Productie revolutioneren: Precisie bewerkingstechnologie drijft winkelproductiviteit

De Index MS32-6 multi-spindel draaibank bevat het nieuwe hulpmiddelschuifplatform van het bedrijf dat een W-tand interface en quick-clamping systeem gebruikt om snelle changeovers mogelijk te maken.

Mijn "Chasing Threads" kolom hier legt de redenering voor dit artikel neer. Kortom, terwijl de fysieke International Manufacturing Technology Show (IMTS) deze maand niet plaatsvindt, hebben software- en apparatuursleveranciers zich voorbereid om nieuwe aanbiedingen onthullen rond deze tijd die winkels als de jouwe kunnen helpen efficiëntere en effectievere operaties te worden.

Daarom ben ik uitgegaan naar een aantal leveranciers aan onze precisie bewerkingsindustrie die de show ondersteunen om te horen over de trends die ze hebben gespot en hoe hun nieuwe technologie ontworpen is om de uitdagingen die die trends presenteren te ontmoeten. De twee trends die het meest duidelijk naar voren kwamen na mijn discussies met velen van hen waren: automatisering is meer dan robotica, en hoog-volume productie bewerkingsapparatuur wordt flexibeler. Langs die lijnen, wat volgt zijn fragmenten die technologie introduceren die winkels in staat kunnen stellen te excelleren naarmate ze hun bedrijven opzetten om klantenbehoeftes het beste te bedienen.

Werkvloer automatisering komt in diverse vormen

Als sommigen het woord "automatisering" horen in de context van zijn rol in een machine winkel omgeving, komt onmiddellijk een robot in gedachten. Zeker, machine-tending robots worden meer prevalent in winkels. En de waarde van zo geautomatiseerde productie is bijzonder duidelijk geweest naarmate winkels geconfronteerd zijn met menselijke resource uitdagingen als gevolg van COVID-19. Niet verrassend worden machine tool bouwers steeds vaker gevraagd over automatiseringsopties die beschikbaar zijn met hun apparatuur.

Dit omvat Marubeni Citizen-Cincom. De Citizen Swiss-types kunnen worden uitgerust met vacuüm ejectie, draad ejectie en pallet laden/ontladen eenheden voor geautomatiseerde onderdeelafhandeling. Vacuüm systemen ejiceren onderdelen van de subspindel en in een vacuüm extractor, die verzameld worden in een externe bak of carrousel. Goed geschikt voor medische toepassingen, zijn draad ejectie systemen ontworpen om lange, delicate onderdelen te ejiceren en omvatten een onderdeelverzameling bak of tafel. Palletiserende systemen maken in-process verzameling en component sampling mogelijk, terwijl een shuttle opslag bak eenheid tijdens het bewerkingsproces toegankelijk kan zijn om voltooide componenten te ontladen. Het is ook mogelijk om materiaal automatisch in de spindel van de machine te laden.

Marubeni Citizen-Cincom biedt nu B-as geautomatiseerde hulpmiddelwissel mogelijkheid voor zijn L20XII ATC Swiss-types die 13 hulpmiddelen kunnen accommoderen.

Het bedrijf biedt nu ook geautomatiseerde hulpmiddelwissel mogelijkheid voor zijn B-as L20XII ATC Swiss-types (zoals getoond in de video hieronder). Hulpmiddelen monteren op de gang toolpost en kunnen 13 front-bewerking B-as hulpmiddelen accommoderen (12 waarvan opgeslagen in de ATC). De ATC hulpmiddelen kunnen in combinatie worden gebruikt met bestaande draaihulpmiddelen en kruis-bewerking draaiende hulpmiddelen. Ze kunnen offline voorgezet worden voor snelle setups, terwijl het complete bewerken van complexe geometrie mogelijk is zoals gebruikelijk voor medische implants.

