Na področju robotike in povezanih analiz je industrijska avtomatizacija dosegla hitre napredke. V obdelavi pa še vedno obstaja slepa pega. Kljub temu, da so podjetja avtomatizirala nadzor, povezala stroje in namestila nadzorne plošče, pogosto trenutek, ko orodje zadene obdelovanec, še vedno temelji na intuiciji operaterja ali pregledu po obdelavi. V nadaljevanju je pojasnjeno, zakaj so senzorji opremljena orodja naslednji korak v avtomatizaciji.
Pričakovanja glede pametne proizvodnje so visoka. Po raziskavi Deloitte 2025 Smart Manufacturing and Operations Survey 92 odstotkov anketiranih podjetij meni, da bo pametna proizvodnja v naslednjih treh letih najpomembnejši dejavnik za konkurenčnost. Pozitivno vpliva na proizvodno uspešnost, produktivnost in kapaciteto.
Hitro izvajanje programov ali namestitev robotov okoli stroja ni dovolj, če se obdelovalni proces še vedno opira na občutke ali preveč konzervativne parametre. Pogoji za pravo avtomatizacijo so, da se v realnem času prepozna, kaj se dogaja med posegom, in sprejmejo ukrepi, preden pride do poškodb in povečanja zastojev.
Senzorji opremljena orodja so orodja za obdelavo, adapterji ali nosilci, ki imajo vgrajene ali priključene senzorje. Ti med obdelavo zajemajo pomembne signale. Na ta način lahko sistem zazna rezne sile in vibracije, prepozna površinske vibracije na vrhu orodja ter te informacije v realnem času posreduje v uporabniški vmesnik ali nadzor stroja. Anomalije se lahko prepoznajo in sprejmejo ustrezni korektivni ukrepi. To lahko pomeni kratko prekinitev obdelave, prilagoditev parametrov ali zamenjavo orodja.
Ključna točka pa je, da se s ponovljivimi posegi v obdelovalnem procesu – torej delovnimi postopki, ki ob ponovnem izvajanju vedno prinašajo enake zanesljive rezultate – zagotavlja kontinuiteta skozi vse delovne izmene.
Povečana produktivnost
Orodja s senzorji povečujejo produktivnost, saj stabilizirajo rez in zmanjšujejo nepričakovane zastoje. Ko je postopek resnično varen, lahko proizvodna podjetja brez skrbi podaljšajo neobvladana časovna okna. Osredotočanje se tako premakne s velikega dela v proizvodnji na trajne prihranke časa.
Še ena prednost senzorji nadzorovanih orodij je njihova daljša življenjska doba. Mnoge proizvodne družbe postavljajo konzervativne intervale menjave iz strahu pred nepričakovanimi okvarami. To pa vodi do tega, da se potencialna življenjska doba orodij ne izkoristi v celoti in stroški naraščajo. Druga podjetja pa presegajo priporočene intervale, kar vodi do poškodb in s tem višjih stroškov za odpadke in čas obnove.
S pomočjo živih signalov iz procesa se sprejemajo odločitve, ki temeljijo na dokazih. Na primer, zamenja se rezalna ploščica, ker signalna podpis kaže, da je dosegla konec svoje življenjske dobe – in ne zato, ker je števec potekel ali ker se tako domneva. Ta pristop vodi do daljših rezalnih časov, manj prekinitev in večje obremenitve v celotni floti strojev in proizvodnem letu, ne da bi bilo treba zaposliti dodatno osebje.
Zapolnitev vrzeli v znanju
Po podatkih Svetovne proizvodne fundacije ima 74 odstotkov podjetij težave pri iskanju potrebnih strokovnjakov. Ker se bo ta problem v prihodnosti še poslabšal, morajo proizvodna podjetja nuditi notranje usposabljanje, da bi izobraževala svoje zaposlene. Pri tem lahko vodilni v proizvodni industriji naredijo vrsto napak, če podatkov ne uporabljajo kot učni instrument.
Če ne uspe zajeti občutka za optimalen rezalni proces v sistemih, se lahko izgubi, ko v podjetje pridejo novi zaposleni in izkušeni operaterji odidejo. Senzorji opremljena orodja pomagajo pretvoriti dolgoletne izkušnje v eksplicitne, poučljive podatke, na katere se lahko novi zaposleni v proizvodnji zanesete. Z shranjevanjem signalnih krivulj, mejnih vrednosti in zapisov dogodkov nastane referenčna knjiga, ki služi kot vodilo za izbiro parametrov in olajša odpravljanje napak skozi izmene in lokacije.
