Bewaking van verspanende bewerkingen betekent toegevoegde waarde voor fabricage

Het verzamelen van gegevens en het gebruik ervan om verbeteringen door te voeren, wordt al een aantal jaren in veel industriële sectoren erkend als een middel om extra toegevoegde waarde te creëren. En deze technologie is in de maakindustrie reeds lang ingeburgerd bij de bewaking van processen en machinale bewerkingen. Door de verbindingsmogelijkheden en door de mogelijkheid om gegevens te visualiseren en te delen met andere gebruikers, kan de technologie op een hoger plan worden gebracht.

Het is al enige tijd mogelijk om de afzonderlijke machines die in de metaalbewerking worden gebruikt, te bewaken. De volgende fase in deze ontwikkeling is de bewaking van machinale bewerkingsprocessen en om alles wat gedurende deze processen gebeurt, met andere betrokkenen te delen. Nu kunnen we ‘luisteren’ naar het machinegereedschap, gegevens verzamelen en deze interpreteren en visualiseren wat er gebeurt – raakt het snijgereedschap versleten, is het proces te snel, te langzaam of voldoet het niet aan de verwachtingen – dan vindt direct terugkoppeling naar de machine plaats. Op deze wijze kunnen fouten niet alleen worden opgespoord, maar kunnen deze onmiddellijk worden hersteld en kan het bewerkingsproces keer op keer verbeterd worden totdat optimale efficiëntie wordt bereikt.

Voorheen, bij de op gegevenssilo's gebaseerde aanpak, was er één procesbewakingssysteem speciaal voor een afzonderlijke machine, zonder connectiviteit en geen mogelijkheden voor upgrades indien dat vereist was. Volgens Sandvik Coromant is het echter essentieel om machines met elkaar te verbinden en speelt de bewaking van het bewerkingsproces een essentiële rol in de interactie met de machine. Als machines zijn aangesloten op een netwerk, kunt u updates van algoritmen en software installeren via de cloud of het bedrijfsnetwerk en kunnen willekeurige upgrades naadloos worden geleverd.

Met deze mate van connectiviteit, de mogelijkheid om gegevens te delen, deze schaalbare benadering van machinebewaking, bieden we fabrikanten de oplossing voor veel van hun problemen. Tot de voordelen behoren: minder niet-geplande stilstand door onverwachte botsingen, minimalisering van gereedschap- en reparatiekosten door het bewaken van de overbelasting of van breuken in het gereedschap en het verkleinen van de stilstand van de machine ten gevolge van ontbrekende gereedschappen. Tegelijkertijd kunnen gebruikers een aanzienlijke productiviteitswinst boeken en componenten met een consistente kwaliteit produceren bij exactere instellimieten voor gereedschappen. Met deze mogelijkheden kunnen toekomstige gebruikers van snijgereedschappen en werktuigmachines waarde toevoegen aan de traditionele procesbewaking.

Uiteenlopende technologieën en verschillende fabricagesystemen

Om de productiviteit, veiligheid en kwaliteit te verhogen via de bewaking van processen en bewerkingen, moet de gebruiker uiteenlopende technologieën gebruiken om het grote aantal aspecten van het bewerkingsproces te bewaken en om de aansluiting op meerdere systemen tot stand te brengen. Daarbij kunnen verschillende netwerkapparaten betrokken zijn, de cloud, verschillende soorten software, enzovoort. Een dergelijk hoog niveau van connectiviteit vergt een volledige standaardisatie van de aansluitingen – wat nu nog vaak toekomstmuziek lijkt – of een aanzienlijk integratieniveau.

Ongeacht of het ooit mogelijk zal zijn om volledig foutvrije productieprocessen te creëren, ontplooit Sandvik Coromant, dat gespecialiseerd is in snijgereedschappen en gereedschapssystemen, grensverleggende activiteiten op dit gebied. Zo ontwikkelt Sandvik Coromant systemen en oplossingen waarmee fabrikanten een voorsprong op de concurrentie verkrijgen dankzij de bewaking van machinale bewerkingen en effectief gegevensgebruik. Wat betreft het instellen en bewaken van snijgereedschapslimieten of cycluslimieten brengt Sandvik Coromant zo'n uitgebreide ervaring met snijgereedschaptechnologie mee, dat dit extra toegevoegde waarde oplevert voor de bewaking van bewerkingsprocessen. Hierdoor hoeven de gebruikers deze limieten niet meer zelf in te stellen.

