Современные подачатели прутков: интерконнективность для экономии затрат и качества

Ethernet-соединение

Необходимость снизить себестоимость детали, повысить производительность, управлять качеством и получить конкурентное преимущество заставляет производителей пересматривать все аспекты процессов. Для тех, кто использует токарные станки для деталей из пруткового материала, современные подачатели прутков могут существенно помочь, особенно теперь, когда они вошли в эру промышленного интернета вещей (IIoT).

Годами загрузка прутков была ручной, замедляющей производство и не способствующей качеству. Опасность травм операторов вращающимися на высоких оборотах прутками была значительной. Ранние подачатели были просто удерживающими/направляющими устройствами, ограничивающими обороты, создающими вибрацию, часто повреждающими детали и станки.

С тех пор подачатели эволюционировали из механических устройств в сложные системы с сервоприводами, абсолютными энкодерами и множеством автоматически саморегулирующихся компонентов. Эти шаги — иногда крупные, иногда инкрементальные — последовательно улучшали скорость загрузки, поддержку, безопасность и надежность. Для лучших решений под разные приложения автоматические подачатели теперь доступны в версиях для 12-футовых (3,66 м), 6-футовых (1,83 м) и шпиндельных прутков, работающих со станками с фиксированным и подвижным шпинделем (швейцарского типа).

Ethernet-соединение

Один из самых драматичных скачков — внедрение Ethernet-соединения для двусторонней коммуникации подачателя с ЧПУ-контроллером станка. Обмен дает преимущества: снижение материальных потерь и включение автоматических переналадок программ деталей «на лету».

Взаимосвязь станков с другим заводским оборудованием — горячая тема последних лет. Некоторые заходы в интерконнективность имели ограниченное практическое применение. Однако система e-Connect Ethernet-коммуникаций, разработанная производителем подачателей LNS для взаимосвязи подачателя и станка, предназначена для реальных IIoT-решений для любого размера производства — от массового до мелкосерийного смешанного.

Снижение материальных и трудовых затрат

Для многих цехов стоимость всего пруткового материала — особенно титана и экзотических сплавов — делает снижение потерь важным. Выброс остатка дорогих материалов — как выбрасывание долларов в лом. С e-Connect использование материала постоянно отслеживается и передается в ЧПУ. Когда общие данные показывают, что остатка недостаточно для следующей детали в партии, система сканирует мастер-расписание производства, чтобы найти другую деталь в очереди, которую можно сделать из остатка. Найдя деталь, станок и подачатель автоматически перенастраиваются на выбранную деталь. После израсходования прутка подачатель загружает следующий, процесс повторяется до выполнения всего расписания.

Помимо лучшего использования материала, существенная экономия труда: переналадка в диапазоне диаметров выполняется без вмешательства оператора. Меньше прикосновений оператора повышает пропускную способность, снижает риск ошибки и позволяет одному оператору вести несколько рабочих мест. Этот уровень автоматизации — вместе с удаленным мониторингом состояния подачателя — делает возможной беспилотную «lights-out» производству, даже для смешанных партий.

Для усиления lights-out e-Connect обеспечивает мониторинг в реальном времени других периферийных устройств LNS: чип-конвейеров, высоконапорных систем, масло/туманоуловителей и др. Данные всех устройств идут через e-Connect — не нужны отдельные линии передачи данных от каждого изделия.

Пример из практики: American Punch

Пример цеха с ЧПУ, использующего этот уровень интерконнективности для снижения себестоимости при выполнении just-in-time поставок — American Punch (Кливленд, Огайо). Компания делает точные пуансоны и матрицы для тяжелых приложений (рамы мостов, грузовиков) и легких (бытовая техника, автодетали).

Когда клиенты потребовали малые партии по 5, 10, 20 штук вместо крупных серий, American Punch пересмотрел процессы. Один подход — продолжать длинные серии и накапливать излишки на склад. Хотя компания уже хранила высокооборотные детали для некоторых клиентов, добавление складов низкооборотных деталей заморозило бы оборотный капитал и площадь.

Более привлекательное решение — сгруппировать семейство похожих деталей с разной длиной и запустить их одновременно с одной наладкой. e-Connect делает это возможным, общаясь с мастер-расписанием на борту ЧПУ. Когда станок завершает партию, он проверяет расписание, выбирает следующую деталь, передает данные подачателю. Подачатель обращается к внутренней Библиотеке деталей (сотни программ), находит параметры для выбранной программы и автоматически перенастраивается.

В этой установке e-Connect находится в подачателе LNS Quick Load Servo 80 S2 — шпиндельный, полностью электрический, серво-управляемый, полностью автоматический, загружающий прутки 350-1600 мм (не превышающих длину шпинделя) диаметром 6-80 мм. Оператор загружает пруток инструментальной стали 38 мм и запускает макропрограмму, позволяющую ЧПУ и подачателю переключаться между семействами деталей на лету.

Типовая наладка: загрузка прутка нужного диаметра для производства разного количества деталей разной длины. Например, пруток 38 мм для 50 деталей 63,5 мм, 10 деталей 76,8 мм, 75 деталей 88,9 мм и т.д. Детали могут отличаться по форме. Раньше оператор стоял у станка, делал малую партию, затем перенастраивал ЧПУ и подачатель под следующий размер. Теперь оператор просто настраивает прогон, загружает пруток, запускает станок. Ячейка производит всю смешанную партию беспилотно, оператор свободен для других ячеек и задач.

Компания сейчас имеет 4 ячейки с LNS e-Connect и подачателями, производящие свыше 300 000 деталей в месяц. Новейшая ячейка: подачатель LNS Quick Load Servo 80 S2 загружает пруток в токарно-фрезерный центр с возможностями сверления и нарезания резьбы. Помимо интерфейса с подачателем LNS, ЧПУ также общается с программируемой высоконапорной системой ChipBlaster для подачи точного объема СОЖ для каждой операции.

По словам производственного инженера компании: «Эти ячейки дали значительное улучшение себестоимости через беспилотную работу и добавление беспилотной ночной смены. Не менее важно — улучшение способности соблюдать сроки поставок клиентов. Без e-Connect мы постоянно боролись за соблюдение сроков. Теперь мы не только решили проблему времени поставки, но и расширили мощности для дополнительной работы».

Кастомные решения

Ключевой компонент e-Connect для подачателей — функция Библиотеки деталей, хранящая сотни программ, достаточно для большинства. Но в некоторых случаях e-Connect легко кастомизируется для нестандартных приложений. Например, цех производит тысячи семейства деталей одинакового диаметра и формы, но длина варьируется от 63,5 мм до 1245 мм с шагом 12,7 мм.

Обычно эти программы загружались бы в Библиотеку, автоматически регулируя все параметры подачателя под программу станка. Здесь, так как единственная переменная — длина детали, e-Connect просто передает соответствующую длину напрямую подачателю при смене программы. Поскольку все остальные параметры одинаковы, исключение доступа ко всей программе еще больше упрощает переналадку. Умножение этой экономии времени на тысячи деталей дает значительное влияние на производительность.

Сегодня и завтра

Добавление этого уровня интерконнективности к другим преимуществам подачателей может существенно изменить дело для любого по размеру производства токарных деталей. Обеспечивает более прибыльные малые серии и беспроблемное крупное производство. В будущем такая интерконнективность в сочетании с ИИ может открыть еще больше возможностей для снижения временных, материальных и трудовых затрат.

American Punch | 800-243-1492 | americanpunchco.com