Części ramy stanowią wyjątkowe wyzwanie w zakresie mocowania. Komponenty te, często prostokątne lub kwadratowe z wewnętrznymi wnękami, cienkimi ściankami i wieloma bokami wymagającymi obróbki, są powszechne w obudowach lotniczych, motoryzacyjnych i elektronicznych. Wykonywanie ich partiami wymaga strategii mocowania, która równoważy szybką zmianę, sztywne mocowanie i minimalne odkształcenia. W dyskusji dominują dwa systemy: systemy mocowania w punkcie zerowym i imadła szybkiej wymiany. Każdy z nich ma mocne strony i wiedzę, kiedy go używać, co może radykalnie poprawić produktywność obróbki wsadowej.
Systemy mocowania w punkcie zerowym wykorzystują siatkę gniazd mocowanych bezpośrednio do stołu maszyny. Każdy pojemnik zawiera mechanizm blokujący, zazwyczaj kulki lub rolki, który sprzęga się z kołkiem pociągowym przymocowanym do palety lub płyty mocującej. Nazwa punkt zerowy odnosi się do zdolności systemu do każdorazowego powrotu palety do dokładnie znanej pozycji. Powtarzalność 0,0002 cala lub lepsza jest powszechna. W przypadku części ramy typowa konfiguracja obejmuje montaż kilku części na jednej palecie poza maszyną. Podczas gdy wrzeciono wycina jedną paletę, operator rozładowuje i ponownie ładuje kolejną paletę na dedykowanej stacji. Po zakończeniu cyklu obróbki stół maszyny odblokowuje gotową paletę, operator wkłada nową paletę, a system blokuje ją jednym zaciśnięciem. Zmiana zajmuje sekundy, a nie minuty.
Zalety systemów punktu zerowego do seryjnej produkcji ram stają się widoczne wraz ze wzrostem wielkości produkcji. W przypadku partii składających się z pięćdziesięciu do kilkuset części czas zaoszczędzony na konfiguracji szybko amortyzuje koszt pojemników i palet. Każdą paletę można dostosować za pomocą dedykowanych uchwytów, przyssawek lub niestandardowych miękkich szczęk dostosowanych do konkretnej części ramy. Ponieważ paleta jest usuwana i wymieniana jako całość, mocowanie poszczególnych części pozostaje niezakłócone podczas przezbrajania. Jest to szczególnie cenne w przypadku ram cienkościennych, które wymagają ostrożnej sekwencji dokręcania, aby uniknąć odkształceń. Po zamocowaniu na palecie na część nigdy nie wywierana jest kolejna siła mocowania, aż do zakończenia obróbki.
Systemy punktu zerowego wyróżniają się również w obróbce pięcioosiowej. Części ramy często wymagają pracy na wielu powierzchniach. Paletę punktu zerowego można zaprojektować z podstopnicami lub nagrobkami, aby przedstawić część w różnych orientacjach. Te same palety indeksują obszar roboczy maszyny bez utraty odniesienia. W przypadku złożonych ramek z elementami z pięciu stron eliminuje to wielokrotne konfiguracje i związane z nimi skumulowane błędy.
Imadła szybkowymienne wykorzystują inne podejście. Są to precyzyjne imadła przeznaczone do szybkiej wymiany szczęk i szybkiego montażu na stole maszyny. Typowe imadło szybkiej wymiany wykorzystuje mechanizm mechaniczny lub hydrauliczny do blokowania korpusu imadła na płycie podstawy. Płyta podstawy pozostaje przykręcona do stołu maszyny. Wymiana imadła polega na zwolnieniu dźwigni lub przekręceniu klucza, podniesieniu całego imadła z podstawy i umieszczeniu innego imadła na jego miejscu. Wymiana szczęk jest również szybka i często odbywa się przy użyciu kołków sprężynowych lub mocowania magnetycznego, co pozwala na wymianę obrobionych maszynowo miękkich szczęk w czasie krótszym niż trzydzieści sekund.