Ko je znanje shranjeno ne le v nekaj glavah, temveč tudi v podatkih in modelih, so odločitve ponovljive in preverljive. Na ta način vodje proizvodnje pridobijo sledljive podatke o rezanju, ki podpirajo revizije in dokumentacijo strank. Hkrati imajo inženirji trdnejšo osnovo za nenehne izboljšave, saj je zgodovina procesov podatkovni niz in ne anekdota. Predvsem pa se lahko operaterji strojev zdaj osredotočijo na optimizacijo procesov namesto na zaznavanje opaznih zvokov, kar je glede na razvoj delovne sile nujno.
Odločitve, ki jih sprejema stroj
V mnogih proizvodnih podjetjih se pogosto zamenjujeta področji vizualizacije in avtomatizacije. Čeprav je diagram na tablici koristen in zagotavlja edinstvene vpoglede, še vedno zahteva, da človek prepozna težavo in reagira pod pritiskom.
Za dosego prave avtomatizacije, kjer sistem samodejno vzdržuje procesne meje, je treba uporabiti senzorji opremljena orodja. Če na primer vibracije presegajo določeno območje ali se rezne sile tako močno povečajo, da je pričakovati okvaro, nadzor brez oklevanja prekine postopek, umakne orodje, spremeni naprej ali sproži zamenjavo orodja. Tako se lahko kakovost delov, orodij in opreme takoj zaščiti, še preden se odkrijejo napake.
Vpogledi v potek rezanja zapolnijo povratni krog in omogočajo stabilne, ponovljive cikle ter neobvladane časovne dobe. V praksi lahko podjetja tako zanesljivo načrtujejo svojo brezposelno proizvodnjo in proizvajajo 24 ur na dan. Nadzor prepozna pogoje zunaj mejnih vrednosti in samodejno uporablja konfigurirane zaščitne ukrepe, namesto da bi se zanašal na osebo, ki bi trend opazila šele naknadno.
Praktičen pristop
Z zapolnjenjem vrzeli med senzorjem in nadzorom postane nadzor notranji proces stroja, ki dosledno ščiti postopek obdelave. Da bi ustrezali različnim razvojnim stopnjam proizvodnih podjetij, je bila rešitev senzorji opremljena orodja CoroTurn Plus zasnovana z dvema dopolnjujočima funkcionalnima stopnjama.
CoroTurn Plus prenaša podatke v živo na CoroPlus Viewer na računalniku ali tabličnem računalniku, kar operaterjem omogoča pasivne vpoglede v vibracije površin in rezalne sile v realnem času. Ob prekoračitvi mejnih vrednosti lahko prejmejo tudi zvočne alarme. Poleg tega lahko vidijo trende v primerjavi z referenčnimi procesi, ob prekoračitvi mejnih vrednosti prejemajo opozorila, preverjajo vrednosti in odstopanja ter označujejo dogodke, da pospešijo analizo vzrokov. Sčasoma zbrani signali pokažejo, kdaj je rezalna ploščica dosegla konec svoje življenjske dobe. Na ta način lahko zaposleni pravočasno zamenjajo orodje in tako preprečijo prezgodnje menjave ter resne okvare strojev.
Naslednja stopnja je zaščita, integrirana v stroj, pri kateri se kombinirata CoroTurn Plus in CoroPlus Connected. V tem načinu se isti signali posredujejo NC-nadzoru stroja. Uporabniki prek programske opreme ali NC-kode določijo mejne vrednosti za tresenje, obremenitev orodja in vibracije. Če pride do nepričakovanega dogodka, nadzor samodejno uvede zaščitne ukrepe. Ti vključujejo ustavitev po blokadi, opcijske pavze ter preobremenitev pomične in rezalne hitrosti. Vse to omogoča izboljšano, strojno vodeno odločanje in pravo avtomatizacijo.
Zaključek
Pri inteligentni proizvodnji je ključno, kaj se dogaja na vrhu orodja. Čeprav oblačne povezave in nadzorne plošče izboljšajo vidnost, pa "slepo" orodje pomeni, da ostaja vnos orodja šibka točka procesa. Sensorična orodja tukaj zagotavljajo potrebno preglednost in omogočajo neposredno ukrepanje pri vzroku. S tem postane vnos orodja nadzorovan in preverljiv proces, ki omogoča brezposredno obdelavo s predvidljivimi rezultati.
Kontakt:
