Moderne Staafvoerders: Interconnectiviteit Verbeteren voor Kostenefficiëntie en Kwaliteit

De noodzaak om de kosten-per-onderdeel te reduceren, productiviteit te verbeteren, productkwaliteit te managen en concurrentievoordeel te behalen, drijft fabrikanten om alle aspecten van hun productieprocessen te onderzoeken. Voor wie draaimachines gebruikt om onderdelen van staafmateriaal te maken, kan het inzetten van moderne staafvoerders een grote impact hebben op het bereiken van deze doelen, nu staafvoerders de tijd van het Industrial Internet of Things (IIoT) zijn binnengegaan.

Vele jaren lang was het laden van staafmateriaal puur een handmatige praktijk die de productiviteit vertraagde en weinig deed om productkwaliteit te behouden. Er was ook een significant gevaar van letsel voor machine-operators die door blootgestelde staafmateriaal dat met hoge snelheden draaide geraakt konden worden. In feite waren vroege staaflaadders simpelweg houder- of leidingsapparaten die spindelsnelheden beperkten, significante trillingen produceerden en vaak werkstukken en machinegereedschappen beschadigden.

In de jaren sindsdien zijn staafvoerders geëvolueerd van voornamelijk mechanische apparaten naar geavanceerde systemen die servomotoren, absolute encoders en een verscheidenheid aan automatische, zelf-regelende componenten incorporeren. Deze vooruitgang - soms grote sprongen vooruit, soms incrementeel - hebben de staaflaadsnelheid, ondersteuning, veiligheid en betrouwbaarheid stapsgewijs verbeterd. Om de beste oplossingen voor een verscheidenheid aan applicaties te bieden, zijn automatische staafvoerders nu beschikbaar in versies die 12-voet, 6-voet en spindellengte staven accommoderen en werken met zowel vaste als glijdende kopstock (Zwitserse-type) draaimachines.

De Ethernet Verbinding

Een van de meest dramatische sprongen vooruit in staafvoedertechnologie is de incorporatie van Ethernet-connectiviteit om de staafvoeder bilateraal met de CNC-machinecontroller te laten communiceren. Deze datadeling biedt fabrikanten een aantal voordelen, waaronder het reduceren van materiaalverspilling en het mogelijk maken van on-the-fly, automatische wisselingen van deelprogramma's.

Het in staat stellen van machinegereedschappen om te interconnecteren met andere fabrieksapparatuur is de afgelopen jaren een hot topic in de productie geweest. In sommige gevallen hebben pogingen tot interconnectiviteit beperkte praktische toepassing gehad. Echter, het e-Connect Ethernet-communicatiesysteem, ontwikkeld door staafvoederfabrikant LNS voor interconnectiviteit tussen de staafvoeder en de machinegereedschap, is ontworpen om real-world IIoT-oplossingen te bieden voor elke grootte fabrikant, van hoog-volume productie tot kleine batches, gemengde-deel runs.

Materiaal- en Arbeidskosten Reduceren

Voor veel fabrieken maakt de kosten van alle staafmateriaal - zeker materialen zoals titanium en exotische legeringen - het reduceren van afval een belangrijke overweging. Een rest van deze dure materialen weggooien is als dollarbillen in de schroothoop gooien. Met e-Connect wordt materiaalgebruik continu gemonitord en aan de CNC-machinebesturing gecommuniceerd. Wanneer de gedeelde data aangeeft dat er onvoldoende materiaal over is om het volgende onderdeel in een gegeven run te maken, scant het systeem de hoofproductieschema om een ander onderdeel in de wachtrij te vinden dat van de rest gemaakt kan worden. Wanneer het onderdeel geïdentificeerd is, passen de machinegereedschap en staafvoeder zich automatisch aan om het geselecteerde onderdeel of onderdelen te maken. Eenmaal de staaf opgebruikt is, laadt de staafvoeder de volgende staaf, en het systeem herhaalt het proces tot alle geplande onderdelen gemaakt zijn.

Naast betere materiaalbenutting is er ook aanzienlijke arbeidskostenbesparing omdat de wisseling, binnen het diameterbereik, zonder operatorinvals wordt uitgevoerd. Minder aanrakingen door de machine-operator verbetert de doorvoer, vermindert de mogelijkheid op menselijke fouten en stelt één operator in staat om meerdere werkstations te bedienen. Dit automatiseringsniveau - samen met remote monitoring van staafvoedergezondheid - maakt ook bemanningsloze, lights-out productie mogelijk, zelfs voor batches van gemengde onderdelen.

Om lights-out productie verder te versterken, biedt het e-Connect-systeem real-time monitoring van andere LNS-peripheralapparaten inclusief spaanbanden, hoogdruksystemen, olie/mist-afscheiders en andere apparaten voor zorgeloze nachtproductie. De data voor al deze apparaten vloeit door e-Connect, dus er is geen behoefte aan speciale datalijnen van elk product.

Een Voorbeeld uit de Praktijk

Een voorbeeld van een CNC-fabriek die dit niveau van interconnectiviteit gebruikt om kosten-per-onderdeel te reduceren terwijl klant just-in-time leveringsvereisten worden vervuld, is American Punch (Cleveland, Ohio). Het bedrijf maakt precisepunchen en matrijzen voor zware toepassingen zoals brug- en vrachtwagentraverse-componenten, alsook lichtere toepassingen voor consumentenproducten zoals apparaten en autoparts.

