Slimme maatregelen en monitoren voor werkstukopspanning

Connectiviteit en gegevensverzameling zijn overkoepelende thema's geworden in bewerking en productie. OEM's van machinegereedschappen en leveranciers van accessoires blijven automatische feedback-/bewakingsmogelijkheden inbouwen in hun apparatuur, zodat winkels meer controle hebben over hun processen op de werkvloer. Hainbuch America Corp. levert bijvoorbeeld intelligente mogelijkheden op zijn TopPlus IQ-klauwplaten en -doornen. Deze intelligente apparaten voor het vasthouden van werkstukken zijn geïntegreerd met sensoren met functies voor het meten van onderdelen en het bewaken van werkstukparameters. Ze zijn ontworpen om de workflow te verbeteren door de meetproceduretijden te verkorten en afval te verminderen, terwijl gegevens worden doorgegeven aan de machinecontroller voor analyse en procesaanpassingen.

Net als de andere producten van het bedrijf, is IQ-technologie ontwikkeld op basis van input van klanten om te bepalen hoe de apparaten het beste kunnen worden ontworpen. "We moeten er zeker van zijn dat we de integriteit van ons product behouden en het ook aanpassen voor toekomstige groei", zegt Jim McCraw, applicatie-ingenieur van Hainbuch. "Het IQ klauwplaat-/doornsysteem zet die stap voorwaarts op basis van feedback van klanten, inclusief waar we de sensoren plaatsen en welke soorten gegevens we hebben geprobeerd vast te leggen."

Hij voegt eraan toe dat met de hulp van klanten de R&D-afdeling van het bedrijf de klauwplaten/doornen kan testen terwijl ze deze ontwikkelen, terwijl er ruimte blijft voor toekomstige productgroei.

Automatisch meten en bewaken

Het is een feit dat machinefabrieken constant nieuwsgierig zijn naar wat er in een boorkop of werkstukhouder gebeurt en hoe dit het resultaat van het werkstuk beïnvloedt, aldus McCraw. Daarom zijn de automatische meet- en controlemogelijkheden van de IQ-klauwplaten en -doornen een natuurlijke vooruitgang in de productreeks van het bedrijf op het gebied van werkstukopspanning.

De IQ-spankop kan worden gebruikt voor het meten van de afgewerkte werkstukdiameter. Deze gegevens worden verwerkt in de controller of in de mastercomputer en worden ook weergegeven op een LED-ring op de boorkop. Fotocredits:Hainbuch America Corp.

Traditioneel moesten machinebedieners nauwlettend letten op proceskenmerken zoals temperatuur, klemdrukken, stijfheid en trillingen van het werkstuk en het werkstuk, en hun bevindingen documenteren voor toekomstig gebruik, legt McCraw uit. In het besef dat mogelijke menselijke fouten en het vertrouwen op de ervaring van een operator problematisch kunnen zijn, ontwierpen de technici van Hainbuch de IQ-apparatuur voor het vasthouden van werkstukken om deze gegevens automatisch - en nauwkeuriger - vast te leggen en naar een database te verzenden.

"Op deze manier hoeft een operator niet te proberen te verwerken wat er in de machine gebeurt en vervolgens te beslissen hoe hij dit het beste kan repareren", zegt McCraw. Met de IQ-technologie worden de kritieke aspecten van het werkstukopspanproces in het apparaat geprogrammeerd en voert het vervolgens nauwkeurige informatie uit die wordt gerapporteerd aan de machinebesturing.

De meet- en bewakingsmogelijkheden van de TopPlus IQ werkstukopspaninrichtingen omvatten:

• Spannen en meten in één stap , zonder gebruik te maken van een standalone meetmachine. Deze eigenschap kan detecteren of de juiste diameter werd geproduceerd in de stroomopwaartse bewerking.
• Detectie van het werkstukcontact via sensoren in het basislichaam en via het driepunts steuncontact op de eindaanslag van het werkstuk. De sensoren kunnen mogelijk spanen op de eindstop van het werkstuk detecteren zonder complexe luchtdetectieregeling met een roterende eenheid en leidingen.
• De temperatuur van het klemapparaat meten. Deze mogelijkheid kan een geleidelijke temperatuurverandering detecteren die wordt veroorzaakt door het bewerkingsproces.
• Het meten van de RPM's van het klemapparaat. Het kennen van de snelheid kan ideaal zijn voor conditiebewaking voor het opstellen van op RPM gebaseerde analysediagrammen, waarmee traagheidsverliezen worden gedetecteerd.
• Continue bewaking van de klemkracht direct op het werkstuk. Afwijking van een gekalibreerde klemkrachtwaarde wordt op deze manier bepaald, maar geeft geen absolute meting. Monitoring kan detecteren of de klemkracht van het hydraulisch aggregaat/spancilinder geschikt is voor het werkstuk. Bovendien maakt analyse van de meetgegevens van de klemkracht een betrouwbare procesproductie mogelijk en is het een belangrijk onderdeel van onderhoud indien nodig.

Hoewel al deze informatie kan worden verzameld, kiezen veel machinewerkplaatsen ervoor om alleen bepaalde informatie te verzamelen die volgens hen het nuttigst is voor hun toepassingen. Dit proces is een contactloze overdracht van gegevens en energie tussen de roterende kleminrichting en de stator die op de kop is bevestigd.

Er zijn drie manieren waarop de IQ-apparaten worden gebruikt voor het meten/monitoren:1) op de machine; 2) bij het hanteren van het werkstuk, en 3) bij een meetstation. Fotocredits:Hainbuch America Corp.

