Tytuł: Świat Obrabiarek i Narzędzi
Ogólnopolskie Czasopismo Techniczne
GB: The World of Machine Tools & Tools
Częstotliwość: dwumiesięcznik
Nakład: 2000-3000 egz.
Rok założenia: 2006

ISSN: 2353-5555

 

Top

Informacje prasowe

 

Kolejny krok w stronę produkcji bezzałogowej

2021-05-04

Badania przeprowadzone na Uniwersytecie Beihang w Chinach, opublikowane w International Journal of Production Research, wskazują na bezpośredni związek między konserwacją predykcyjną i jakością produktów. Ale w jaki sposób producenci mają pogodzić predykcyjność i precyzję obróbki tokarskiej stali z postulatami redukcji załóg w hali produkcyjnej lub wdrożenia scenariuszy produkcji bezzałogowej?

 

Kolejny krok w stronę produkcji bezzałogowej

Przewidywanie zużycia narzędzi w celu zapewnienia niezawodności obróbki i redukcji ilości odpadów generowanych podczas toczenia stali

 

Rolf Olofsson, manager ds. produktu w firmie Sandvik Coromant, która jest światowym liderem w dziedzinie obróbki skrawaniem metali, wyjaśnia dlaczego właściwy dobór narzędzi oraz procedury bezpieczeństwa na wypadek awarii mają kluczowe znaczenie dla jakości przedmiotu obrabianego.

Badacze z Uniwersytetu Beihang podkreślają istnienie „wyraźnego związku między strategią konserwacji, planowaniem produkcji i jakością”, natomiast firma Sandvik Coromant dostrzega u producentów narastającą tendencję do integracji systemów monitorowania obróbki z nowoczesnymi obrabiarkami numerycznymi. 

W swoim niedawnym raporcie pt. Digital Factories 2020 firma Pricewaterhouse Coopers (PwC) stwierdza, że „Firmy muszą podejmować bardziej inteligentne decyzje, korzystając z analizy predykcyjnej i uczenia maszynowego”, zaś według ankiety zamieszczonej w raporcie 98% producentów oczekuje wzrostu wydajności dzięki zastosowaniu konserwacji predykcyjnej. Jednocześnie spodziewany wzrost na rynku systemów monitorowania produkcji ma wynieść od 4,0 miliardów USD w roku 2018 do 6,4 miliarda USD w roku 2023, przy skumulowanej rocznej stopie wzrostu (CAGR) wynoszącej 9,8%, według firmy badawczej Markets and Markets.

Zgodnie z tymi tendencjami, rośnie znaczenie przewidywalności zużywania się wyposażenia dla nowoczesnej obróbki tokarskiej przedmiotów ze stali. Nakłada się na to rosnące ograniczenie ludzkiego nadzoru wobec nowych wymogów utrzymania dystansu społecznego w fabrykach. Choć jest oczywiste, że przyszłość należy do produkcji bezzałogowej, niezbędna do jej wprowadzenia jest możliwość wykrywania zużycia narzędzia i unikania nagłych awarii.

Bez ingerencji operatora 

Częsta wymiana płytek skrawających, przerwy w produkcji i poszukiwanie właściwych płytek do każdego zastosowania lub materiału obrabianego pochłaniają obecnie najwięcej czasu podczas produkcji. 

Istnieje kilka czynników, które mogą uniemożliwić producentom stalowych części osiągnięcie żądanej liczby sztuk wytworzonych w ciągu jednej zmiany, do których należy charakterystyka narzędzia w zakresie odporności na zużycie. Dotyczy to w szczególności obszarów zastosowań ISO P15 i P25. Określenia ISO P15 i P25 odnoszą się do wymogów względem parametrów obróbki, jakie wynikają ze zróżnicowanych warunków obróbki. Należą do nich parametry skrawania, chropowatość powierzchni, głębokość skrawania, dokładność, wykończenie powierzchni oraz czy skrawanie jest ciągłe, czy przerywane.

To w tym obszarze zastosowań płytki węglikowe o doskonałej odporności na zużycie mają zasadnicze znaczenie dla podtrzymania produkcji bezobsługowej, a nawet bez udziału czynnika ludzkiego. 

