Переналадка: универсализация vs специализация

Так уж повелось, что во времена массового производства широкое распространение получила универсализация оборудования – появилось множество “универсальных” станков, т.е. станков, которые могут осуществлять большой спектр операций определённого типа.

Например, на токарном станке можно уменьшить внешний диаметр вала, сделать в нем отверстие вдоль оси вращения, или нарезать резьбу.

На пресс можно установить ту или иную пресс-форму и получать с помощью разных пресс-форм разные детали.

На станке с ЧПУ можно задать программу, которая позволит видоизменять алгоритм обработки в зависимости от того, что вам нужно.

С другой стороны, каждый раз нам нужно что-то конкретное, особенное – либо такое, какое попросил клиент, либо такое какое определили наши конструкторы.

И чтобы научить наш универсальный станок делать те детали которые нам нужны в данный конкретный момент времени, нам нужно его настроить – поменять механику движений или программу управления.

Чем больше разнообразие операций, которые мы делаем на одном станке, тем больше переналадок на нём регулярно делается.

И каждая переналадка – это акт превращения универсального станка в специализированный станок.

При этом если говорить о производимой продукции, то во многих отраслях развитие или расширение ассортимента достигается за счет использования идеи комбинирования нескольких узлов или компонентов конечного продукта или услуги – для сокращения затрат в производстве мы стремимся сделать универсальные узлы, из которых можно “накомбинировать” всё, что потенциально просит клиент.

В станкостроении же пока более широко распространена идея “универсализации”, а комбинирование узлов – пока еще встречается довольно редко.

Но если доступные для производства станки в основном универсальные, а производятся на них достаточно конкретные и специфические детали или компоненты, то как сделать так, чтобы переналадка станка, то бишь превращение одной специализированной конфигурации универсального станка в другую, происходила максимально быстро?

Переналадка в одно касание (One-touch-exchange-of-die, OTED, продвинутая версия SMED или Single-minute-exchange-of-die) возможна только в одном случае – если весь набор наладок/настроек/коррекировок делается одним махом, одним физическим изменением, одним движением.

Иначе говоря – одни “блок настроек” из станка вынул, другой “блок настроек” в станок засунул – и всё готово к производству.

Этот “блок настроек” может включать в себя большое количество сущностей:

детали
инструмент
оснастку
положение всех трех этих типов объектов в пространстве
программа обработки
состояние вспомогательных систем (охлаждение, нагрев, подача воздуха и других активных сред)
навыки выполнения вспомогательных операций оператором
и так далее.

Если всё это можно “одним движением” вынуть и заменить – то мы получаем моментальную переналадку, а в качестве бонуса – идею комбинирования “блока настроек”, т.е. чтобы постоянно иметь станок в работоспособном состоянии, нам надо иметь комбинируемые “блоки настроек”, которые легко менять местами.

Если мы можем это делать – то сделанный производителем “универсальный” станок мы моментально делаем “специализированным” в любой нужной нам форме специализации, при этом если готового “блока настроек” на новый заказ/продукт/услугу нет, то можно так же моментально перейти в режим “универсальности” и работать пусть и менее эффективно, но зато с результатом для заказчика.

У вас ест такие “блоки настроек”, которые можно менять одним движением? Поделитесь в комментариях…

Просто для примера

Робот-манипулятор, типа того, который показан на рисунке ниже, можно вполне запрограммировать брать из ящика с болтами один болт и устанавливать его в нужной позиции для скрепления деталей.

Придётся неслабо поработать над программой распознавания болтов, над захватом “произвольно спозиционированного болта в коробке”, поворотом его в заданное положение и помещением в заданное место конструкции.

Как альтернатива. можно не программировать “поворот болта шляпкой кверху”, а использовать вибробункер, как тот, что показан ниже.

“Запрограммировать” его – задача другого рода, надо выбрать подходящие направляющие, упоры и так далее. И хотя это тоже непростая работа, она будет явно дешевле, чем программирование универсального робота- руки.

Более того, если вибробункер подаёт спозиционированные в пространстве детали в нужное место этого самого пространства, то и манипулятор нам не нужен, а относительно примитивные механические приспособления можно задействовать для сборочных операций.

Фото робота Kuka взято здесь. Фото вибробункера – здесь.