Gegevensdistributie

De machinewerkplaats kan bepalen welke gegevens uit de IQ-technologie moeten worden verzameld en wat er met die gegevens moet gebeuren, handmatig of automatisch. Een optie is bijvoorbeeld dat de IQ-spankop/doorn bepaalde informatie weergeeft op een grafische gebruikersinterface of display, dit zijn de gegevens die rechtstreeks van de sensoren naar de operator worden gestuurd zodat deze kan reageren. Of het IQ-systeem voor werkstukopspanning kan worden geprogrammeerd zodat gegevens kunnen worden teruggekoppeld naar de machinebesturing en als reactie daarop kan de bewerkingsmachine aanpassingen maken op basis van instelpunten of zelfs back-upgereedschap implementeren als aan slijtagepunten wordt voldaan. De klant werkt samen met de machinebouwer, zodat ze het gewenste pad kunnen instellen - of reacties - geactiveerd via de besturing van de machine.

"Sommige winkels willen het proces zo geautomatiseerd en mogelijk op afstand", legt McCraw uit. "Het hangt af van hoe kritisch het proces is en hoeveel interface ze willen dat de operators hebben."

Ook moeten machinewerkplaatsen rekening houden met het type verbindingslus waarin ze ervoor kiezen om voor het systeem te worden ingebed, aldus McCraw. Bedrijven kunnen niet alleen gegevens verzenden en delen, maar ook gedeelde informatie ontvangen.

De IQ-opname kan op de machine worden gebruikt voor het meten van werkstukdiameter, temperatuur, toerental, werkstukcontact en werkstukklemkracht. Gegevens worden verwerkt in de controller of in de mastercomputer en worden weergegeven op het machinepaneel. Fotocredits:Hainbuch America Corp.

Gegevens die door de IQ-technologie worden verzameld, kunnen binnen het bedrijf worden bewaard, binnen een familie van bedrijven, of kunnen worden gedeeld met gekozen netwerken. Het delen van gegevens en informatieprivacy moeten binnen het systeem zorgvuldig worden overwogen en gecontroleerd.

Het type verbindingslus dat wordt gekozen, bepaalt hoe de gegevensoverdracht functioneert. Over het algemeen sturen de IQ-sensoren informatie met een veldbussysteem echter rechtstreeks naar een machinebesturing of naar een grafische gebruikersinterface. De gegevens kunnen ook naar een fabrieksnetwerk gaan naar een centraal systeem dat die gegevens kan gebruiken samen met andere gegevens die door andere fabriekswerkcentra zijn verzonden om de algehele processen en output van de fabrieken digitaal te orkestreren. Dit centrale controlesysteem kan vervolgens worden gekoppeld aan externe leveranciers en bronnen om hun gegevens te gebruiken om hun interne activiteiten aan te passen.

"Hier kan de gateway uitbreiden naar het internet der dingen en deze gegevens delen met externe bronnen of relevante gedeelde gegevens uit andere bronnen opnemen", zegt McCraw.

De rol van de operator

Hoewel het IQ klauwplaat-/doornsysteem als automatisch wordt beschouwd, wordt het systeem door de operator geleerd wat het moet doen en is het daarom niet volledig hands-off

Deze IQ-doorn is voor het meten van het voltooide werkstuk vervelen. De gegevensverwerking vindt plaats in de controller of in de mastercomputer en kan via een display op het meetstation worden uitgevoerd. Fotocredits:Hainbuch America Corp.

apparaat. Ook, afhankelijk van de specifieke toepassing, kan menselijke input zeer nuttig zijn. Een operator moet bijvoorbeeld herkennen wanneer bepaalde technologie niet correct werkt en vervolgens ingrijpen wanneer dat nodig is.

In de meeste van deze geautomatiseerde systemen streven klanten naar controle over een proces en reageren ze consistent op symptomen die moeten worden aangepakt. "Dus, als ze handmatig reageren op een symptoom dat door een sensor naar hen is teruggekoppeld, zal het eindresultaat van de IQ-technologie alleen zo betrouwbaar zijn als die operator bij het oplossen van het probleem", legt McCraw uit. Maar met automatische compensatie binnen de controller van de machine, nemen machines altijd beslissingen op basis van feiten die erin zijn geprogrammeerd. Zoveel als technologie van ons afhankelijk is, moeten we vertrouwen op technologie. We zijn afhankelijk van elkaars nauwkeurigheid, voegt hij eraan toe.

Een beetje automatisering tegelijk

Hainbuch's TopPlus IQ werkstuktechnologie stelt winkels in staat om geautomatiseerde processen zoals beschreven geleidelijk te integreren. Er kunnen één of twee sensoren, klauwplaten of meetstations tegelijk in een bewerkingsmachine worden geïntegreerd, zodat automatisering niet in één keer hoeft te gebeuren.

"Ik denk dat hoe meer mensen de voordelen inzien van het op kleine schaal implementeren van de automatisering, hoe gemakkelijker het is om dit te rechtvaardigen met grotere investeringen", legt McCraw uit.

De voordelen van deze intelligente werkstukopspanningen zijn duidelijk, vooral voor toepassingen met een hoge productie. De automatische IQ-klauwplaten en -doornen verhogen de productiviteit van de machine en de procescapaciteit, zorgen voor een noodzakelijk onderhoudsschema, bewaken gedefinieerde klemkrachten en documenteren de resultaten om herhaalde projecten te repliceren.

Hainbuch America Corp. | hainbuchamerica.com