Co jednak oznacza odporność na zużycie? Istnieją różne rodzaje tej odporności. Ogromne znaczenie ma na przykład odporność na pękanie, podobnie jak odporność krawędzi skrawającej na deformację plastyczną spowodowaną przez wysokie temperatury. Także pokrycie płytki powinno być odporne na starcie powierzchni przyłożenia, powstawanie zużycia kraterowego (żłobka na powierzchni natarcia) i narostu. Kluczowe znaczenie ma też ścisłe przyleganie pokrycia do podłoża. Słabo przylegające pokrycie odsłania podłoże, co może w krótkim czasie doprowadzić do stępienia katastroficznego ostrza. 

Kluczem do wyeliminowania tych zjawisk jest ograniczanie skali zużywania się w sposób ciągły i przewidywalny oraz eliminowanie zużycia pojawiającego się nagle, często w sposób niekontrolowany. Nie jest to łatwe, zwłaszcza jeśli uwzględnimy obecne dążenie do obróbki z ograniczonym nadzorem lub bezzałogowej, ale kilka rozwiązań technicznych może przynieść korzyści na tym polu. Często wymienia się w tym kontekście konserwację predykcyjną i zapobiegawczą, prowadzone przy użyciu inteligentnego oprogramowania i czujników, które mogą pełnić funkcję „wirtualnych oczu i uszu” obrabiarki i formułować optymalne zalecenia w miarę pogarszania się właściwości narzędzia.

Dzięki czujnikom możemy osiągnąć lepsze przebiegi wskaźników zużycia, ale co daje wybór lepszych narzędzi? 

Eliminacja awarii

Przy doborze płytki do obróbki z wysoką wydajnością gatunek doskonały to taki, który w niewielkim stopniu ulega niepożądanym rodzajom zużycia, a w niektórych rodzajach obróbki jest na nie całkowicie odporny. Przewidywalność zużycia ma szczególne znaczenie, gdy obróbka jest prowadzona bezobsługowo lub bez ingerencji człowieka. 

Dla uzyskania jak najmniejszego zużycia kluczowe znaczenie ma wybór właściwej płytki węglikowej, charakteryzującej się powtarzalnością i przewidywalnością realizacji procesów skrawania. Dlatego firma Sandvik Coromant uzupełniła swój asortyment o dwa nowe gatunki węglikowe do obróbki tokarskiej materiałów z grupy ISO P, GC4415 i GC4425, zaprojektowane tak, aby odznaczały się większą odpornością na zużycie i wysokie temperatury oraz udarnością. 

Obydwa gatunki idealnie nadają się zwłaszcza do obróbki stali niskostopowej i niestopowej. Z ich pomocą można dokonywać obróbki znacznej liczby przedmiotów, osiągając wydłużenie okresu pracy narzędzia – w ramach produkcji masowej i seryjnej. 

Gatunki GC4415 i GC4425 – których nazwy odnoszą się do obszarów zastosowania P15 i P25 – posiadają pokrycie wykonane w technologii Inveio® drugiej generacji. Inveio charakteryzuje się jednokierunkowym uporządkowaniem orientacji ziaren w pokryciu z tlenku glinu, którego wyjątkowe właściwości stają się widoczne na poziomie mikroskopowym.

Takie samo zorientowanie każdego ziarna tworzącego warstwę pokrycia sprawia, że tworzy się wyjątkowo mocna bariera zwrócona w stronę powierzchni ostrza. W pokryciu Inveio drugiej generacji znacznie ulepszono uporządkowanie ziaren. W efekcie powstaje płytka o znacznie większej odporności na zużycie i trwałości, sprzyjająca przewidywalności zużycia.

Wspólnota celów

Zastosowanie gatunków GC4415 i GC4425 już przyniosło klientom Sandvik Coromant imponujące korzyści. W porównaniu z płytką z oferty konkurencji, GC4425 przyniósł wzrost trwałości narzędzia o 270 obrobionych przedmiotów, w porównaniu z 150 przedmiotami konkurenta. 

