Устройства подачи прутка эволюционируют до межсетевого взаимодействия

Необходимость снизить себестоимость детали, повысить производительность, управлять качеством продукции и получить конкурентное преимущество заставляет производителей исследовать все аспекты своих производственных процессов. Для тех, кто использует токарные станки для изготовления деталей из прутка, использование современных устройств подачи прутка может иметь большое значение для достижения этих целей, особенно сейчас, когда устройства подачи прутка вступили в эпоху промышленного Интернета вещей (IIoT).

В течение многих лет загрузка прутка выполнялась исключительно вручную, что замедляло производство и мало способствовало поддержанию качества продукции. Существовала также значительная опасность травм для операторов станков, которые могли быть поражены открытой прутковой бабкой, вращающейся на высоких скоростях. На самом деле ранние загрузчики прутка просто удерживали или направляли устройства, которые ограничивали скорость вращения шпинделя, создавали значительную вибрацию и часто повреждали заготовки и станки.

С тех пор устройства подачи прутка превратились из преимущественно механических устройств в сложные системы, включающие серводвигатели, абсолютные энкодеры и различные автоматические самонастраивающиеся компоненты. Эти усовершенствования — иногда большие шаги вперед, иногда постепенные — постоянно улучшали скорость загрузки прутка, поддержку, безопасность и надежность. Чтобы обеспечить наилучшие решения для различных областей применения, автоматические устройства подачи прутка теперь доступны в версиях, которые подходят для прутков длиной 12 футов, 6 футов и длины шпинделя и работают как с фиксированной, так и с подвижной шпиндельной бабкой (швейцарского типа) на токарных станках.

Подключение Ethernet

Одним из самых значительных достижений в технологии подачи прутка стало включение Ethernet-подключения, позволяющего устройству подачи прутка двусторонне обмениваться данными с контроллером станка с ЧПУ. Такой обмен данными дает производителям ряд преимуществ, в том числе сокращение отходов материала и возможность автоматического переключения программ обработки деталей на лету.

Предоставление станкам возможности соединяться с другим заводским оборудованием было горячей темой в производстве в течение последних нескольких лет. В некоторых случаях набеги на взаимосвязанность имели ограниченное практическое применение. Тем не менее, система связи e-Connect Ethernet, разработанная производителем устройств подачи прутка LNS для взаимодействия между устройством подачи прутка и станком, предназначена для предоставления реальных решений IIoT для производителей любого размера, от крупносерийного производства до мелкосерийного производства. запуски со смешанными частями.

Снижение материальных и трудовых затрат

Для многих мастерских стоимость всего прутка, особенно таких материалов, как титан и экзотические сплавы, делает сокращение отходов важным фактором. Выбрасывать остатки этих дорогих материалов — все равно, что выбрасывать долларовые купюры на свалку. С помощью e-Connect использование материалов постоянно контролируется и передается на систему управления станком с ЧПУ. Когда общие данные показывают, что материала недостаточно для изготовления следующей детали в заданном цикле, система сканирует график основного производства, чтобы найти в очереди другую деталь, которую можно изготовить из остатка. Когда деталь идентифицирована, станок и устройство подачи прутка автоматически настраиваются для изготовления выбранной детали или деталей. Как только пруток израсходован, устройство подачи прутка загружает следующий пруток, и система повторяет процесс, пока не сделает все запланированные детали.

В дополнение к более эффективному использованию материала также достигается значительная экономия затрат на рабочую силу, поскольку переключение в пределах диапазона диаметров выполняется без вмешательства оператора. Меньшее количество прикосновений со стороны оператора станка повышает производительность, снижает вероятность человеческой ошибки и позволяет одному оператору обслуживать несколько рабочих мест. Такой уровень автоматизации, наряду с удаленным мониторингом состояния устройства подачи прутка, также делает возможным автоматическое производство без отключения света даже для партий смешанных деталей.

Чтобы еще больше увеличить производство без отключения света, система e-Connect обеспечивает мониторинг в режиме реального времени других периферийных устройств LNS, включая конвейеры для стружки, системы высокого давления, коллекторы масла/тумана и другие устройства для бесперебойного ночного производства. Данные для всех этих устройств передаются через e-Connect, поэтому нет необходимости в выделенных линиях передачи данных для каждого продукта.

Показательный пример

Примером цеха с ЧПУ, использующего этот уровень взаимосвязи для снижения себестоимости детали и одновременного выполнения требований клиентов по доставке точно в срок, является компания American Punch (Кливленд, Огайо). Компания производит прецизионные пуансоны и штампы для крупногабаритных изделий, таких как компоненты рам мостов и грузовиков, а также более легкие детали для потребительских товаров, таких как бытовая техника и автомобильные запчасти.

Поскольку клиентам компании требовались небольшие партии из 5, 10 или 20 штук за раз, а не большие партии, American Punch пришлось переосмыслить свои производственные процессы. Один из подходов заключался в том, чтобы продолжать делать большие тиражи и накапливать избыточные запасы для будущих поставок. Несмотря на то, что у компании уже есть запасы деталей с большим оборотом для некоторых клиентов, добавление запасов деталей с меньшим объемом потребует дополнительных оборотных средств и производственных площадей.