Magazijn staafvoeders zijn gemakkelijk te deployeren automatiseringshulpmiddelen. Bijvoorbeeld, Edge Technologies' nieuwe Edge Patriot 880 (voor diameters variërend van 8 tot 80 mm en beschikbaar in 6- en 12-voet versies) heeft quick-change guide kanalen en een verstelbare roller steady rest. Het bedrijf zegt dat het een marktbehoefte vult voor een robuuste, betaalbare oplossing voor grote-diameter staafmateriaal. De 6-voet versie wordt gezegd te profiteren aan gebruikers die meer functionaliteit willen dan een conventionele korte lader in het vermogen om 6-voet staven te voeden met rest retractions.

CAM programmeren kan ook geautomatiseerd worden, en DP Technology heeft zijn kunstmatige intelligentie (AI) engine verfijnd om dat te mogelijk maken. Het doel is om "intelligentie te bouwen" en best programmeringspraktijken te integreren met behulp van een database van informatie die ervaren programmeurs over tijd hebben verfijnd.

DP's nieuwste versie van Esprit software omvat functies zoals Machine Swap, wat het digital twin concept benut waarbij een digitale replica van de gehele bewerkingsoperatie in een virtuele omgeving wordt gecreëerd. Het bedrijf zegt dat deze capaciteit goed is voor winkels die veel verschillende machine types hebben. Bijvoorbeeld, het wordt gezegd dat een onderdeelprogramma gecreëerd voor een VMC zou kunnen worden gecreëerd om de job op een HMC te draaien, met de AI engine automatisch de nieuwe code genererend omdat het de kinematica van die HMC kent. Op dezelfde manier, met de Automatic Link functie, kan de AI engine de optimale, veilige koppeling van snijoperaties creëren, bewegingen aanpassend naarmate werkstukmateriaal wordt verwijderd en hulpmiddel clearance afstanden veranderen om cyclus tijden te versnellen.

Esprit gebruikt een kunstmatige intelligentie engine als middel om "intelligentie te bouwen" in CAM programmeren voor een reeks machine tools inclusief Swiss-types. Het creëren van accurate, digitale tweelingen van echte machines met data van machine kinematica is een sleutel onderdeel hiervan ook.

Maar het bedrijf werkt ook nauw samen met machine tool bouwers en dealers zodat postprocessors kunnen worden ontwikkeld die geen handmatige code editing vereisen. Het zegt dat dit een even grote tijdbesparing kan zijn voor programmeurs.

Star CNC zegt dat met unattended bewerking die doorloopt te evolueren, er een verhoogde behoefte is aan procesmonitoring en predictieve analytics om lichte of volledig unattended operatie te ondersteunen. De nieuwe SMOOSS-i software wordt gezegd remote monitoring via live data verzameling alsook up-to-the-minute status van job voltooiingen mogelijk te maken. Andere software functies kunnen helpen benodigde operator aandacht te anticiperen op basis van hulpmiddel levensduur en conditie, overgebleven beschikbare grondstof en huidige machine status. Dit helpt beter bepalen wanneer een operator vereist is om bij een bepaalde machine te zijn om zijn/haar tijd en aanwezigheid beter te managen. Gegeven de huidige social distancing aanbevelingen door COVID-19, kan dit ook het aantal mensen dat in een enkel gebied bijeenkomt minimaliseren.

De Detector serie van SPC Innovations heeft een modulaire ontwerp dat gezegd wordt makkelijke calibratie en configuratie van diverse sensoren te bieden gebaseerd op een specifiek onderdeel terwijl het het systeem in staat stelt op andere machines te worden geïnstalleerd.

Op dezelfde manier, om vertrouwen in unattended bewerkingsprocessen te vestigen, moeten onderdelen regelmatig gemeten worden voor dimensionale controle en hulpmiddelen ook om slijtage en breuk te detecteren. SPC Innovations biedt nu zijn Detector in-machine gebroken hulpmiddel en onderdeel gaging systeem. Het systeem bestaat uit een universele industriële touchscreen die kan worden gebruikt om wand-type, elektronische contact sensoren met encoders te programmeren en te monitoren die geconfigureerd zijn voor zowel hulpmiddel/onderdeel aanwezigheid als onderdeelmeting. In-proces onderdeelmeting van kritieke onderdeelkenmerken maakt automatische veranderingen aan hulpmiddel offsets mogelijk om te compenseren voor hulpmiddelslijtage. Het kan ook automatisch onderdelen afkeuren die slecht bevonden worden door een anomalië zoals een misload.

