CNC-bewerking in de Industrie 4.0: Een revolutie in de productie

Industrie 4.0 is een feit. Grote bedrijven en zelfs hele landen investeren al in deze initiatief en de resultaten zijn veelbelovend. Industrie 4.0 is een nieuw productieconcept dat alle IT-technologieën inzet voor een efficiëntere, geautomatiseerde productie. Deze concept zal veel moderne productieprocessen en -apparatuur beïnvloeden. Een van de meest geavanceerde takken van de productie is CNC-bewerkingstechnologie. Laten we zien hoe moderne bewerkingsmethoden en werktuigen beïnvloed worden door de komende verandering in het productieparadigma.

Besluitvorming met Big Data

Een van de belangrijkste pijlers van de volgende industrie is Big Data. De databases en de capaciteit van computers om informatie op te slaan en te verwerken zijn zo uitgebreid dat het nu mogelijk is om alle informatie over huidige en eerdere werkzaamheden van een CNC-bewerkingsbedrijf op één centrale plek te bewaren. Niet alleen dat, maar computers en neurale netwerken kunnen opgeslagen bewerkingsdata analyseren om snijparameters, spanning, keuze van snijgereedschappen, etc. te verbeteren. Hiermee kunnen ze advies geven aan de bewerker en zijn werk efficiënter maken.

Voorkomend onderhoud

Bewerkingsmachines zoals 5-as-freescentra, draaibanken, slijpmachines, etc. zullen allemaal voorzien worden van een veelheid aan sensoren en Big Data-monitoringssystemen zorgen ervoor dat deze informatie online wordt verzameld terwijl de machines werken. Dit heeft veel voordelen. Ten eerste kunnen de sensoren de tolerantie schatten en wanneer het gereedschap te veel geslijt is, kunnen ze compenseren door de coördinaten van de punt of de diameter van de snijder aan te passen.

Maar het gaat verder. Stel, een van de pneumatische pompen heeft een kleine defect. De pomp werkt zoals voorgeschreven, maar slijt sneller. De sensoren kunnen de druk meten die deze pomp levert en zien dat het afwijkt van de norm, lang voordat het volledig onbruikbaar wordt. De bewerker kan dan een vervanging bestellen en vervangen met slechts een korte stilstandstijd in plaats van een storing en mogelijke extra schade.

Data verzamelen voor verbeterde procesplanning

Het is niet wijd bekend, maar werktuigen snijden metaallegeringen slechts 25-40% van hun uptime. 60-75% van de tijd wachten ze op bewerkte onderdelen van de vorige operatie. Industrie 4.0-machinetechnologie impliceert dat alle apparatuur verbonden is via een enkel digitaal managementsysteem en als één cel functioneert. Als het managementsysteem weet welke operaties nodig zijn om het onderdeel te produceren en eigenlijk alle onderdelen in de werkplaats, kan het verschillende routes voor blanks berekenen met een enorme snelheid. Het kan de routes aanpassen zodra een nieuw onderdeel wordt toegevoegd en eigenlijk een intelligente, geautomatiseerde productiesysteem creëren. Het percentage daadwerkelijk snijden en dus de efficiëntie zal aanzienlijk groeien.

Geautomatiseerde en virtuele kwaliteitscontrole

Kwaliteitscontrole is altijd een complex kwestie geweest. Je moest een eigen laboratorium met hoogprecisie meetinstrumenten hebben of die operaties uitbesteden, wat extra tijd en middelen kost. Met de nieuwe technische revolutie die Industrie 4.0 meebrengt, zullen werktuigen met veel sensoren uitgerust worden en het mogelijk worden om de tolerantie van een onderdeel, de oppervlakteafwerking, hardheid en andere kenmerken te schatten door de data te evalueren die de sensoren leveren tijdens het snijden. Dit zal de totale controlltijd verminderen omdat het onderdeel beoordeeld wordt zonder het productieproces te hoeven onderbreken.

Geautomatiseerde machinevoorziening

Volledig geautomatiseerd beheer van de bewerkingswerkplaats heeft veel voordelen. Er zijn al stappen gezet voor volledig bronnenbeheer met enterprise resource systemen als onderdeel van productlifecyclemanagement, maar er zijn nog verbeteringen mogelijk. Een aanzienlijke stilstand in productie ontstaat wanneer materialen en andere benodigdheden voor een project besteld zijn en je wacht op levering. Deze stilstand kan vermeden worden als je weet welke materialen je hebt en welke nodig zullen zijn voor het volgende project. De neurale netwerken die productiewerkplaatsen zullen beheren, kunnen beide. Ze kunnen voorraden monitoren en voorspellen welke materialen en gereedschappen nodig zullen zijn om een onderdeel te produceren zodra het model of ontwerp in de bewerkingswerkplaats arriveert. Ze kunnen zelfs de stuklijst samenstellen en een geautomatiseerde bestelling plaatsen bij leveranciers. Zo hoeft de hele werkplaats niet op wachtstand te staan vanwege tekorten. Ze arriveren just-in-time zodra het productiesysteem ingesteld is voor de bewerking van het nieuwe onderdeel.

Cloud-bewerking

Computer-Aided Manufacturing (CAM) systemen en cloudtechnologieën als onderdeel van het Internet of Things zullen het mogelijk maken voor ingenieurs en bewerkers om verschillende typen werktuigen op afstand te benaderen en in te stellen voor operaties. Nieuwe online bewerkingsservices zullen ontstaan waarbij de klant alleen een CAD-model van zijn onderdeel hoeft te uploaden en hoeft te wachten tot het bij hem wordt bezorgd. Geen discussies meer met ingenieurs en lange uren wachten op conceptgoedkeuring. Productie wordt net zo eenvoudig als online winkelen, maar dan met elk product op maat.

Nieuwe geautomatiseerde productiesystemen

Wanneer Industrie 4.0 komt, zullen machine-automatisering en systeemintegratie dermate niveaus bereiken dat de indeling van de bewerkingswerkplaats gewijzigd moet worden. Robotische productieapparatuur zal geïntegreerd worden in het bewerkingsproces om te laden/lossen, spannen/loslaten van blanks, kwaliteit controleren, snijgereedschappen wisselen, etc. Een werktuig (of een paar) gekoppeld aan een virtueel managementsysteem met robotische apparatuur kan een zogenaamde productiecel vormen die zonder bewerker kan werken, mits je metalen en composieten voor bewerking voorziet.