W przypadku części ram imadła szybkiej wymiany świecą w mniejszych partiach, zwykle od dziesięciu do pięćdziesięciu sztuk. Koszt inwestycji jest znacznie niższy niż w przypadku pełnej siatki punktu zerowego. W sklepie można kupić kilka imadeł szybkiej wymiany w cenie jednego systemu palet z punktem zerowym. Czas wymiany jest nadal szybki, zwykle poniżej dwóch minut na imadło. Same imadła są wszechstronne. Ten sam korpus imadła może pomieścić ramy o różnych rozmiarach poprzez zamianę szczęk. W przypadku warsztatów, które produkują szeroką gamę części ram w małych partiach, imadła do szybkiej wymiany zapewniają elastyczność bez konieczności wiązania kapitału w niestandardowych paletach.
Jednak imadła szybkowymienne mają ograniczenia. Każde imadło wymaga indywidualnego mocowania do płyty podstawy. W przypadku wielu imadeł na stole operator musi zablokować każde z nich. Zwiększa to czas w porównaniu z systemem punktu zerowego, w którym wszystkie palety blokują się jednocześnie. Co ważniejsze, imadła przykładają siłę zaciskania z boków. Cienkościenne części ramy mogą odkształcać się pod wpływem nacisku szczęk imadła. Mechanicy często muszą używać ograniczników momentu obrotowego lub imadeł hydraulicznych z kontrolą ciśnienia, aby uniknąć wyginania się części. Systemy punktu zerowego umożliwiają zastosowanie uchwytów podciśnieniowych lub niestandardowych płyt konturowych, które podtrzymują całą powierzchnię ramy, rozkładając siłę mocowania i eliminując zniekształcenia.
Kolejną kwestią jest liczba części na cykl. Paletę punktu zerowego można tak dobrać, aby pomieścić dziesięć lub dwadzieścia małych ramek w jednym ustawieniu. Maszyna pracuje nieprzerwanie przez wiele godzin, wytwarzając wiele części na zmianę palety. Konfiguracja imadła do szybkiej wymiany zazwyczaj mieści jedną lub dwie ramki na imadło. Mając cztery imadła na stole, warsztat może obrobić osiem klatek na cykl. W przypadku produkcji wielkoseryjnej podejście do punktu zerowego zapewnia lepsze wykorzystanie wrzeciona, ponieważ operator rzadziej zmienia palety.
Wybór zależy również od dostępu do części. Części ramy często wymagają obróbki dolnej powierzchni lub krawędzi. Imadło do szybkiej wymiany utrzymuje część za jej zewnętrzne krawędzie, pozostawiając dostępną górę i boki, ale spód jest w większości zakryty. Obróbka dna wymaga drugiej operacji z innym uchwytem. Paletę punktu zerowego można zaprojektować z odstępami lub siatką podpór, umożliwiając obcinaczowi dotarcie do spodu. Niektóre palety zawierają ręczne lub hydrauliczne zaciski, które zwalniają część z góry, pozostawiając wszystkie strony wolne do pracy w pięciu osiach.
Praktyczną wskazówką dla warsztatów jest stosowanie imadeł szybkiej wymiany w przypadku partii ram poniżej pięćdziesięciu sztuk miesięcznie i części o grubych ściankach powyżej 0,2 cala. Systemów punktu zerowego należy używać w przypadku partii przekraczających sto sztuk miesięcznie, w przypadku cienkościennych ram o grubości poniżej 0,1 cala oraz w przypadku każdej ramy wymagającej obróbki pięcioosiowej lub elementów dolnej części. Wiele sklepów ostatecznie przyjmuje oba. Używają imadeł szybkiej wymiany do zadań wymagających szybkiego reagowania i małych partii oraz systemów punktu zerowego do powtarzających się części ram o dużej objętości. Te dwa systemy nie są konkurentami, ale narzędziami uzupełniającymi. Najbardziej wydajna strategia mocowania elementu dopasowuje system do wielkości partii, geometrii części i możliwości maszyny. Niezależnie od tego, czy wybierzesz imadła z punktem zerowym, czy imadła szybkowymienne, odejście od ręcznego mocowania nakrętek i śrub T jest pierwszym krokiem w kierunku opłacalnej produkcji ram seryjnych.
