Новая автоматизация делает EDM быстрее и эффективнее

В то время как электроэрозионные станки предлагают преимущества соблюдения жестких допусков, работы практически с любым металлом и хорошо подходят для деликатных или хрупких деталей, все труднее найти знающих операторов для станков, и роботы не всегда могут заполнить пробел. Автоматизированные процессы в машинах, новые разработки и функции Индустрии 4.0 помогают решить эту проблему.

Эрик Остини, менеджер по продукции GF Machining Solutions (Линкольншир, Иллинойс), чьи отец и дед работали с электроэрозионной обработкой, сказал:«После того, как я закончил учебу и думал, что знаю все об электроэрозионной обработке, мой отец сказал мне, что через несколько лет в торговле Я бы понял, что ничего не знал об EDM, потому что раньше они действительно могли слушать генератор и знать, что нужно настроить на машине. Сегодня все автоматизировано. Вы не знаете, что вам приходилось делать в прошлом, чтобы заставить эти машины работать. Вы просто нажимаете кнопку, и они работают».

Производители машин избавили операторов от необходимости понимать, «что» и «почему» того, что происходит внутри, тем самым компенсируя недостаток знаний и опыта.

«Мы делаем вещи более автоматизированными не только потому, что технологии развиваются в этом направлении, но и благодаря знаниям людей, которые используют оборудование», — добавил Остини. «Очень сложно найти хороших операторов. Если вы можете сделать машину более автоматизированной, чтобы она могла делать многое из того, что может делать хороший оператор, тогда даже посредственный оператор может блистать».

В Belmont Equipment and Technologies (Мэдисон-Хайтс, Мичиган) запатентованная схема, разработанная собственными силами для обнаружения деталей с несколькими выводами на приспособлении для заготовок заказчика, проверяет правильность загрузки деталей путем касания датчиков, устраняя неправильную загрузку детали и время требующее вмешательства оператора в процесс установки.

Кроме того, компания разработала программное обеспечение для обработки с использованием бортовой технологии с возможностью редактирования для создания пользовательских настроек для конкретных приложений. «В зависимости от способностей или знаний оператора машины создаются таким образом, чтобы новичок мог управлять машиной с предустановленными настройками, а подмастерье — настраивать параметры для конкретных рабочих приложений, которыми затем может управлять любой последующий пользователь», — сказал Тони Тилл, вице-президент. президент по операциям Belmont.

Поддоны для деталей и электродов

По словам Грега Лангенхорста, менеджера по техническому маркетингу MC Machinery Systems Inc. (Элк-Гроув-Виллидж, Иллинойс), дистрибьютора полного ассортимента станков, в том числе электроэрозионных станков, как и другие типы станков, электроэрозионные станки могут использовать устройства смены поддонов для автоматизации производственного процесса. ЭДМ Митсубиси. «Когда вы используете какие-либо автоматизированные настройки для электроэрозионных станков с проволокой или грузилами, заготовки — как для электродов, так и для деталей — обычно устанавливаются на инструментальной базе с эталонами. Например, погружной электрод можно установить на инструментальной паллете. Графит поступал в графитовую мельницу для механической обработки, затем автоматически перемещался и устанавливался в патроне для проверки КИМ».

Для автоматизированного производства электроэрозионных станков небольших деталей в электроэрозионных станках Mitsubishi используется шестиосевой робот Mitsubishi для обмена заготовками в электроэрозионном станке и вне его. В этой шарнирной системе заготовка может быть вертикальной или горизонтальной, правой стороной вверх или вверх ногами или под углом, потому что робот может обрабатывать этот тип сочленения.

«Для более крупных заготовок мы используем роботов System 3R или Erowa. Как правило, эти устройства имеют фиксированный плоский захват, который захватывает заготовку из инструментальной стойки и устанавливает ее на стол станка точно в той же ориентации. Роботу потребуется откидной или поворотный захват, чтобы загрузить головку и стол на грузило или перевернуть заготовки электродов на стол графитовой мельницы», — сказал Лангенхорст.

Erowa Compact 80 — это относительно новый робот, который может заменять электроды и заготовки на электроэрозионном электроэрозионном станке по оси Z. Он обрабатывает поддоны размером до 11,8 × 11,8 дюйма (300 × 300 мм) с деталями весом до 176 фунтов (80 кг). «Его можно использовать для создания рабочей ячейки, когда вы помещаете его между графитовой мельницей и грузилом», — сказал Лангенхорст. «Это может быть загрузка графитовых заготовок в мельницу и вытягивание готовых электродов, а затем загрузка заготовок на грузило, захват только что вынутых из мельницы электродов и их немедленное использование».

Он отметил, что одним из клиентов электроэрозионного станка MC Machinery является цех пресс-форм, в котором используются большие прямоугольные приспособления рамного типа. «Они могут загружать одну большую деталь или несколько заготовок на эту раму/стол, как вы обычно делаете это на электроэрозионном станке, если хотите запустить его на ночь или на выходных. Он берет одну раму с четырьмя или пятью различными готовыми деталями и вставляет другую загруженную раму обратно. Заготовки заранее устанавливаются на станке на раме / столе, поэтому все они квадратные и правильные. Затем все нулевые точки могут быть расположены с помощью КИМ и отправлены на станок для загрузки с программой обработки деталей для экономии машинного времени или измерены после загрузки на станок с проволокой перед запуском программы».

