önde gelen otomotiv sanayi tedarikçilerinin yanı sıra çok sayıda kalıp döküm şirketi bulunur.