Is het tijd om high-performance machinale bewerkingen te omarmen?

High-performance bewerking is niet iets om bang voor te zijn, maar iets om toe te juichen. Duik in het diepe met deze HPM-primer voor een nadere blik op de technologie, voordelen en mentaliteit die nodig zijn om er een succes van te maken.

Iedereen die een vakpublicatie over metaalbewerking of fabricage heeft gelezen, heeft de termen high-performance bewerking en high-speed bewerking gehoord, maar misschien aarzelt u om de ideeën te omarmen die ze nuttig maken. Voor veel machinewerkplaatsen kan het voelen alsof je onderdelen prima produceert met bestaande frezen, gereedschapsbanen en CNC-apparatuur.

Waarom de boot laten schommelen?

Er zijn een aantal goede redenen om meer over HPM te leren, vooral als je in de toekomst wilt groeien. Veel winkels die HPM hebben geadopteerd, hebben een doorvoer die vele malen hoger ligt dan een paar jaar eerder mogelijk was. De standtijd is beter, de kwaliteit van de onderdelen is verbeterd en er is een nieuwe flexibiliteit om aan de eisen van de klant te voldoen terwijl het bedrijf groeit.

Wat is hoogwaardige bewerking?

Dus wat is HPM precies en wat is er nodig om het te adopteren? Een duur nieuw CAD-systeem? Een stel nieuwerwetse vingerfrezen? Een werktuigmachine met meer asletters dan het zondagse kruiswoordraadsel? Een HPM-implementatie kan sommige, geen of al deze technologische ontwikkelingen omvatten. Dit is hoe een CAM-softwarebedrijf HPM in het verre verleden definieerde:

"HPM is een uitgebreid pakket dat rekening houdt met de hele machine", zegt Dan Horn, senior application engineer bij DP Technology, in een MachineDesign-artikel. "Dit omvat mechanische eigenschappen, controle- en servoaandrijvingsprestaties, gereedschap, gereedschapshouders, opspanningen, onderdeelverwerking en zelfs bewerkingsstrategieën."

Een belangrijke manier om over HPM na te denken is als een bewerkingsstrategie, niet als een technologie op zich. Wat betekent dat? HPM is een mentaliteit die gebruikmaakt van technologie om te doen wat het meest logisch is voor het werk - het beste resultaat en de beste productie-output opleveren - en een gewenst bedrijfsdoel te bereiken. De technologie van vandaag kan u helpen een HPM-winkel te worden, maar er is meer voor nodig dan alleen de machines.

"Het bewerkingscentrum is bijvoorbeeld misschien niet de beste machine voor de klus", meent Peter Zelinski, hoofdredacteur van Modern Machine Shop, in het artikel "High Speed ​​Machining:The Next Decade." "Multitasking-draaimachines doen tegenwoordig meer, en dat geldt ook voor bewerkingssystemen die ooit als te specifiek werden beschouwd."

Zelinski stelt dat het niet uitsluitend om snelheid of machinetype gaat. Hij stelt dat het eerder gaat om de organisatorische veranderingen die nodig zijn in de winkel of de communicatie met klanten. Terwijl Zelinski dit stuk in 2006 schreef, klinkt zijn punt vandaag nog waar. In de kern kan HPM fabrikanten en winkels helpen meer werk te doen met minder arbeid en meer efficiëntie.

Dit zijn de belangrijkste componenten van een HPM-operatie.

De machines met hoge prestaties

Het is belangrijk voor elke winkel om op de hoogte te blijven van machinetechnologie, maar soms zit het er gewoon niet in om te investeren in een 5-assig bewerkingscentrum, een multitasking-draaibank of een flexibel productiesysteem. Om te beginnen heb je misschien niet het juiste soort werk voor deze machines. Het lijkt misschien ook meer een financieel investeringsrisico dan mogelijk is om te nemen (hoewel dat zou moeten verbeteren zodra de HPM-transformatie is begonnen).

Ja, het is waar dat een nieuwe werktuigmachine onderdelen vaak sneller produceert en betere toleranties heeft dan een machine die in de jaren negentig of eerder is gekocht. Maar het is ook mogelijk om aspecten van HPM toe te passen op oudere machines en de productieoutput te verbeteren. Een verticaal bewerkingscentrum met tandwieloverbrenging kan bijvoorbeeld beperkt zijn tot 6.000 tpm, maar dat betekent niet dat u geen grote verbeteringen zult zien in de levensduur van de frees en de kwaliteit van de onderdelen door gebruik te maken van spaanverdunningstechnieken en freesinschakeling over de volledige lengte. U kunt de insteltijden ook verkorten door snelwisselwerkstukopspanning te installeren.

De snijgereedschappen van HPM

Denk aan de voordelen van het gebruik van moderne snijgereedschappen. Als u nog steeds met de hand geslepen boren gebruikt en gefrustreerd bent door de statige kruip van een HSS maïskolfsnijder, is het misschien tijd om uw gereedschapsstrategie te heroverwegen. Fabrikanten van snijgereedschappen hebben de afgelopen jaren ongelooflijk robuuste hardmetaalsoorten, coatings en geometrieën geïntroduceerd, en er is gewoon geen manier om het machinerendement te verhogen, tenzij u ze gebruikt.

