Hogyan segíthet az Ipar 4.0 a gyártóknak a gépkihasználtság és a profit növelésében?
A gyártók kevesebb mint 30%-a alkalmazza széles körben az Ipar 4.0 technológiáit, derül ki egy új jelentésre adott válaszokból. A digitalizálástól idegenkedő gyártóknak azonban lehet, hogy meg kell változniuk, ha alkalmazkodni akarnak egy kiszámíthatatlan jövőhöz. James Thorpe, a fémforgácsolási szerszámok terén világelső Sandvik Coromant globális termékmenedzsere, elmagyarázza, hogy a fejlett szoftverek és a megfelelő szerszámgépek kombinálásával a gyártók nyereségesen és saját feltételeik szerint tudnak digitalizálni.
Az IoT Analytics Industry 4.0 & Smart Manufacturing Adoption Report (Jelentés az Ipar 4.0 és az intelligens gyártás elterjedéséről) tanulmánya szerint a gyártók körében még mindig alacsony az Ipar 4.0-technológiák elterjedtsége. Tekintve, hogy az Ipar 4.0 előnyei ma már nagyon jól láthatók, miért nem digitalizálja több gyártó a folyamatait?
Az egyik felfogás szerint az Ipar 4.0 alkalmazása a meglévő gyártási összeállításokra drága; valójában azonban nem kell annak lennie. A lassú elterjedés másik oka, hogy a gyártók nem látnak okot a meglévő szerszámkészlet és folyamatok frissítésére. Ha működik, minek változtatni? Az ebbe a kategóriába tartozó gyártók nem biztosak abban, hogy az Ipar 4.0 hogyan illeszkedik a bevett módszereikhez. Az az igazság, hogy az Ipar 4.0 automatizált technológiáik jelentősen növelhetik a gyártók nyereségét. A Sandvik Coromant például úgy találta, hogy a gépkihasználtság 20%-os növelése 10%-kal magasabb bruttó hasznot jelent, és az automatizált rendszerek drámaian megnövelhetik a gépek üzemidejét.
Az automatizált berendezések támogathatják egyre inkább terjedő minimális emberi felügyelettel vagy anélkül végzett megmunkálást is – különösen a világjárvány közepette. A Pricewaterhouse Coopers (PwC) közelmúltbeli COVID-19: What it means for industrial manufacturers (Mit jelent az ipari gyártók számára?) jelentése szerint „A soraikban vírusfertőzésnek kitett vállalatok számára a jelen egy kritikusan fontos idő lenne az automatizálási technológiák proaktív telepítési lehetőségeinek feltárása.”
A mai Ipar 4.0-technológiák, beleértve az érzékelőket és a gépi tanulást, szintén előnyösek lehetnek a gyártási leállítások számának minimalizálásában. Ismét növekszik a nyereség. Ide tartoznak a kopott szerszámok, például a fúrók cseréjéhez szükséges leállások. Korábban a gépkezelőknek manuális ellenőrzésre kellett támaszkodniuk a szerszámkopás észleléséhez. A PwC jelentése alternatívaként az ipari dolgok internete (IIoT) felé mutat. Példa erre a Sandvik Coromant legújabb CoroPlus® Machining Insights platformja, amely a vállalat CoroPlus csatlakoztathatósági szoftvercsomagját bővíti.
A Machining Insights segítségével a CNC-gépek Ethernet-kapcsolaton keresztül tudnak csatlakozni, és a jelenleginél nagyobb mennyiségű információt továbbíthatnak. Ez magában foglalja a gyártási adatokat a műhelyhatékonyság és az általános eszközhatékonyság (OEE) javítása érdekében. És ez nem korlátozódik az új gépekre.
A legtöbb gép csatlakoztatható a hálózathoz, és elérhetők adapterek a régebbi gépek számára, hogy kompatibilisek legyenek. Más szavakkal, az Ipar 4.0 könnyen integrálható, akár régi hardverekkel is.
Kiszámítható kopás
A Machining Insights célja, hogy a gyártók jobban beleláthassanak a megmunkálási folyamatokba, és információkat nyújtson az állásidők és hatékonysági hiányok azonosítására és kiküszöbölésére. Ez magában foglalja a nagy részben vagy teljesen automatizált folyamatok időszakát is.
Nézzünk szembe a tényekkel, a gyártást fenyegető egyik legnagyobb veszély a kiszámíthatatlan éltartam. Az automatizált gyártást megfelelően támogató eszköz számára a siker kulcsa a folyamatos, ellenőrizhető kopás korlátozása és a szakaszos, ellenőrizhetetlen kopás kiküszöbölése. A Sandvik Coromant szakemberei ezt szem előtt tartva fejlesztették ki a -GM geometriájú CoroDrill 860®-at, amely egy új kialakítású tömör keményfém fúró anyagok széles köréhez optimalizálva az összes iparágban.
