Frezowanie CNC i maszyny na zamówienie

Frezowanie CNC obejmuje w naszym przypadku dwa odrębne zakresy: obróbkę detali i profili aluminiowych według rysunku zamawiającego oraz budowę maszyn frezujących przeznaczonych do jednego, powtarzalnego zadania. Drugi z tych zakresów pojawia się wtedy, gdy operacja jest na tyle specyficzna, że żadne dostępne urządzenie katalogowe nie realizuje jej bez kosztownego przezbrajania albo ręcznego pozycjonowania detalu.

Automation Dariusz Kulik prowadzi działalność w zakresie automatyki przemysłowej od 15 lat, głównie na terenie województwa podlaskiego, z realizacjami w całej Polsce. Maszyna budowana na zamówienie łączy konstrukcję mechaniczną, napędy serwo i sterowanie w jednym opracowaniu, co pozwala dopasować cykl pracy do rzeczywistego przebiegu procesu, a nie odwrotnie.

Przesłanki budowy maszyny dedykowanej

Rozstrzygnięcia wymaga w pierwszej kolejności to, czy operacja jest powtarzalna i długoterminowa. Maszyna dedykowana znajduje uzasadnienie tam, gdzie jeden typ detalu wraca w produkcji przez lata w zbliżonej geometrii, a liczba sztuk przekracza możliwości obróbki ręcznej lub uniwersalnego centrum obróbczego pracującego z ciągłym przezbrajaniem.

Drugą przesłanką jest struktura kosztu jednostkowego. Jeżeli znaczącą część czasu cyklu pochłania mocowanie i pozycjonowanie detalu, a nie samo skrawanie, to potencjał oszczędności leży w konstrukcji uchwytu i podawania, nie w mocy wrzeciona. Uporządkowany przegląd procesu pod tym kątem opisano we wpisie o audycie procesu w sześciu krokach.

Konstrukcja, napędy i sterowanie

Dobór napędów wynika z wymaganej dokładności pozycjonowania i charakteru ruchu. Tam, gdzie konieczne jest odtwarzalne dojechanie do zadanej współrzędnej oraz synchronizacja osi, stosuje się serwonapędy. Falownik pozostaje właściwy dla ruchu ciągłego bez wymagań pozycjonowania — typowo dla samego wrzeciona. Rozgraniczenie obu przypadków należy do decyzji o największym wpływie na koszt układu napędowego.

Sterowanie realizuje sterownik PLC wraz z panelem operatorskim, na którym zapisywane są parametry poszczególnych wyrobów. Takie rozwiązanie pozwala zmieniać ustawienia po stronie obsługi, bez udziału programisty przy każdej korekcie wymiaru. Kryteria doboru obu elementów zebrano we wpisach o rodzajach i doborze sterowników PLC oraz o doborze panelu operatorskiego.

Bezpieczeństwo i zgodność maszyny

Maszyna budowana na zamówienie jest maszyną w rozumieniu przepisów, co oznacza obowiązek przeprowadzenia oceny ryzyka, wyposażenia urządzenia w odpowiednie osłony i funkcje bezpieczeństwa oraz sporządzenia dokumentacji. Funkcje bezpieczeństwa realizuje przekaźnik bezpieczeństwa albo sterownik bezpieczeństwa, przy czym sygnały mogą być przesyłane również po sieci przemysłowej w protokołach PROFIsafe, CIP Safety lub FSoE.

Niezależnie od przyjętej architektury obowiązuje wymóg normy PN-EN ISO 13850: zatrzymanie awaryjne musi być uruchamiane ręcznie elementem z blokadą i wymuszonym rozwarciem styków. Ekran dotykowy nie spełnia tego wymagania w żadnej konfiguracji. Rozporządzenie maszynowe (UE) 2023/1230 stosuje się od 20 stycznia 2027 roku i zastępuje dyrektywę 2006/42/WE, która do tej daty pozostaje podstawą oceny; dla większości maszyn produkcyjnych właściwa jest samodzielna ocena zgodności przeprowadzona przez producenta.

