Case Study – wdrożenie systemów automatyzacji CNC w Zakładzie Produkcji Komponentów Mechanicznych
Profil zakładu
Zakład M-Tech Components to średniej wielkości producent precyzyjnych komponentów dla przemysłu motoryzacyjnego i maszynowego, zatrudniający 120 pracowników. Park maszynowy obejmuje:
- 12 centrów frezarskich 3- i 5-osiowych (DMG MORI, Haas),
- 8 tokarek CNC (Okuma, Doosan),
- 2 centra obróbcze wielozadaniowe.
Produkowane są głównie krótkie i średnie serie komponentów takich jak obudowy przekładni, elementy zawieszeń oraz bloki silników.
Problem przed wdrożeniem automatyzacji
- Niska wydajność zmian nocnych – brak operatorów chętnych do pracy nocnej ograniczał produkcję do jednej zmiany.
- Wysokie koszty pracy – duże obciążenia kosztowe związane z ręcznym załadunkiem/rozładunkiem detali.
- Wysoki czas przestojów – oczekiwanie na przezbrojenia i wymiany detali prowadziło do strat produkcyjnych.
- Niska elastyczność – trudności z szybkim przestawieniem produkcji na nowe zamówienia.
Rozwiązanie – wdrożone systemy automatyzacji
Robotyzacja załadunku i rozładunku CNC
- Zainstalowano 4 roboty Fanuc M-20iD o udźwigu 25 kg do obsługi centrów frezarskich i tokarek.
- Roboty wyposażono w chwytaki adaptacyjne, umożliwiające obsługę różnych rozmiarów detali bez zmiany oprzyrządowania.
System automatycznych magazynów paletowych
- Mazak Palletech dla centrów obróbczych: 10 palet dla przygotowanych półfabrykatów.
- Możliwość zmiany zlecenia produkcyjnego w dowolnym momencie bez zatrzymywania maszyny.
Modernizacja magazynów narzędzi
- Wprowadzenie rozbudowanych magazynów narzędzi (magazyn 120 narzędzi w DMG MORI DMC 1035V).
- Automatyczne zarządzanie narzędziami i monitorowanie zużycia (system RFID na uchwytach narzędziowych).
Integracja systemów
- Integracja robotów z systemem MES (Manufacturing Execution System) do monitorowania zleceń i przepływu produkcji.
- Nowe oprogramowanie CAM: Siemens NX CAM z modułem automatyzacji przygotowania ścieżek narzędzi.
Etapy wdrożenia
- Analiza potrzeb produkcyjnych (3 miesiące) – identyfikacja procesów nadających się do automatyzacji.
- Projektowanie komórek robotycznych (2 miesiące) – dobór robotów, chwytaków, systemów bezpieczeństwa.
- Montaż i testy urządzeń (1 miesiąc) – instalacja, konfiguracja, pierwsze testy offline.
- Szkolenia pracowników (2 tygodnie) – obsługa robotów, nowe procedury bezpieczeństwa.
- Pełne uruchomienie i optymalizacja (1 miesiąc) – adaptacja procesów produkcyjnych.
Efekty po wdrożeniu automatyzacji
| Parametr | Przed wdrożeniem | Po wdrożeniu |
|---|---|---|
| Wydajność produkcji (detali/zmiana) | 520 szt. | 860 szt. |
| Czas przestojów maszyn | 22% | 7% |
| Koszt jednostkowy produkcji | 100% | 82% |
| Liczba zmian roboczych | 1 | 2 (w tym jedna nocna, bezobsługowa) |
| Czas przezbrojeń maszyn | 35 min średnio | 8 min średnio |
Inne zauważalne korzyści:
- Zmniejszenie zużycia narzędzi dzięki stałym parametrom obróbki.
- Możliwość realizacji krótszych terminów dostaw.
- Znaczne zmniejszenie błędów montażowych i jakościowych.
Wnioski
Automatyzacja CNC w firmie M-Tech Components okazała się strategicznym sukcesem.
Dzięki zastosowaniu robotów Fanuc, magazynów paletowych Mazak Palletech i nowoczesnego zarządzania narzędziami:
- zwiększono produktywność o ponad 65%,
- skrócono czas przestojów maszyn o ponad 70%,
- umożliwiono pełną produkcję bez operatorów w zmianach nocnych.
Inwestycja zwróciła się w niecałe 18 miesięcy od pełnego wdrożenia.
🔗 Źródło zewnętrzne: Case Studies in CNC Automation – ResearchGate