Najsłabsze ogniwo automatyzacji znajduje się w strefie skrawania
Sandvik CoromantAutomatyka przemysłowa szybko rozwija rozwiązania z zakresu robotyki i analityki danych, jednak sama strefa skrawania pozostaje obszarem o ograniczonej transparentności. Wytwórcy wprowadzili zautomatyzowany nadzór, połączyli układy sterowania obrabiarek do sieci i zainstalowali pulpity kontrolne, ale w momencie, gdy narzędzie styka się z metalem, w ostatecznym rozrachunku nadal decydujący głos pozostawiony jest intuicji operatora oraz kontroli po obróbce. W artykule Leland Bailey, kierownik projektu będącej światowym liderem w dziedzinie obróbki metalu skrawaniem i rozwiązaniach obróbkowych firmy Sandvik Coromant wyjaśnia, dlaczego osprzęt wyposażony w czujniki to kolejny etap na drodze do automatyzacji.
Powiązane firmy
Oczekiwania względem inteligentnej produkcji są duże. Według badania firmy Deloitte pt. „Smart Manufacturing and Operations Survey 2025” „92% ankietowanych producentów stwierdziło, że ich zdaniem inteligentna produkcja będzie głównym czynnikiem decydującym o konkurencyjności w ciągu najbliższych trzech lat”, a to dzięki jej wpływowi na wielkość produkcji, wydajność i moce produkcyjne.
Nie wystarczą szybsze programy ani dodatkowe roboty wokół maszyny, jeśli sam proces obróbki nadal opiera się na wyczuciu lub zbyt konserwatywnych parametrach. Prawdziwa automatyzacja polega na śledzeniu w czasie rzeczywistym procesu skrawania oraz na podejmowaniu działań, zanim pojawią się wady i nasilą się przestoje.
Oprzyrządowanie z czujnikami to narzędzia skrawające, adaptery lub uchwyty z wbudowanymi lub dołączonymi czujnikami, które rejestrują kluczowe sygnały podczas obróbki. System monitoruje siły skrawania i drgania, rejestruje mikrowibracje powierzchni na końcówce narzędzia, a następnie przesyła te informacje w czasie rzeczywistym do interfejsu operatora lub do układu sterowania maszyną w celu wykrycia anomalii i podjęcia działań naprawczych. Może to być krótka przerwa, korekta parametrów lub zmiana narzędzia, ale chodzi o to, że zapewnia to spójność między zmianami dzięki powtarzalnym interwencjom.
Sandvik CoromantPoprawa produktywności
Integracja czujników z oprawkami i uchwytami narzędziowymi zwiększa wydajność poprzez stabilizację skrawania i ograniczenie nieplanowanych przestojów. Gdy proces jest już w pełni bezpieczny, producenci mogą bez obaw wydłużać okresy pracy bez nadzoru. Uwaga przenosi się z liczby pracowników na hali produkcyjnej na wydłużenie czasu ciągłej pracy.
Kolejną praktyczną zaletą oprzyrządowania wyposażonego w czujniki jest wydłużenie żywotności narzędzi. Wiele zakładów obróbki skrawaniem ustala zachowawcze odstępy między wymianami ostrzy, aby uniknąć niespodziewanych awarii, co powoduje marnotrawienie części dostępnego okresu trwałości ostrza i wzrost kosztów. Inni posuwają się za daleko i narażają się na awarie, co generuje wyższe koszty związane ze złomowaniem i czasem potrzebnym na przywrócenie sprawności.
Dzięki sygnałom na żywo ze strefy skrawania decyzja opiera się na twardych danych. Zakłady obróbki skrawaniem wymieniają płytkę, ponieważ zarejestrowane sygnały pokazują, że osiągnęła ona zużycie na granicy stępienia, a nie dlatego, że wygasł licznik lub sugeruje to przeczucie.
Wypełnienie luk kompetencyjnych
Według raportu World Manufacturing Foundation „74% przedsiębiorstw boryka się z trudnościami w pozyskiwaniu potrzebnych pracowników. Ponieważ rekrutacja będzie coraz trudniejsza, firmy produkcyjne muszą zrównoważyć to wewnętrznymi szkoleniami, aby odpowiednio przygotować swoją kadrę”. Oznacza to, że jeśli dane nie będą wykorzystywane jako pomoce dydaktyczne, liderzy branży produkcyjnej narażają się na szereg potencjalnych błędów.