Чтобы расширить возможности даже неспециалистов, компания Makino Inc. (Оберн-Хиллз, Мичиган) недавно выпустила набор функций удаленного мониторинга под названием HyperConnect и разработала несколько функций в существующей системе управления Hyper-i для улучшения возможностей оператора, включая E- Функция Tech Doctor, которая объединяет знания и опыт продвинутого оператора и превращает их в простую в использовании функцию для операторов всех уровней квалификации.

«Повышение интеллекта и возможностей наших технологий адаптивного питания помогает снизить уровень навыков оператора, необходимый для достижения высокопроизводительных результатов», — сказал Брайан Пфлюгер, менеджер по продукции Makino EDM. «Машина способна делать больше сама по себе благодаря более надежной самоадаптирующейся способности, и это позволяет операторам направить свое время на другие действия в магазине».

Если производитель использует роботов, некоторые серии электроэрозионных электроэрозионных станков с проволокой и грузилами от Sodick Inc. (Шаумбург, Иллинойс) оснащены сегментированными дверцами опускаемого бака, чтобы сделать внутреннюю часть машин доступной для роботизированных рук. «Чем больше вы сможете автоматизировать некоторые из этих процессов, тем [операторы] смогут работать над более важными вещами или работать над большим количеством вещей одновременно», — сказал Эван Сайверсон, менеджер по развитию аддитивного бизнеса в Sodick.

Чтобы сделать свои EDM более простыми и легкими в эксплуатации, MC Machinery Systems создала систему, основанную на знаниях. Например, электроэрозионный станок с проволокой использует разные диаметры проволоки и обрабатывает заготовки из разных типов материалов и толщины. «Для каждого типа задания у нас есть то, что мы называем E-Packs, а именно настройки мощности, значения скорости подачи и значения смещения фрезы, относящиеся к конкретным заданиям. Вся эта информация содержится в таблице данных в системе управления станком, поэтому оператору нужно только ответить на вопросы по управлению станком, чтобы выбрать тип проволоки, материал и толщину заготовки, а также желаемую точность и чистоту поверхности. За них все вычисляет машина. Если требуется один или пять проходов, машина сделает это самостоятельно.

«У нас также есть ползунок на панели управления машиной, который предлагает выбор между скоростью слева и точностью справа», — продолжил Лангенхорст. «Когда вы толкаете ползунок вправо, машина замедляется и делает повороты более точными. Если вам не нужна такая точность и вам нужна скорость, вы двигаете ее до упора влево. Если вы хотите что-то среднее, вы можете выбрать это».

Создание элементов управления для роботов

Когда Остини из GFMS сказал, что оператору, обладающему базовыми знаниями в области электроэрозионной обработки, достаточно нажать кнопку, чтобы машина заработала, он имел в виду это буквально. Благодаря изменениям в программном обеспечении оператор может регулировать мощность нажатием одной кнопки в зависимости от того, что он хочет сделать.

Если оператор хочет резать на 10–15 % быстрее, чем обычно, он может нажать кнопку, и программное обеспечение отрегулирует все настройки генератора. И наоборот, сказал Остини, скажем, сегодня пятница и пора идти домой. Оператор может нажать кнопку, и машина перейдет в консервативный или экономичный режим. В этом случае провод резко замедляется.

По словам Остини, в прошлом это приводило к неточностям. «Но поскольку мы разработали технологию для этой настройки, мы настроили генератор так, чтобы поддерживать ту же точность, но он экономит 30–35% на использовании проволоки». GFMS добавила аналогичную автоматизацию одной кнопкой на стороне штамповочной машины.

GFMS также добавила функции измерения и проверки в EDM с использованием осциллографов и датчиков Renishaw, чтобы убедиться, что оператор правильно настроил работу. После резки щуп и эндоскоп можно снова использовать для проверки работы перед тем, как заготовка будет удалена.

«Например, в наших станках CUT 1000 есть система под названием IVU [встроенный блок технического зрения], которая измеряет то, что было вырезано, и сообщает вам, прежде чем вы извлечете деталь из станка, правильно ли вырезана деталь», — сказал Остини. «Если нет, вы либо исправите это прямо сейчас, либо выбросите».

Belmont Equipment and Technologies предлагает различные модели, разработанные с учетом уровня автоматизации, который заказчик может захотеть сделать сейчас или в будущем. «Это может включать решения, начиная от полной роботизированной системы «под ключ» и заканчивая предварительно смонтированной конструкцией с механическими изменениями, которые можно было бы легко добавить позже», — сказал Тилл.

Индустрия 4.0 и анализ данных

Хотя квалифицированных операторов найти сложно, некоторые элементы Индустрии 4.0 помогают компенсировать разницу, повышая эффективность операций. Одной из целей Индустрии 4.0 является создание возможности сбора данных о машинах, которые можно анализировать для выявления проблем.