Het nieuwe systeem accommodeert maximaal 16 sensoren. De machine's eigen materiaalafhandeling capaciteit kan worden gebruikt om een onderdeel naar een sensor te bewegen of een kruisschuif kan worden gecreërd om een sensor naar een onderdeel te brengen om de diameter, lengte en meer te meten. Het modulaire ontwerp wordt gezegd makkelijke calibratie en configuratie van diverse sensoren te bieden gebaseerd op een specifiek onderdeel en het systeem in staat te stellen op andere machines te installeren. Plus, zo'n automatische in-machine inspectie kan een significant aantal handmatige onderdeel sortering en meting, en fysiek contact met de onderdelen verwijderen.

Productieapparatuur kan flexibel zijn

Transfer machines zijn bekende opties voor hoog-volume bewerkingswerk. Bouwers zoals Gnutti, ontwerpen hun machines echter ook met flexibiliteit in gedachten. Bijvoorbeeld, de Piccola machine verwerkt spoelmateriaal in diameters tot 13 mm. Bewerken vanaf spoel elimineert de noodzaak om te schakelen naar nieuwe staafmateriaal formaten en stelt winkels in staat om hoog materiaalgebruik te realiseren aangezien er geen staafmateriaal rest is. Maar, in toevoeging, heeft de Piccola machine een nieuw multi-station, hulpmiddelwisselsysteem dat maximaal zes hulpmiddelen kan accommoderen. Dit biedt veelzijdigheid om verschillende jobs te draaien of redundante tooling voor langdurige jobs.

Hwacheon zegt dat het verhoogd belang ziet in geautomatiseerde oplossingen voor hoog complexe onderdelen zoals die geproduceerd op zijn D2-5AX vijf-as machine. Deze automatische werkstukwisselaar die aan zo'n machine kan worden gemonteerd, is beschikbaar in acht of 20-station modellen en kan onderdelen accommoderen met een maximum diameter van 300 mm en gewicht van 80 kg.

Met zijn MultiX draaitafel platform, zegt Mikron dat het de nadruk heeft gelegd op de configureerbaarheid, schaalbaarheid en flexibiliteit. Deze machines bieden echte draaimogelijkheden en de mogelijkheid om tot drie hulpmiddelen in de snijde in één station te hebben (een machine kan 4-24 stations hebben). Alle standaard bewerkingseenheden zijn uitwisselbaar en heel nauwkeurig herpositioneerbaar. Daarom kan een machine geconfigureerd voor één job hergeconfigureerd worden voor een andere job door bewerkingseenheden uit te wisselen. In toevoeging, zijn verschillende hulpmiddelhouders beschikbaar en kunnen meerdere hulpmiddelen op elke eenheid worden gemonteerd.

Porta's PortaCenter concept werd ook ontwikkeld om te voldoen aan de behoeften van high-mix productie aangezien het bedrijf zegt dat het totale volume aan benodigde onderdelen blijft stijgen, maar de lotformaten krimpen. Deze standaard model machines hebben drie 4-as bewerkingsstations en één laad/ontlaad station en bieden - in een enkele eenheid - een alternatief voor meerdere, conventionele 4-as horizontale bewerkingscentra (HMCs). Dit wordt gezegd kosten te reduceren gerelateerd aan spannen, tooling, arbeid, vloerruimte, inspectie en utiliteiten, terwijl snelle changeovers naar nieuwe jobs worden geboden. In feite, zegt het bedrijf dat de PortaCenter's additionele A- en U-assen het in staat stellen onderdelen in één opspanning te bewerken die een conventionele HMC niet kan. Het standaard PortaCenter ISO40 model biedt een 10" werkbereik, terwijl het bedrijf ook zijn ISO50 model aanbiedt, wat een 20" werkbereik heeft om grotere onderdelen te accommoderen.

Een alternatief wanneer staafmateriaal formaat begint een Swiss-type's capaciteit te duwen, deze Doosan Puma TT-1300SYYB met tweerevolvers elk met Y-as beweging kan de hoofden en subspindels apart of simultaan benaderen.