Wraz z pojawieniem się nowych pracowników na rynku pracy i odchodzeniem na emeryturę doświadczonych operatorów, umiejętność rozpoznawania prawidłowego przebiegu skrawania może zaniknąć, o ile nie zostanie utrwalone w systemach. Oprzyrządowanie wyposażone w czujniki pomaga przekształcić wieloletnie doświadczenie w konkretne, możliwe do przekazania informacje, którym zespoły produkcyjne mogą zaufać. Dzięki zapisywaniu przebiegów sygnałów, wartości progowych i dzienników zdarzeń tworzy się swego rodzaju podręcznik, który pomaga w doborze parametrów i ułatwia pokonywanie wyzwań na różnych zmianach i w różnych zakładach.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Sandvik CoromantDecyzje podejmowane przez obrabiarki
Wiele zakładów obróbki skrawaniem nieświadomie myli wizualizację z automatyzacją. Wykres wyświetlany na tablecie jest przydatny i bez wątpienia zapewnia niespotykany dotąd poziom wglądu w proces, ale nadal wymaga od człowieka by pod presją dostrzegł anomalię i podjął decyzję.
Z pomocą oprzyrządowania wyposażonego w czujniki można jednak osiągnąć prawdziwą automatyzację, w której system automatycznie utrzymuje parametry w dopuszczalnych granicach. Jeśli drgania przekroczą zdefiniowany zakres lub jeśli siły skrawania gwałtownie wzrosną w sposób wskazujący na zbliżającą się awarię, układ sterowania może automatycznie zatrzymać proces, wycofać narzędzie lub skorygować parametry posuwu albo zainicjować zmianę narzędzia. Sterowanie CNC zapobiega powstawaniu wad przedmiotów obrabianych, chroni oprzyrządowanie i sprzęt w danej chwili, a nie dopiero po wykryciu wad na dalszych etapach procesu.
Aktywna analiza procesu skrawania zamyka pętlę, umożliwiając stabilne, powtarzalne cykle oraz bezobsługową pracę z pełnym przekonaniem. W praktyce daje to producentom możliwość planowania niezawodnej produkcji bezobsługowej, która pozwala na płynną pracę przez całą dobę. Układ sterowania wykrywa warunki wykraczające poza dopuszczalne granice i automatycznie uruchamia skonfigurowane działania zabezpieczające, zamiast polegać na tym, że ktoś zauważy nieprawidłowości dopiero po fakcie.
Praktyczne podejście
Wypełnienie luki między czujnikiem a układem sterowania sprawia, że monitorowanie staje się funkcją wbudowaną w maszynę, która konsekwentnie chroni proces skrawania. Rozwiązanie firmy Sandvik Coromant w zakresie oprzyrządowania z czujnikami, CoroTurn Plus, zostało zaprojektowane tak, aby zapewnić dwa uzupełniające się poziomy funkcjonalności, ponieważ nie każdy zakład znajduje się na tym samym etapie rozwoju.
Gdy CoroTurn Plus przesyła dane na żywo do aplikacji CoroPlus Viewer na komputerze lub tablecie, operatorzy uzyskują w czasie rzeczywistym wgląd w drgania na powierzchni obrabianej i siły skrawania oraz mogą otrzymywać dźwiękowe alarmy o przekroczeniu limitów. Obserwują trendy w porównaniu z procesami referencyjnymi, otrzymują powiadomienia o przekroczeniu limitów, sprawdzają wartości, analizują odchylenia i oznaczają zdarzenia, aby przyspieszyć analizę przyczyn. Z biegiem czasu zgromadzone sygnały wskazują, kiedy płytka zbliża się do końca okresu eksploatacji, dzięki czemu zespoły mogą ją wymienić w odpowiednim momencie i uniknąć zarówno przedwczesnych wymian, jak i katastrofalnych awarii.
Drugim poziomem jest ochrona zintegrowana z maszyną poprzez połączenie CoroTurn Plus z CoroPlus Connected. W tym trybie te same sygnały są przekazywane do sterownika CNC obrabiarki, a użytkownicy ustawiają limity drgań i obciążenia w oprogramowaniu lub za pomocą kodu programu CNC. W razie wystąpienia nieprzewidzianego zdarzenia układ sterowania automatycznie uruchamia działania zabezpieczające, takie jak zatrzymanie po wykonaniu bloku, zatrzymanie kontrolne oraz korektory nadpisujące wartości posuwu i prędkości skrawania, co pozwala na bardziej zaawansowane podejmowanie decyzji przez obrabiarkę i zapewnia prawdziwą automatyzację.
Źródło: Sandvik Coromant
