Продвинутые устройства закрепления: реальное измерение и мониторинг для точной обработки

Коммуникация и сбор данных стали общенациональными темами в обработке и производстве. Производители станков (OEM) и поставщики аксессуаров продолжают строить автоматические возможности обратной связи/мониторинга в свое оборудование, чтобы цехи имели больший контроль над цеховыми процессами. Например, Hainbuch America Corp. предоставляет интеллектуальные возможности на своих патках и мандралях TopPlus IQ. Эти интеллектуальные устройства закрепления интегрированы с датчиками, включающими измерение деталей и мониторинг параметров закрепления. Они спроектированы для улучшения workflow за счет сокращения времени процедур измерения и снижения брака, передавая данные в контроллер станка для анализа и корректировки процессов.

Как и другие продукты закрепления компании, технология IQ была создана на основе ввода клиентов, чтобы определить, как лучше спроектировать устройства. «Мы должны быть уверены, что сохраняем целостность нашего продукта и адаптируем его для будущего роста», — говорит инженер по приложениям Hainbuch Джим МакКроу. «Система IQ патка/мандраля делает этот шаг вперед на основе обратной связи клиентов, включая то, где мы размещаем датчики и какие типы данных мы пытались захватить».

Он добавляет, что с помощью клиентов R&D отдел компании может тестировать патки/мандрали по мере разработки, оставляя место для будущего роста продукта.

Автоматическое измерение и мониторинг

Факт: цехи постоянно любопытны о том, что происходит внутри патка или устройства закрепления и как это влияет на результат детали, по словам МакКроу. Поэтому автоматические возможности измерения и мониторинга IQ патков и мандралей — естественное продвижение в линейке продуктов закрепления компании.

Традиционно операторам станков нужно было пристально следить за характеристиками процесса: температурой, зажимными давлениями, жесткостью и вибрацией устройства закрепления и детали, и документировать выводы для будущего использования, объясняет МакКроу. Признавая, что потенциальная человеческая ошибка и полагаться на опыт оператора может быть проблематично, инженеры Hainbuch спроектировали IQ устройства закрепления для автоматического — и более точного — захвата этих данных и передачи их в базу данных.

«Так оператору не нужно пытаться переварить, что происходит внутри станка, и затем принимать решения о том, как лучше это исправить», — говорит МакКроу. С технологией IQ критические аспекты процесса закрепления запрограммированы в устройство, и оно выдает точную информацию, сообщаемую в управление станка.

Возможности измерения и мониторинга TopPlus IQ устройств закрепления включают:

• Зажим и измерение в один шаг, без использования отдельной измерительной машины. Эта характеристика может обнаружить, был ли произведен правильный диаметр в предшествующей обработке.
• Обнаружение контакта детали через датчики в базовом теле и через трехточечный контакт опоры детали на концевике. Датчики могут потенциально обнаружить стружку на концевике детали без сложного пневматического сенсирования с ротационным блоком и трубопроводом.
• Измерение температуры устройства закрепления. Эта способность может обнаружить постепенное изменение температуры, вызванное процессом обработки.
• Измерение RPM устройства закрепления. Знание скорости может быть идеально для мониторинга состояния для подготовки диаграмм анализа на основе RPM, обнаружения потерь инерции.
• Непрерывный мониторинг зажимной силы прямо на детали. Отклонение от откалиброванного значения зажимной силы определяется таким образом, но не дает абсолютное измерение. Мониторинг может обнаружить, подходит ли зажимная сила гидравлического блока/цилиндра для детали. Кроме того, анализ данных зажимной силы позволяет надежное производственное процесс и важный компонент обслуживания по необходимости.

Хотя вся эта информация возможна для сбора, многие цехи выбирают собирать только ту информацию, которую считают наиболее полезной для своих приложений. Этот процесс — бесконтактная передача данных и энергии между вращающимся устройством закрепления и статором, закрепленным на шпинделе.

Распределение данных

Цех может определить, какие данные собирать из технологии IQ и что с ними делать, вручную или автоматически. Например, один вариант — IQ паток/мандрел отображает определенную информацию на графическом интерфейсе или дисплее, это данные, посланные напрямую от датчиков оператору для ответа. Или IQ система закрепления может быть запрограммирована так, что данные возвращаются в управление станка и, в ответ, станок может либо делать корректировки на основе заданных точек, даже внедрять резервный инструмент, если достигнуты точки износа. Клиент работает со строителем станка, чтобы настроить желаемый путь — или реакции — активируемые через контроль станка.

«Некоторые цехи хотят процесс максимально автоматизированным и удаленным», — объясняет МакКроу. «Зависит от того, насколько критичен процесс и сколько интерфейса они хотят у операторов».

Также цехи должны учитывать тип коннективно-цикла, в котором они выбирают быть задействованными для системы, по словам МакКроу. Компании могут не только отправлять данные и делиться ими, но и получать общую информацию.

Данные, собранные технологией IQ, могут храниться внутри компании, внутри группы компаний, или делиться с выбранными сетями. Деление данными и приватность информации должны тщательно рассматриваться и мониториться внутри системы.

Тип выбранного коннективно-цикла определяет, как функционирует передача данных. Однако в общем, датчики IQ отправляют информацию с системой Fieldbus непосредственно в контроллер станка или в графический интерфейс. Данные также могут пойти в заводскую сеть в центральную систему, которая может использовать эти данные вместе с другими данными, посланными другими заводскими рабочими центрами, для цифровой оркестровки общих процессов и выхода завода. Эта центральная система управления затем может быть интерфейсной с внешними поставщиками и ресурсами для использования их данных для корректировки внутренних операций.

«Здесь шлюз может расшириться до Интернета вещей и либо делиться этими данными с удаленными ресурсами, либо принимать соответствующие общие данные от других источников», — говорит МакКроу.

Роль оператора

Хотя система IQ патка/мандраля считается автоматической, система обучена тому, что делать, оператором и, поэтому, не полностью hands-off устройство. Также, в зависимости от конкретного приложения, человеческий ввод может быть очень полезен. Например, оператор должен распознавать, когда определенная технология не работает правильно, и тогда вмешиваться при необходимости.

В большинстве этих автоматизированных систем клиенты стремятся к контролю процесса и имеют последовательные реакции на симптомы, требующие адресации. «Так что если они вручную реагируют на симптом, который был передан им датчиком, конечный эффект IQ технологии будет только так надежен, насколько этот оператор надежен в исправлении проблемы», — объясняет МакКроу. Но с автоматической компенсацией внутри контроллера станка, станки всегда принимают решения на основе фактов, запрограммированных в них. Насколько технология полагается на нас, мы должны полагаться на технологию. Мы зависим от точности друг друга, добавляет он.

Понемногу автоматизации

Технология закрепления TopPlus IQ Hainbuch позволяет цехам интегрировать автоматизированные процессы, как описано, постепенно. Один или два датчика, патка или измерительные станции за раз могут быть интегрированы в станок, так что автоматизация не должна происходить сразу полностью.

«Думаю, чем больше люди осознают выгоды внедрения автоматизации в малом масштабе, тем легче оправдать ее с большими инвестициями», — объясняет МакКроу.

Преимущества этих интеллектуальных устройств закрепления ясны, особенно для высокопроизводительных приложений. Автоматические IQ патки и мандрали повышают производительность станка и мощность процесса, обеспечивают необходимый график обслуживания, мониторят заданные зажимные силы и документируют результаты для репликации повторных проектов.

Hainbuch America Corp. | hainbuchamerica.com