Winkels die bekend zijn met Swiss-types hebben ook keuzes te maken wanneer jobs beginnen de staafmateriaal capaciteit van die machines te duwen of te overschrijden. Doosan zegt dat zijn nieuwe Puma TT-1300SYYB model de productiviteit, precisie en flexibiliteit biedt voor onderdelen die geproduceerd kunnen worden van 2-inch staafmateriaal. Deze machine heeft tweerevolvers elk met Y-as beweging die de hoofden en subspindels apart of simultaan kunnen benaderen, de laatste voor operaties zoals pinch turning.

Voor kleinere onderdelen biedt Index nu zijn nieuwe MS32-6 multi-spindel draaibank (getoond aan de top van deze pagina), wat gezegd wordt de optie van multi-spindel technologie open te stellen voor een breder bereik aan winkels. Deze machine omvat het nieuwe hulpmiddelschuifplatform van het bedrijf dat een W-tand interface gebruikt om snelle changeovers met precisie positionering mogelijk te maken. Daarnaast wordt een nieuw quick-clamping systeem gezegd het makkelijk te maken om hulpmiddelen die offline opgezet zijn binnen te halen. Index zegt dat de combinatie van deze functies de setup tijden met meer dan 90% kan verkleinen, wat winkels in staat stelt de hoge productiviteit multi-spindels bekend zijn voor te bereiken met veelzijdigheid om kleinere lotformaten te draaien.

Tornos biedt nu zijn kleine-footprint SwissNano machines in een groter 7-mm diameter model.

Tornos heeft op dezelfde manier de flexibiliteit van zijn kleine-footprint SwissNano Swiss-types verhoogd met zijn grotere 7-mm diameter versie. Dit model heeft dezelfde thermische stabiliteit en 6-as kinematica ontwerp met counterspindel gemonteerd op drie lineaire assen van het oorspronkelijke 4-mm model, maar heeft ook tweemaal het spindelvermogen (2,5 kW) om meer exotische materialen te bewerken. Plus, twee, drie of vier hulpmiddelen kunnen onder de counterspindel worden gemonteerd, wat de machine in staat stelt operaties in parallel uit te voeren.

Horn biedt de W&F Linear unit met geïntegreerd koelvloeistof management systeem voor Swiss-types. Deze unit heeft speciaal ontworpen plumbing die de gebruiker in staat stelt high-pressure koelvloeistof naar de hulpmiddelhouders te draaien door simpelweg twee lijnen aan unit poorten te verbinden.

Quick-change tooling is ook beschikbaar om de flexibiliteit van productie machine tools zoals Swiss-types te verhogen om kleinere batch formaten gemakkelijker te accommoderen. Bijvoorbeeld, Tsugami zegt dat het zowel aangedreven als statische hulpmiddelhouders aanbiedt die buiten de machine voorgezet kunnen worden en in een kwestie van seconden gewisseld kunnen worden, wat de kans op operator fout bij het afzetten van hulpmiddelen elimineert. Dit kan ook de noodzaak voor secundaire operaties aanzienlijk reduceren alsook het aanmoedigen van redundante tooling en lights-out bewerking.

Horn heeft een partnership aangegaan met W&F Werkzeugtechnik om de W&F Linear unit met geïntegreerd koelvloeistof management systeem voor Swiss-types aan te bieden voor snellere setups. Horn zegt dat hoewel deze quick-change aanbieding niet de eerste was op de markt, het wel de stabiliteitsuitdagingen oplost die inherent zijn aan de strenge eisen van Swiss bewerking alsook het krappe werkomtrek adres, wat anders kan leiden tot additionele tijd om hulpmiddelen te wisselen.