Эта рабочая ячейка использует систему связи LNS e-Connect Ethernet, обмениваясь данными между устройством автоматической подачи прутка LNS Quick Load Servo 80 S2 и основным расписанием обрабатывающего центра Doosan.

Более привлекательным решением было бы каким-то образом сгруппировать семейство одинаковых деталей разной длины и запускать их все одновременно с помощью одной установки. Система e-Connect делает это возможным благодаря обмену данными с бортовым основным производственным графиком станка с ЧПУ. После того, как станок завершает прогон детали, он изучает график производства, выбирает следующую деталь для производства и отправляет эти данные на устройство подачи прутка. Затем устройство подачи прутка обращается к своей внутренней библиотеке деталей, в которой хранятся все параметры для сотен программ обработки деталей. Здесь он находит данные для программы, соответствующей программе, выбранной в основном расписании станка с ЧПУ, и автоматически настраивается на новый цикл обработки детали.

В этой установке система e-Connect находится в LNS Quick Load Servo 80 S2 длиной шпинделя, полностью электрическом, сервоуправляемом, полностью автоматическом устройстве подачи прутка, которое загружает прутки от 14 до 63 дюймов (длина шпинделя не должна превышать ) диаметром от ¼ дюйма до 3 1/8 дюйма. Оператор станка загружает в устройство подачи прутка прутковую заготовку из инструментальной стали диаметром 1 ½ дюйма и запускает макропрограмму, которая позволяет системе управления станком с ЧПУ и устройству подачи прутка на лету переходить от одного семейства деталей к другому.

Типичная установка включает в себя загрузку прутка соответствующего диаметра для изготовления различного количества деталей разной длины. Например, используя прутки диаметром 1 1/2 дюйма, можно изготовить 50 деталей длиной 2500 дюймов, 10 деталей длиной 3,025 дюйма, 75 деталей длиной 3500 дюймов и так далее. Детали также могут различаться по форме. Раньше оператор станка загружал прутки и стоял у станка, пока он изготавливал небольшую партию деталей. Затем он перезагрузил станок с ЧПУ и устройство подачи прутка, чтобы изготовить деталь следующего размера. Теперь оператор просто настраивает цикл, загружает прутки и запускает станки. Поскольку рабочая ячейка производит весь цикл смешанных деталей без присмотра, оператор может свободно управлять другими рабочими ячейками и выполнять дополнительные задачи.

В настоящее время компания имеет четыре производственных участка, которые используют систему LNS e-Connect и устройства подачи прутка для обработки более 300 000 деталей каждый месяц. Новейшая рабочая ячейка состоит из устройства подачи прутка LNS Quick Load Servo 80 S2, загружающего прутки в токарный центр с возможностями фрезерования, сверления и нарезания резьбы. Помимо интерфейса с устройством подачи прутка LNS, станок с ЧПУ также взаимодействует с программируемой системой высокого давления ChipBlaster для подачи точного количества охлаждающей жидкости для каждой операции обработки.

По словам инженера-технолога компании:«Эти производственные ячейки значительно улучшили нашу стоимость в расчете на одну деталь благодаря автоматической работе и добавлению ночной смены без рабочей силы. Не менее важным было улучшение нашей способности удовлетворять потребности наших клиентов в доставке. Без системы e-Connect мы постоянно боролись за выполнение заказов. Теперь мы не только решили проблему сроков поставки, но и расширили наши возможности для выполнения дополнительной работы».

Индивидуальные решения

Ключевым компонентом системы e-Connect для устройств подачи прутка является функция библиотеки деталей, которая содержит сотни программ обработки деталей и более чем достаточна для большинства пользователей. Однако в некоторых случаях e-Connect можно легко настроить для нестандартных приложений. Например, в одной ситуации цех ЧПУ обрабатывает тысячи семейств деталей одинакового диаметра и формы, но различающихся по длине от 2,5 до 49 дюймов с шагом 0,5 дюйма.

Дисплей LNS e-Connect показывает текущий статус всех данных, которыми обмениваются между устройством подачи прутка LNS и станком с ЧПУ. Данные постоянно обновляются для всех подключенных периферийных устройств LNS.

Как правило, эти программы загружаются в библиотеку деталей, которая автоматически настраивает все параметры устройства подачи прутка в соответствии с выполняемой программой станка. В этой ситуации, поскольку единственной переменной является длина каждой детали, e-Connect просто передает только соответствующие данные длины непосредственно на устройство подачи прутка при переходе от одной программы обработки детали к другой. Поскольку все остальные параметры одинаковы, устранение необходимости доступа ко всем данным программы обработки детали еще больше упрощает процесс переключения. Умножение этой экономии времени на тысячи деталей оказывает значительное влияние на производительность.

Сегодня и завтра

Добавление этого уровня взаимосвязи ко многим другим преимуществам устройств подачи прутка может иметь существенное значение для предприятия любого размера, производящего токарные детали. Это обеспечивает более прибыльные короткие тиражи и бесперебойное крупносерийное производство. В будущем такая взаимосвязь в сочетании с искусственным интеллектом (ИИ) может открыть еще больше возможностей для сокращения временных, материальных и трудовых затрат.

Американский пунш |800-243-1492 |americanpunchco.com