Egy járműipari gyártó képes volt az éltartam 1150%-os növelésére a CoroDrill® 860-GM segítségével.
A tervezés egyedi megközelítése
A Sandvik Coromant szakemberei számára a szerszám hosszabb éltartamának kulcsa nem korlátozódik a szerszám használatban töltött idejére, kiterjed magának a fúrónak a kialakítására is.
A CoroDrill 860-GM innovatív, polírozott horonykialakítással rendelkezik. Az úttörő kialakítás javítja a forgácselvezetést és jobb furatminőséget eredményez, miközben segít csökkenteni a hő felhalmozódását és a forgácsolóerőket fúrás közben. A fúró további fő jellemzői közé tartozik a megerősített mag és sarokélletörés, a forgácsolóél mikrohibáit kiküszöbölő élelőkészítés és a fúrási stabilitást fokozó kettős szegély. Kialakítása révén a fúrócsúcs finomított hátszögekkel és jobb felületi minőséggel rendelkezik. A CoroDrill 860 olyan alkalmazásokhoz alkalmazható, ahol a furatminőség kritikus fontosságú. Ide tartozik a repülőgépipar, az általános gépészet, az olaj- és gázipar, az atom- és a megújuló energia. Optimalizált megbízhatósága a járműiparban is bizonyított, ideértve a motorblokkok, burkolatok, karimák és elosztók fúrását.
Szerszámtechnológia a gyakorlatban
Ahogy a gyártás egyre automatizáltabbá válik, a kiszámíthatatlan éltartam egyre nagyobb probléma lesz. Koreában egy járműipari gyártó tapasztalta ezt a problémát, és a Sandvik Coromanttal együttműködve javította a szerszám éltartamát.
Az alkalmazás a CoroDrill 860-GM-et használta furatok fúrásához a járműipari erőátviteli csatlakozókhoz. Összesen nyolc 8,2 mm (0,32”) átmérőjű átmenő furatot készítettek minden egyes alkatrészben 10 mm (0,39”) mélységgel. A korábbi szerszám 200 alkatrészt gyártott, összesen 1600 furattal, 80 m/perc (3102 ford/perc) forgácsolási sebességgel (Vc) és 381 mm/perc forgácsolási előtolással (Vf). Ehhez képest: a CoroDrill 860-GM 2300 alkatrészt (18 400 furatot) gyártott 100 m/perc (3878 ford/perc) Vc és 814 mm/perc Vf értékkel. Az eredmény jelentősen jobb, 1150%-os éltartam, és olyan termelékenységnövekedés, amely csökkentette az általános alkatrészenkénti költségeket. Amellett, hogy meghosszabbítják az éltartamot, ezen szerszámok megnövelhetik a forgácsolási adatokat, és ennélfogva nagyobb forgácsolási sebességet tesznek lehetővé. Egy gépészeti vállalat az amerikai Ohio államban, Lancasterben 57%-kal nagyobb forgácsolási sebességet tudott elérni, amikor a CoroDrill 860-GM-t használt egy versenytárs fúróval szemben. Az alkalmazás 304 rozsdamentes acélból készült érzékelőház-alkatrészek fúrására használta a szerszámot – 11 furat mindegyikben, 6,6 mm (0,260”) átmérővel.
Online kapcsolat
A szerszámok éltartamának növelése érdekében a gyártóknak be kell fektetniük az Ipar 4.0-technológiákba, például a Machining Insights-ba a kopás monitorozása érdekében. Ennek ellenére nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy erős szerszámokba kell fektetni. A Sandvik Coromant CoroPlus® Tool Guide egyszerűbbé teszi a szerszámválasztást. Az internetes böngészőn keresztüli online alkalmazáshoz, valamint a munkadarab anyagának és az alkalmazásnak a meghatározásával a felhasználók megtalálhatják az igényeiknek megfelelő legjobb kerek tömör körszerszámokat és forgácsolási adatokat. Eközben a Machining Insights mellett a Sandvik Coromant digitális megmunkálási portfóliója tartalmazza a CoroPlus® Process Controlt is, amely egy hardveres és szoftveres elemeket egyaránt tartalmazó folyamatirányítási megoldás. A megoldás valós időben figyeli a gépeket, és automatikusan a meghatározott szabályok szerint jár el, nem csak riasztást ad. A műveletek magukban foglalhatják a gép leállítását ütközés esetén vagy egy kopott szerszám cseréjét.
Számtalan termelékenységi, nyereségszerzési és karbantartási előny válik elérhetővé azon műhelyeknek, amelyek hajlandók leküzdeni az Ipar 4.0-val szembeni aggályaikat. Ezeknek a technológiáknak a helyes alkalmazásával a gyártók saját feltételeikkel digitalizálhatnak – és beléphetnek a gyártók azon 30%-a közé, akik az IoT Analytics jelentése szerint felkészültek a kiszámíthatatlan jövőre.