Naarmate de klanten van het bedrijf kleinere lots van 5, 10 of 20 stukken per keer vereisten, in plaats van hoog-volume runs, moest American Punch zijn productieprocessen heroverwegen. Een aanpak was om door te gaan met lange runs en de overige voorraad voor toekomstige leveringen op te voorraden. Hoewel het bedrijf al een aantal hoge-omloopsnelheid onderdelen voor bepaalde klanten voorraadde, zou het toevoegen van voorraden van lagere-volume onderdelen extra werkcapitaal en vloerruimte binden.

Deze werkcel gebruikt het LNS e-Connect Ethernet-communicatiesysteem, data delend tussen de LNS Quick Load Servo 80 S2 automatische spindellengte staafvoeder en de Doosan-bearbeitungszentrum's hoofschema.

In deze installatie resideert het e-Connect-systeem in de LNS Quick Load Servo 80 S2 spindellengte, volledig elektrische, servo-gecontroleerde, volledig automatische staafvoeder die 350 mm tot 1600 mm staven laadt (niet de spindellengte overschrijdend) met diameters variërend van 6 mm tot 80 mm. De machine-operator laadt de staafvoeder met 38 mm gereedschapsstaal staafmateriaal en draait een macro-programma dat de CNC-machinebesturing en staafvoeder in staat stelt om on-the-fly van de ene familie onderdelen naar de andere te wisselen.

Een typische opstelling zou het laden van de juiste diameter staafmateriaal omvatten om diverse hoeveelheden verschillende lengte onderdelen te produceren. Bijvoorbeeld, gebruikmakend van 38 mm diameter staven om 50 onderdelen van 63,5 mm lang te produceren, 10 onderdelen van 76,8 mm lang, 75 onderdelen van 88,9 mm lang, enzovoort. De onderdelen kunnen ook in vorm variëren. Vroeger laadde de machine-operator de staven en stond bij de machine terwijl het een kleine batch onderdelen maakte. Hij resette dan de CNC-machine en de staafvoeder om de volgende grootte onderdeel te maken. Nu stelt de operator simpelweg de run in, laadt het staafmateriaal en start de machines. Terwijl de werkcel de volledige gemengde-deel run bemanningsloos produceert, is de operator vrij om andere werkstations te bedienen en additionele taken uit te voeren.

Het bedrijf heeft momenteel vier werkcellen die het LNS e-Connect-systeem en staafvoerders gebruiken om meer dan 300.000 onderdelen per maand te draaien. De nieuwste werkcel bestaat uit een LNS Quick Load Servo 80 S2 staafvoeder die staafmateriaal laadt in een draaicenter met frees-, boor- en tappenmogelijkheden. Naast het interfaceren met de LNS-staafvoeder, communiceert de CNC-machine ook met een ChipBlaster programmeerbaar hoogdruksysteem om de precieze hoeveelheid koelvloeistof voor elke bewerkingsoperatie toe te passen.

Volgens de productieingenieur van het bedrijf: "Deze werkcellen hebben een significante verbetering in onze kosten-per-onderdeel gemaakt door bemanningsloze operatie en door een arbeidsvrije nachtdienst toe te voegen. Even belangrijk is de verbetering in onze capaciteit om de leveringsvereisten van onze klanten te halen. Zonder het e-Connect-systeem worstelden we constant om bovenaan de orders te blijven. Nu hebben we niet alleen het time-to-delivery probleem opgelost, we hebben onze capaciteit uitgebreid om additioneel werk aan te nemen."

Aangepaste Oplossingen

A sleutelcomponent in het e-Connect-systeem voor staafvoerders is de Delenbibliotheek-functie die honderden deelprogramma's bevat en meer dan adequaat is voor de meeste gebruikers. Echter, in sommige gevallen kan e-Connect gemakkelijk aangepast worden voor ongewone applicaties. Bijvoorbeeld, in één situatie draait een CNC-fabriek duizenden een familie onderdelen die allemaal dezelfde diameter en vorm hebben, maar variëren in lengte van 63,5 mm tot 1245 mm in 12,7 mm stappen.

Het LNS e-Connect-display toont de huidige status van alle data die uitgewisseld wordt tussen de LNS-staafvoeder en CNC-machinegereedschap. Data wordt continu bijgewerkt voor alle verbonden LNS-peripheralapparaten.

Typisch zouden deze programma's in de Delenbibliotheek geladen worden, die automatisch alle staafvoederparameters aanpast om te voldoen aan het machinegereedschapprogramma dat moet draaien. In deze situatie, omdat de enige variabele de lengte van elk onderdeel is, vermittelt e-Connect simpelweg alleen de juiste lengtedata direct naar de staafvoeder bij het wisselen van het ene deelprogramma naar het andere. Aangezien alle andere parameters hetzelfde zijn, stroomlijnt het elimineren van de noodzaak om de volledige deelprogramma-data te benaderen het wisselproces verder. Het vermenigvuldigen van deze tijdsbesparing met duizenden onderdelen heeft een significante impact op productiviteit.

Vandaag & Morgen

Het toevoegen van dit niveau van interconnectiviteit aan de vele andere voordelen van staafvoerders kan een substantieel verschil maken voor elke faciliteit die gedraaide onderdelen produceert. Het stelt winstgevende korte runs en probleemloze hoog-volume productie in staat. In de toekomst kan interconnectiviteit van dit type, gekoppeld met Kunstmatige Intelligentie (AI), nog meer kansen openen voor het reduceren van tijd, materiaal- en arbeidskosten.

American Punch | 800-243-1492 | americanpunchco.com