Volgens het bedrijf betekent het wisselen van een hulpmiddel op een Swiss-type vaak het afstellen van de snijvlak en het plumben van de hulpmiddelhouder als er doorvoerkoeling is. Afstellen kan tijdrovend zijn en, omdat het het positioneren van het hulpmiddel tegen de OD van een onderdeel inhoudt, kan het overtightenen van de hulpmiddelhouder ook de rand van het snijhulpmiddel beschadigen. In plaats daarvan is het W&F Linear systeem een direct bolt-on blok aangepast om de tool blok van de gebruiker's specifieke machine te vervangen. Het blok heeft speciaal ontworpen plumbing die de gebruiker in staat stelt high-pressure koelvloeistof te draaien door simpelweg twee lijnen aan poorten op het blok te verbinden. De koelvloeistof wordt door het blok en door HSK koelvloeistof buizen in de hulpmiddelhouders gevoerd, die in plumbing poorten aan de onderkant van elke hulpmiddelstation pluggen.

De plumbing poorten bieden ook een vaste afstand voor het vaststellen van de positie van het snijhulpmiddel. De poorten dienen als stoppers, aangezien de hulpmiddelhouder tegen ze rust zelfs als er geen doorvoerkoeling is. Omdat de lengte van de hulpmiddelhouder bekend is en de stopper een exacte positie biedt, kan de gebruiker de positie van een snijvlak vaststellen zonder het af te stellen. Hulpmiddelwissels zijn dan een kwestie van één hulpmiddelhouder eruit trekken, het plaatje vervangen en het terug inpluggen.

Hulpmiddelwissels voor CNC freesmachines zijn niet zo problematisch aangezien ze automatische hulpmiddelwisselaars (ATCs) hebben. Maar, voor winkels die willen kijken naar high-speed spindels om de toer/min te bieden om een conventionele machine in staat te stellen micro werk uit te voeren - een markt die NSK zegt groeit - kan enige operator interventie vereist zijn.

Quick-change werkspanning wordt meer gangbaar om setups te versnellen in high-mix productieomgevingen. Hainbuch heeft onlangs een twee-kaak module voor zijn systemen toegevoegd om spannen op kubieke onderdelen mogelijk te maken.

Volgens het bedrijf vereisen kleine-diameter hulpmiddels typisch spindelsnelheden van 15.000 toer/min of hoger, snelheden die conventionele machines vaak niet kunnen halen. Een type high-speed spindel, wat in een machine's eigen spindel installeert, is een elektrisch model. NSK zegt dat elektrische spindels voordelig zijn in dat ze simpel interfaceren met een machine's CNC en lange levensduur, consistente snelheid, hoge nauwkeurigheid en goede herhaalbaarheid bieden. Het nadeel voor traditionele elektrische spindels is dat, hoewel ze in een ATC zak opgeslagen kunnen worden, een operator de machine moet stoppen om het elektrisch signaal en pneumatische luchtlijn gebruikt voor koeling en purging te disconnecten voordat de spindel in de ATC geladen kan worden. De nieuwste modellen van het bedrijf zijn volledig wisselbaar zonder de noodzaak om die elementen handmatig te connecteren of disconnecten. Dit biedt de flexibiliteit voor een lage-toer machine om de hoge toer/min te bereiken die nodig zijn voor micromachining wanneer nodig. NSK's elektrische spindels kunnen 80.000 toer/min bereiken.

Meer op de horizon (zoals altijd)

Deze technologie sampling is gewoon dat - een sampling. Geen enkel artikel kan zo allomvattend zijn om aan te raken alles wat nieuw beschikbaar is voor de precisie bewerkingsindustrie. Zoals altijd, zal Production Machining doorgaan met het introduceren van nuttige nieuwe apparatuur, software en concepten naarmate ze ontwikkeld worden. We kijken er ook naar uit om door te gaan met diepere duiken in onderwerpen zoals die genoemd in dit artikel alsook het vervaardigen van verhalen die beschrijven hoe geavanceerde technologie succesvol wordt toegepast in winkels als de jouwe. Abonneer voor je print exemplaar.

Anatomie van een acht spindel

Tijdens een bezoek aan Schütte's Duitse hoofdkantoor niet lang geleden, leerde Production Machining over het bedrijf's acht-spindel ACX CNC multi, een variant van zijn zes-spindel Generatie SCX CNC multi. Een uitdaging was het aanbieden van een intuïtieve operator interface voor een machine die zo veel als 85 assen kon controleren. Lees meer.