In sommige gevallen betaalt u misschien meer per tool, maar u zult ook drastische verbeteringen in de winst zien door dit cruciale onderdeel van HPM te gebruiken. Technologisch geavanceerde gereedschappen kunnen een langere standtijd hebben en kunnen helpen de totale eigendomskosten te verlagen door minder vervanging en onderhoud te vereisen.

Heeft u al aspecten van HPM overgenomen, maar wilt u uw productieniveaus naar een hoger niveau tillen terwijl u de machines op een optimaal niveau houdt? Ontdek hoe de algehele effectiviteit van apparatuur kan helpen om dichter bij de verheven doelen van nul defecten en geen ongeplande uitvaltijd te komen.

De werknemers die u nodig heeft voor HPM

Zijdelingse freeshouders en 6-inch bankschroeven hebben hun plaats, maar er zijn veel effectievere manieren om snijgereedschappen en werkstukken vast te pakken. Krimpvaste en hydraulische gereedschapshouders bieden de superieure rondloop- en balanskarakteristieken die nodig zijn voor de hoge snelheden en voedingen van HPM. Nulpuntbevestiging en andere snelwisselgereedschapstechnologieën moeten worden omarmd om spindel-uptimes in de hoge jaren 90 te bereiken (ja, dit is zelfs mogelijk in een omgeving met een hoge mix en een laag volume).

Als u tools niet offline instelt en een gestandaardiseerde, winkelbrede toolingbenadering toepast, loopt u een aantal grote verbeteringskansen mis. Elk bewerkingscentrum heeft bijvoorbeeld een hardmetalen vingerfrees van een halve inch in gereedschapszak zeven, en elke draaibank heeft een diamant van 80 graden in station drie. Gebruik deze standaard best practices om de installatie- en programmeertijden te verkorten. Ze bieden meer flexibiliteit om taken naar elke beschikbare machine te verplaatsen.

De code die u nodig heeft voor HPM

Wanneer de meeste mensen HPM horen, denken ze aan trochoïdale gereedschapsbanen, het spaanverdunnende effect, lange axiale en ondiepe radiale snededieptes. Ze hebben gelijk. Moderne CAM-systemen bieden verschillende manieren om de verspaningssnelheid te verhogen en tegelijkertijd de standtijd en de kwaliteit van de onderdelen te verbeteren. Adopteer ze. Deze toolpath-strategieën laten zelfs een oude werktuigmachine of een goedkope import glanzen. U moet investeren in de snijgereedschappen en gereedschapshouders en in het CAM-systeem zelf. Je moet ook machinisten, operators en technici naar training sturen en ze vervolgens de tijd geven om te experimenteren en het nieuwe systeem te leren kennen.

Daarnaast wilt u waarschijnlijk investeren in toolpath-simulatiesoftware, omdat uw nieuwe manier van denken draait om het verminderen van downtime. Besteed de tijd die nodig is aan 3D-modeltools en armaturen, waarvoor programmering vereist is. Ja, het lijkt misschien een hoop gedoe, maar als je het niet doet, loop je waarschijnlijk achter.

De gegevens die nodig zijn om echt goed te presteren

Hier komen de modewoorden waar je op hebt gewacht:slimme productie, Industrie 4.0, het industriële internet der dingen of 'IIoT'. Bij productie draait of gaat het binnenkort om data. Gegevens vertellen u wanneer u de freesvoeding kunt verhogen en wanneer u onverwachts uitvalt omdat uw spindellagers op het punt staan ​​te stoppen met werken. Gegevens vertellen u ook hoeveel minuten u elk uur verliest door gereedschapswisselingen en spaanverwijdering.

Uiteindelijk gaat het bij data om het bereiken van de hoogste uptime en de grootste stapel onderdelen aan het einde van elke dienst. U moet gegevens verzamelen, analyseren en handelen naar wat het u vertelt. Dit is de essentie van Industrie 4.0.

Begin met het meten van uw HPM-output

Hogere voedingssnelheden en snelwisselgereedschap zijn duidelijk een goed idee als je naar HPM gaat, maar HPM heeft een groter punt om te benadrukken. Of u nu de trotse eigenaar bent van een met sensoren gevulde, ultramoderne bewerkingsmachine of u zich afvraagt ​​waar u een vervanging voor uw papierbandlezer kunt vinden, u kunt niet verbeteren wat u niet kunt of meet niet.

Daarom is de eerste stap op weg naar hoogwaardige bewerking het vaststellen van een basislijn en vervolgens continu werken aan verbetering ervan. Netwerk uw winkel, installeer sensoren en software voor machinebewaking en benoem een ​​kampioen om de prestaties bij te houden. Zodra een kans voor verbetering is geïdentificeerd, richt u zich erop om dit een dagelijkse, maandelijkse en driemaandelijkse realiteit te maken. Leg duidelijk vast welke stappen zijn gebruikt om een ​​proces of output te verbeteren.

Begin met een enkel bewerkingscentrum of draaibank en stel vervolgens specifieke doelen, zoals een toename van de spindelbeschikbaarheid van 10 procent in het derde kwartaal of het instellen van offline voorinstellingen in juli, en werk continu aan deze doelen. Geen enkele hoeveelheid hoogwaardige bewerking betekent veel zonder prestatiedoelen en metingen naar hen toe.

Heb je geprobeerd enig onderdeel van HPM in je winkel over te nemen? Wat werkt? Wat niet? Deel uw ervaring in de onderstaande opmerkingen.