THỤY SĨ – Hệ thống gia công tự động trên pallet có thể loại bỏ công đoạn lắp lại và tham chiếu lại các bộ phận, do đó các nhà máy gia công giảm nguy cơ xảy ra lỗi và tăng tốc độ sản xuất.

Hệ thống xếp pallet giảm chấn của Công ty System3R

Tại một nhà máy sản xuất hàng loạt các quy trình được tự động hóa là hiển nhiên. Đối với các nhà máy sản xuất theo đơn đặt hàng (sản xuất khối lượng thấp) như nhà máy làm khuôn có thể hưởng lợi khi tự động hóa các quy trình thiết lập dụng cụ và phôi. Trên thực tế, dụng cụ tự động được xếp trên pallet trong môi trường làm khuôn khối lượng thấp, giúp tăng sản lượng và là điều cần thiết để chuyển các nhà máy từ hoạt động có công nhân sang sản xuất 24 giờ và không đèn (lights-out production) (1).
(1) Sản xuất không đèn: hay “nhà máy tối”, là một mô hình sản xuất tự động hóa cao, nơi toàn bộ quy trình sản xuất được thực hiện bởi máy móc và hệ thống tự động hóa, giảm thiểu sự can thiệp của con người. Nhà máy sản xuất theo mô hình này có thể hoạt động 24/7, gần như không cần ánh sáng (tắt đèn) và không cần nhân viên làm việc liên tục.

Các nhà máy khuôn mẫu (2) thông thường thường kết hợp cả gia công xung điện EDM bằng dây cắt và EDM định hình, cùng với máy phay năm trục để thực hiện công việc. Theo truyền thống, các nhà máy này đã dành nhiều thời gian để thiết lập phôi trên nhiều loại máy, đó là lý do tại sao các nhà cung cấp tự động hóa đã nhắm mục tiêu vào thời gian thiết lập như một cách để tăng năng suất.
(2) Nhà máy khuôn mẫu: là các nhà máy chuyên sản xuất khuôn đúc hoặc dụng cụ đúc.
(3) Gia công xung điện EDM (electrical discharge machining): là phương pháp gia công sử dụng năng lượng nhiệt từ các tia lửa điện để loại bỏ vật liệu khỏi phôi.

Để tăng sản lượng, việc thiết lập và giảm thời gian nhàn rỗi của máy móc dễ đạt được hơn so với việc cắt giảm vài giây trong thời gian chu kỳ gia công. Với sự ra đời của công cụ tham chiếu loại zero-point, công nhân có thể nhanh chóng định vị và cố định phôi trong một máy công cụ có điểm tham chiếu cố định đảm bảo định vị chính xác, có thể lặp lại khi một bộ phận di chuyển từ máy này sang máy khác trong khắp nhà máy.

Việc lắp các máy công cụ với cùng một hệ thống tham chiếu – ví dụ như trong trường hợp EDM – các điện cực và phôi có thể được di chuyển giữa các máy mà không cần căn chỉnh và xác định lại. Quan trọng hơn, với hệ thống công cụ tham chiếu được xếp chồng lên nhau như hệ thống Macro của Công ty System3R, kích thước và số lượng chi tiết không còn quyết định nhu cầu thiết lập nhiều lần nữa. Sau khi được xếp chồng lên nhau, các chi tiết di chuyển nhanh chóng và liền mạch trong suốt quá trình sản xuất, bất kể máy móc hay quy trình nào.

Ví dụ, trong một ô sản xuất, một bộ phận có thể di chuyển đầu tiên qua hoạt động phay sau đó chuyển sang hoạt động tiếp theo trong ô mà không cần phải tháo ra khỏi pallet, cố định vào đồ gá mới và tham chiếu lại. Bằng cách loại bỏ nhu cầu phải lắp lại và tham chiếu lại các bộ phận, các nhà máy sẽ giảm nguy cơ xảy ra lỗi và tăng tốc độ sản xuất.

Ban đầu được thiết kế cho quá trình gia công EDM, nơi sản xuất theo đơn đặt hàng (4) là phổ biến, công cụ tự động hóa pallet được sử dụng trong nhiều hoạt động khác nhau. Các nhà máy có thể thiết lập một bộ phận trên công cụ pallet sau đó sử dụng máy đo tọa độ (CMM – coordinate measuring machine) để đo và xác minh kích thước của bộ phận và tham chiếu vị trí của nó. Toàn bộ pallet sau đó đã sẵn sàng để di chuyển từ máy này sang máy khác. Đối với gia công EDM dây cắt, hệ thống tự động hóa của System3R cũng bao gồm các đầu cân bằng tại một trạm cài đặt trước để căn chỉnh bộ phận, cả vuông góc và song song, bên ngoài máy để giảm thời gian thiết lập hơn nữa.
(4) Sản xuất theo đơn đặt hàng hay sản xuất hỗn hợp cao (high-mix production): là một phương pháp sản xuất sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau với số lượng ít trong mỗi loại.