Zakres prac

• analiza detalu, wymaganej tolerancji i zakładanej wydajności,
• koncepcja maszyny wraz z układem mocowania i podawania detalu,
• projekt konstrukcji mechanicznej i dobór napędów,
• projekt i wykonanie szafy sterowniczej, okablowanie, czujniki,
• programowanie sterownika i wykonanie ekranów operatorskich z recepturami,
• ocena ryzyka, dobór osłon i funkcji bezpieczeństwa,
• montaż, uruchomienie, testy odbiorowe i dokumentacja powykonawcza.

Orientacyjny budżet i czas realizacji

Przedziały obejmują projekt, konstrukcję, sterowanie i uruchomienie. O ostatecznej kwocie decyduje liczba osi, wymagana dokładność oraz zakres podawania i odbioru detalu. Terminy liczone są od podpisania umowy do odbioru.

• prosta maszyna półautomatyczna: 50–150 tys. zł, realizacja 2–4 miesiące,
• maszyna wieloosiowa z automatycznym podawaniem: 150–500 tys. zł, realizacja 3–6 miesięcy,
• zwrot z inwestycji: 12–36 miesięcy, przy dobrze dobranym pierwszym projekcie 12–24 miesiące.

Metodykę liczenia zwrotu wraz ze składnikami kosztu opisano we wpisie o kosztach automatyzacji linii produkcyjnej.

Przykład z naszych realizacji

Dla klienta z branży okiennej powstała automatyczna trzyosiowa frezarka CNC do obróbki aluminiowych szprosów snap-in. Maszyna obsługuje profile o szerokości od 25 do 60 milimetrów i długości do 2500 milimetrów, a ruch w osiach realizują napędy serwo. Zakres wymiarowy został przyjęty na podstawie asortymentu zamawiającego, co pozwoliło dobrać układ mocowania do całego asortymentu zamawiającego w tym przedziale wymiarowym.

Pytania i odpowiedzi

Czy maszyna dedykowana opłaca się przy krótkich seriach?

Rozstrzyga nie długość pojedynczej serii, lecz sumaryczna liczba sztuk w horyzoncie kilku lat oraz udział czasu przezbrajania w cyklu. Przy krótkich, ale często powtarzanych seriach uzasadnienie znajduje maszyna z recepturami zapisanymi w panelu, w której zmiana formatu sprowadza się do wyboru pozycji z listy.

Czy możliwa jest obróbka detali dostarczonych przez zamawiającego?

Tak. Realizowana jest zarówno obróbka według rysunku na materiale powierzonym, jak i budowa maszyny przeznaczonej do wykonywania tej operacji u zamawiającego. Wybór wariantu wynika z przewidywanego wolumenu i z tego, czy operacja ma pozostać na stałe w zakładzie.

Jakie tolerancje są osiągalne?

Osiągalna dokładność zależy od konstrukcji maszyny, doboru napędów i sposobu mocowania detalu, a ustalana jest indywidualnie na etapie koncepcji. Wymagana tolerancja stanowi jedno z podstawowych założeń projektowych i wpływa bezpośrednio na koszt — z tego powodu podanie jej już przy pierwszym kontakcie skraca drogę do wyceny.

Czy maszynę można później rozbudować?

Rozbudowa jest możliwa, jeżeli przewidziano ją na etapie projektu — dotyczy to zapasu miejsca w szafie sterowniczej, wolnych wejść i wyjść sterownika oraz konstrukcji ramy. Uwzględnienia wymaga również fakt, że rozbudowa zmieniająca ryzyko może stanowić istotną modyfikację w rozumieniu przepisów i wymagać ponownej oceny zgodności.

Wycena

Opisz detal i operację, którą chcesz zautomatyzować — najlepiej z rysunkiem lub zdjęciem oraz zakładaną wydajnością. Przyjedziemy na oględziny, a wycenę otrzymasz w ciągu 48 godzin. Zadzwoń pod numer +48 796 019 414 albo napisz na biuro@automation.net.pl. Możesz też wysłać zapytanie przez formularz kontaktowy.