Inny test porównawczy przeprowadzony został u innego klienta z branży maszynowej w Stanach Zjednoczonych i polegał na pomiarze wydajności GC4415 w porównaniu z płytką węglikową innego producenta. Obu płytek użyto do toczenia kształtującego i obróbki wykończeniowej przedmiotu ze stali o twardości 330HB, przy czym narzędzie zmieniano w momencie, gdy wartość parametru chropowatości powierzchni stawała się niezadowalająca. W obu przypadkach jako ciecz chłodząco-smarującą zastosowano emulsję. 

Ostateczne rezultaty były jednoznaczne. Dzięki płytce w gatunku GC4415 klientowi udało się niemal dwukrotnie zwiększyć parametry skrawania. Należała do nich prędkość skrawania (vc) wynosząca 280 m/min (918 ft/min) w przypadku GC4415 w porównaniu z 200 m/min (656 ft/min) w przypadku konkurencyjnej płytki, oraz posuw (fn) wynoszący  0.15 mm/obr. (0.006 in/obr.) w porównaniu z 0.1 mm/obr. (0.004 in/obr.).

Klient uzyskał znaczny wzrost trwałości narzędzia i produktywności. Podsumowując: stworzona przez Sandvik Coromant płytka GC4415 z pokryciem wykonanym w technologii Inveio zaczęła wykazywać ślady zużycia po dokonaniu obróbki 80 przedmiotów, czyli dwukrotnie większej liczby niż w przypadku narzędzia konkurencji. Oznacza to wzrost produktywności o 100% i dwukrotne zwiększenie trwałości płytki. 

Cyfrowe wspomaganie

Oprócz postępów w obszarze narzędzi składanych osiąganych dzięki wdrożeniom gatunków GC4415 i GC4425, firma Sandvik Coromant zaktualizowała także swoją ofertę cyfrowego wspomagania obróbki. W tym celu w ścisłej współpracy z producentami obrabiarek, dostawcami usług w chmurze i  sieciowych specjaliści firmy stworzyli CoroPlus®, cyfrową platformę połączonych w sieci narzędzi i oprogramowania. 

Oprogramowanie to pokazuje zmiany, które się dokonały. Kiedyś musiano zaufać rutynie i instynktowi, chcąc dokonać ulepszeń procesu lub wykryć zużycie. Obecnie dzięki narzędziom wyposażonym w czujniki kierownicy produkcji mogą regulować i sterować wydajnością obróbki oraz monitorować ją automatycznie w czasie rzeczywistym.

Platforma CoroPlus już okazała się wartościowym narzędziem do monitorowania narzędzi wyposażonych w czujniki i sterowania nimi. Platforma wspomaga optymalizację procesów poprzez wyeliminowanie wspomnianych wcześniej „złodziei czasu” współczesnej produkcji, czyli ograniczenie do minimum liczby przestojów na wymianę zużytych narzędzi, w tym węglikowych płytek tokarskich, i zmniejszenie ilości odpadów.

Ponadto w połączeniu z płytkami w gatunkach GC4415 i GC4425 lub innymi zaawansowanymi narzędziami Sandvik Coromant oprogramowanie CoroPlus jest nieodłącznym składnikiem niezbędnym dla konserwacji predykcyjnej. To dzięki kombinacji właściwych systemów oprogramowania producenci mogą przewidywać zużycie narzędzi i w ten sposób unikać nagłych awarii. 

Nie tylko umożliwia to korzyści wynikające z produkcji bezzałogowej – większe bezpieczeństwo obróbki, krótsze przestoje i ochronę inwestycji. Ponadto sposób osiągnięcia tych korzyści wskazuje na wspomniany przez badaczy z Uniwersytetu Beihang bezpośredni związek konserwacji predykcyjnej z powtarzalną jakością produktu.

 

Więcej informacji można uzyskać na stronie
www.sandvik.coromant.com/pl

 

Źródło: Sandvik Coromant

 

Archiwum:         


 
Strona wykorzystuje cookie w celach reklamowych i statystycznych oraz w celu dostosowania naszej oferty do potrzeb użytkowników. Korzystając ze strony zgadzasz się na ich zapisywanie w pamięci urządzenia zgodnie z ustawieniami przeglądarki. Więcej informacji znajdziesz w naszej polityce prywatności.