De hoogste nauwkeurigheidsgraad en snelle responstijden, in combinatie met het laagste aantal valse alarmen tijdens de productie, zijn essentiële onderscheidende factoren in de zeer concurrerende maakindustrie. Het stoppen van het bewerkingsproces zonder een speciale reden, leidt tot hoge kosten en kwam maar al te vaak voor bij metaalbewerking toen er nog geen algoritmen bestonden die door machines gegenereerde signalen konden interpreteren. Het verzamelen van signalen en het interpreteren ervan binnen milliseconden vergt veel vakbekwaamheid. Van oudsher was dat de taak van de gebruiker. Hoewel je met dergelijke expertise de procesbewaking op een hoger plan kunt brengen, vergt het begrijpen van dergelijke limieten tientallen jaren ervaring.

Real-time systeembewaking en duurzaamheid

De toegevoegde waarde van bewerkingsbewaking is de mogelijkheid om gereedschappen volledig te benutten. Dit verhoogt de kwaliteit van componenten en verkort de doorlooptijden. Een ander essentieel voordeel van machinebewaking is verlaagd energieverbruik. Hierdoor wordt het een duurzame technologie waarmee u tegelijkertijd kosten kunt besparen doordat de gebruiker het bewerkingsproces beter kan besturen.

Zonder een dergelijk hoog besturingsniveau, wordt de gebruiker al gauw geplaagd door een scala aan storingen in het bewerkingsproces, wat kan leiden tot de verspilling van energie en hulpbronnen. Deze kunnen onjuiste gereedschapscorrecties, onjuiste werkstukcoördinaten of onjuiste gereedschapswisselposities omvatten. Andere problemen kunnen een onvoldoende ingeklemd onderdeel zijn, een onjuiste oriëntatie van de component, de selectie van het verkeerde programma, een niet-gesignaleerde breuk van het gereedschap of de onjuiste gereedschapsinstelling. Het spreekt voor zich dat het oplossen van een van deze problemen tot een verbetering van de productiviteit leidt. Stelt u zich echter eens de grote efficiëntiewinst voor als al deze problemen kunnen worden opgelost.

Verder betekent continue procesbesturing het einde van gebrekkige procesbeveiliging, componenten van suboptimale kwaliteit en onderbezette gereedschappen. Een machinebewakingssysteem controleert niet alleen of een gereedschap aanwezig is, maar ook of dit gebroken is en of het desbetreffende proces wordt uitgevoerd binnen de juiste parameters. Indien nodig voert het systeem corrigerende acties uit en worden waarschuwingsberichten verzonden om slijtage en breuken te vermijden. Mocht een gereedschap breken of ontbreken, dan wordt het bewerkingsproces stopgezet. Hierdoor wordt het verschrottingsvolume beperkt. Dit is erg belangrijk in sectoren zoals de luchtvaartindustrie, waar met dure materialen wordt gewerkt.

Gewapend met krachtige procesbewakingsgegevens op machineniveau kunnen gebruikers botsingen voorspellen en vermijden en tegelijkertijd het onderhoudsbeheer verbeteren om zodoende de levensduur van de machineonderdelen te verlengen. Bovendien kan door procesbewaking op componentniveau een consistente kwaliteit van de geproduceerde onderdelen worden bereikt. Verder kan procesbewaking op gereedschapsniveau zorgen voor onovertroffen gereedschapsgebruik, een betere voorspelbaarheid van de kosten per component, de juiste niveaus van de gereedschapsvoorraad en een aanmerkelijke verhoging van het machinegebruik.

Conclusie

In de metaalbewerking wordt hard gewerkt aan het elimineren van gebrekkige procesbeveiliging, componenten van suboptimale kwaliteit en onderbenutte gereedschappen. Gebrek aan controle leidt tot hogere kosten, terwijl continue procescontrole met behulp van het bewaken van bewerkingen leidt tot meer efficiëntie en daardoor lagere kosten. Bovendien leidt bewaking op gereedschapsniveau tot optimale gereedschapsbezetting, juiste voorraadniveaus voor gereedschappen, een nauwkeuriger prognose van de kosten van componenten en een betere machinebezetting.

Met de aanpak van Sandvik Coromant voor het bewaken van bewerkingsprocessen heeft tot doel om de bezettingsgraad te verhogen naar maar liefst 85% door het vermijden van niet-geplande machinestops. Bovendien kan de metaalverwijderingsefficiëntie tot 95% oplopen dankzij het machineleerproces van Sandvik Coromant, vergeleken met 80% bij conventionele fabricage.

Zoals veel andere fabricageprocessen, hebben verspanende bewerkingen een aantal specifieke hoofdoorzaken van instabiliteit. Deze kunnen echter worden ondervangen als de procesbewaking in staat is om te ‘luisteren’ naar wat er in de omgeving gebeurt, kan controleren of alles goed verloopt en eventuele afwijkingen kan corrigeren.

Door de instabiliteit zo veel mogelijk te minimaliseren, kan procesbewaking van machinale bewerkingen de katalysator zijn voor belangrijke veranderingen in de maakindustrie.