Ngoài tham chiếu zero-point giúp giảm thời gian thiết lập trong toàn bộ quy trình sản xuất, các hệ thống dụng cụ pallet này còn tích hợp các tính năng chuyên biệt giúp cải thiện độ chính xác và sản xuất. Ví dụ, System3R Vibration Damped Palletization (VDP) sử dụng các mâm cặp đặc biệt giúp giảm rung động trong quá trình gia công. Lý tưởng cho gia công EDM, loại công nghệ này giúp giảm rung động và cộng hưởng để cắt được kiểm soát tốt hơn, cải thiện độ chính xác và kéo dài tuổi thọ dụng cụ. Công nghệ này cũng tạo ra bề mặt hoàn thiện tốt hơn, giúp giảm nhu cầu về các quy trình thứ cấp.

Khi công nghệ tự động hóa tiến bộ, các nhà máy khuôn mẫu đẩy mạnh tự động hóa nhiều máy móc để sản xuất liên tục với các hệ thống lưu trữ dụng cụ, cung cấp khả năng tự động nạp và dỡ các pallet phôi được cài đặt sẵn. Ví dụ, hệ thống WorkPartner của công ty System3R cho phép các nhà máy tối ưu hóa sản xuất trên nhiều máy CNC khác nhau bằng cách phục vụ một hoặc nhiều máy móc trong một ô sản xuất nhờ tính linh hoạt của dung lượng và các biến thể của khoang lưu trữ (nhẹ, nặng hoặc quay), cùng với điều khiển khí nén tích hợp hoàn toàn cho các thiết bị kẹp và mâm cặp bàn. Cửa khoang lớn cho phép nạp và dỡ nhanh chóng và dễ dàng giúp rút ngắn thời gian chu kỳ thay đổi cho các dự án sản xuất theo đơn đặt hàng.

Robot tích hợp, chẳng hạn như khả năng mở rộng sáu trục, tốc độ tải và dỡ hàng cho sản xuất 24/7. Do đó, một công nhận có thể vận hành nhiều máy móc liên tục để tăng sản lượng hoặc hệ thống được cấu hình để sản xuất không đèn.

Các thiết bị giúp giữ phôi trên pallet bao gồm các trạm và chăm sóc máy tự động, robot di động tự động (AMR – autonomous mobile robot) (5) đang thu hút sự chú ý trong ngành tự động hóa nhà máy khuôn mẫu. Cho dù được triển khai như một đơn vị riêng lẻ hay một đội xe, các robot AMR chuyển các phôi được xếp trên pallet giữa các máy hoặc đến các ô hoặc khu vực kiểm tra khác – mà không cần thiết lập hoặc tham chiếu bổ sung. Robot AMR thông minh được trang bị hệ thống thị giác và điều hướng có thể học cách điều hướng môi trường của chúng và tích hợp vào phần mềm quản lý nhà máy toàn diện để quản lý tất cả các quy trình trong nhà máy. Kết quả là, sản xuất tự động, không cần đèn trong khi lỗi của con người và tình trạng kém hiệu quả được loại bỏ.
(5) Robot di động tự động (AMR): là robot có khả năng di chuyển tự động trong môi trường không được kiểm soát mà không cần sự giám sát của con người. Chúng sử dụng cảm biến và công nghệ thông minh để nhận biết môi trường xung quanh và tránh chướng ngại vật.

Với tất cả các bộ phận tự động hóa đang hoạt động, các bộ phận được thiết lập và tham chiếu để sản xuất trên tất cả các máy móc, và pallet được tải/ dỡ bằng các băng tải tự động phục vụ một hoặc nhiều máy móc mà không cần công nhân vận hành. Sau đó, pallet di chuyển đến nhiều vị trí khác nhau trong nhà máy thông qua các robot AMR và các nhà máy có thể kiểm soát, giám sát và sửa đổi toàn bộ quy trình bằng phần mềm quản lý nhà máy.

Các giải pháp dụng cụ tham chiếu, robot AMR, bộ đổi pallet tự động và phần mềm quản lý nhà máy toàn diện đều là các yếu tố của một chiến lược chung nhằm cải thiện sản lượng trong các nhà máy khuôn mẫu sản xuất theo đơn đặt hàng. Bằng cách loại bỏ nhiều thiết lập phôi, các công nghệ này có thể giảm thêm sự phụ thuộc của công nhân và chuyển sang sản xuất hoàn toàn tự động, không cần đèn để có hiệu quả cao hơn nữa.

Để xem các tin bài khác về “Pallet”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: American Machinist