«Многие клиенты ищут данные обратной связи, которые дадут им знания о процессе, чтобы проанализировать, как эксплуатировать их машины наиболее эффективным образом», — сказал Тилл. «Наряду с этим, это позволяет им выявлять проблемы до их начала. Имея несколько пакетов автономного программного обеспечения, которые занимаются аналитической стороной, мы работаем с нашими клиентами, чтобы установить связи, необходимые для обратной связи».

Устранение неполадок является ключевой частью Индустрии 4.0, согласился Остини. «Как только вы что-то видите, вы хотите знать, почему», — сказал он. «И именно здесь аналитика должна быть более интуитивной». Он привел пример владельца магазина, смотрящего на то, как долго машина режет и не режет. Он замечает в данных, что в 16:00 он скорее выключен, чем включен, и задается вопросом, почему это так.

«Именно тогда вам нужно иметь возможность просматривать другие данные», — сказал Остини. «Это может быть техническое обслуживание, или отказ из-за тревоги, или отказ из-за того, что оператор настраивает деталь». Компания в Индиане сделала это и заметила постоянные сбои в течение недели. Итак, они посмотрели данные и отметили, что это было при смене смены. Произошел спад в производстве, потому что уходящий оператор работал на станке, а приходивший оператор не знал, что это такое, поэтому ему пришлось это выяснить. В результате компания добавила 15 минут к каждой смене, чтобы создать перекрытие, чтобы два оператора могли передать управление. Компания оценила затраты на изменение через год и поняла, что сэкономила 100 000 долларов США, даже с учетом дополнительной оплаты оператора.

Поплавковые датчики предотвращают разливы

Sodick сделал свои EDM доступными для роботов и сделал доступ для людей более удобным благодаря своим дверцам откидных баков. Эта функция реализована в электроэрозионных электроэрозионных станках серии ALN и в станках для грузил серии AG.

«Это особенно полезно с точки зрения автоматизации, потому что вместо того, чтобы кто-то физически открывал дверь, дверь достаточно низка, чтобы робот мог войти и заменить ваш инструмент или вашу заготовку», — сказал Сайверсон.

Благодаря многосегментным стенкам дверцы, которые переходят одна в другую, бак можно открыть наполовину. Это позволяет операторам получить доступ к заготовке без полного опорожнения бака и полного открывания дверцы. Кроме того, на двери есть поплавковый датчик, сказал Сайверсон. «Чтобы бак заполнялся диэлектриком во время обработки, а опускать дверь с баком, полным жидкости, явно не хочется. Если уровень воды слишком высок, он фактически остановится на уровне воды, а не продолжит опускаться, что предотвратит случайный пролив».

Грузила серии AG оснащены охлаждаемыми линейными двигателями и опциональной осью C, которая может вращаться со скоростью до 2000 об/мин.

В Makino новые машины способны делать больше самостоятельно. Опции могут включать в себя автоматические устройства смены инструмента для электроэрозионных станков и автоматическую систему заправки проволоки для электроэрозионных станков. Автоматизация более высокого уровня обычно включает использование робототехники для замены заготовки для повышения эффективности использования станка и может включать обслуживание нескольких станков одним роботом.

Новый HyperConnect предоставляет четыре функции для улучшения удаленного доступа и сетевого взаимодействия, когда машины подключены к внутренней сети. С EDM Mail машина может отправлять по электронной почте обновления о состоянии машины, включая остановку машины, чтобы минимизировать время простоя машины и потери производства. С помощью EDM Viewer оператор может удаленно отслеживать и получать доступ к управлению машиной на ПК или смарт-устройстве. Это позволяет оператору «видеть», где именно и что делает машина во время работы без присмотра. Благодаря межмашинному просмотру оператор может просматривать любой другой сетевой элемент управления Hyper-i непосредственно с устройства управления машиной, не покидая своего рабочего места. А с помощью PC Viewer оператор может получить доступ и отобразить любую программу и данные с подключенного к сети ПК на 24-дюймовом (610-мм) дисплее машины. Эта функция позволяет оператору выполнять все задачи, необходимые для управления машиной, из системы управления Hyper-i, включая другое специализированное программное обеспечение, такое как Microsoft Office или специализированное программное обеспечение CAD/CAM.

В дополнение к E-Tech Doctor, упомянутому ранее, Makino разработала несколько других функций системы управления Hyper-i, в том числе несколько стандартных циклов захвата (включая выравнивание заготовки без необходимости использования внутренних датчиков), проверку измерений и отслеживание использования станка. и отчетность.

«Идея функции отслеживания использования состоит в том, чтобы предоставить магазину необходимые инструменты для мониторинга эффективности и результативности их текущих процессов, что является общей проблемой для большинства магазинов», — сказал Пфлюгер. «Этот новый инструмент отслеживания предоставляет средства для круглосуточного измерения использования оборудования и выявления областей, требующих улучшения».