Medidas e monitores de dispositivos de fixação inteligentes

Conectividade e coleta de dados tornaram-se temas abrangentes em usinagem e fabricação. OEMs de máquinas-ferramenta e fornecedores de acessórios continuam a desenvolver recursos de feedback/monitoramento automáticos em seus equipamentos para permitir que as oficinas tenham maior controle sobre seus processos de chão de fábrica. Por exemplo, a Hainbuch America Corp. está fornecendo recursos inteligentes em seus mandris e mandris TopPlus IQ. Esses dispositivos inteligentes de fixação são integrados a sensores que incluem recursos de medição de peças e monitoramento de parâmetros de fixação. Eles são projetados para melhorar o fluxo de trabalho, reduzindo os tempos dos procedimentos de medição e diminuindo o refugo, enquanto transmitem os dados ao controlador da máquina para análise e ajustes do processo.

Como os outros produtos de fixação da empresa, a tecnologia IQ foi criada com base na opinião do cliente para determinar a melhor forma de projetar os dispositivos. “Temos que ter certeza de manter a integridade do nosso produto, bem como adaptá-lo para o crescimento futuro”, diz o engenheiro de aplicações da Hainbuch, Jim McCraw. “O sistema de mandril/mandril IQ está dando esse passo à frente com base no feedback do cliente, incluindo onde colocamos os sensores e quais tipos de dados tentamos capturar.”

Ele acrescenta que, com a ajuda dos clientes, o departamento de P&D da empresa pode testar os mandris/mandris à medida que os desenvolvem, deixando espaço para o crescimento futuro do produto.

Medição e monitoramento automáticos

É um fato que as oficinas estão constantemente curiosas sobre o que está acontecendo dentro de um mandril ou dispositivo de fixação e como isso afeta o resultado da peça, de acordo com McCraw. Portanto, os recursos automáticos de medição e monitoramento dos mandris e mandris IQ são um avanço natural na linha de produtos de fixação da empresa.

O mandril de QI pode ser usado para medir o diâmetro da peça acabada. Esses dados são processados ​​no controlador ou no computador mestre e também são mostrados em um anel de LED no mandril. Crédito da foto:Hainbuch America Corp.

Tradicionalmente, os operadores de máquinas precisavam prestar muita atenção às características do processo, como temperatura, pressões de fixação, rigidez e vibração do dispositivo de fixação e da peça de trabalho, e documentar suas descobertas para uso futuro, explica McCraw. Reconhecendo que um possível erro humano e confiar na experiência de um operador pode ser problemático, os engenheiros da Hainbuch projetaram os dispositivos de suporte de trabalho IQ para capturar automaticamente e com mais precisão esses dados e transmiti-los a um banco de dados.

“Dessa forma, um operador não precisa tentar digerir o que está acontecendo dentro da máquina e depois tomar decisões sobre a melhor forma de consertá-lo”, diz McCraw. Com a tecnologia IQ, os aspectos críticos do processo de fixação são programados no dispositivo e, em seguida, ele gera informações precisas que são relatadas ao controle da máquina.

As possibilidades de medição e monitoramento dos dispositivos de fixação TopPlus IQ incluem:

• Fixação e medição em uma única etapa , sem usar uma máquina de medição independente. Esta característica pode detectar se o diâmetro correto foi produzido na usinagem a montante.
• Detecção do contato da peça de trabalho por meio de sensores no corpo básico e através do contato de suporte da peça de três pontos no batente da peça de trabalho. Os sensores podem detectar lascas no batente final da peça de trabalho sem controle complexo de detecção de ar com uma unidade rotativa e tubulação.
• Medição da temperatura do dispositivo de fixação. Esse recurso pode detectar uma mudança gradual de temperatura causada pelo processo de usinagem.
• Medição das RPMs do dispositivo de fixação. Conhecer a velocidade pode ser ideal para o monitoramento de condições para a elaboração de diagramas de análise baseados em RPM, detectando perdas por inércia.
• Monitoramento contínuo da força de fixação diretamente na peça de trabalho. O desvio de um valor de força de fixação calibrado é determinado desta forma, mas não fornece uma medição absoluta. O monitoramento pode detectar se a força de fixação da unidade hidráulica/cilindro de fixação é adequada para a peça de trabalho. Além disso, a análise dos dados de medição da força de fixação permite um processo de fabricação confiável e é um componente importante da manutenção, conforme necessário.

Embora seja possível coletar todas essas informações, muitas oficinas mecânicas optam por coletar apenas determinadas informações que consideram mais úteis para suas aplicações. Este processo é uma transmissão de dados e energia sem contato entre o dispositivo de fixação rotativo e o estator fixado no cabeçote.

Existem três maneiras pelas quais os dispositivos de suporte de trabalho IQ podem ser usado para medição/monitoramento:1) na máquina; 2) ao manusear a peça de trabalho e 3) em uma estação de medição. Crédito da foto:Hainbuch America Corp.

Distribuição de dados

A oficina mecânica pode determinar quais dados coletar da tecnologia IQ e o que fazer com esses dados, manual ou automaticamente. Por exemplo, uma opção é o mandril/mandril IQ exibir certas informações em uma interface gráfica de usuário ou display, que são os dados enviados diretamente dos sensores ao operador para que ele responda. Ou o sistema de fixação IQ pode ser programado para que os dados possam ser realimentados no controle da máquina e, em resposta, a máquina-ferramenta pode fazer ajustes com base em pontos de ajuste ou até mesmo implementar ferramentas de backup se os pontos de desgaste forem atendidos. O cliente trabalha com o fabricante da máquina para que ele possa configurar o caminho desejado – ou respostas – ativado por meio do controle da máquina.

“Algumas lojas querem que o processo seja o mais automatizado e remoto possível”, explica McCraw. “Depende de quão crítico é o processo e quanta interface eles querem que os operadores tenham.”

Além disso, as oficinas mecânicas devem considerar o tipo de loop de conectividade no qual optam por integrar o sistema, de acordo com McCraw. As empresas podem não apenas enviar dados e compartilhá-los, mas também receber informações compartilhadas.

O mandril IQ pode ser usado na máquina para medir o diâmetro da peça, temperatura, RPM, contato da peça e força de fixação da peça. Os dados são processados ​​no controlador ou no computador mestre e são exibidos no painel da máquina. Crédito da foto:Hainbuch America Corp.

Os dados coletados pela tecnologia IQ podem ser mantidos dentro da empresa, dentro de uma família de empresas, ou podem ser compartilhados com redes escolhidas. O compartilhamento de dados e a privacidade das informações devem ser cuidadosamente considerados e monitorados dentro do sistema.

O tipo de loop de conectividade escolhido determina como funciona a transmissão de dados. No entanto, em geral, os sensores IQ enviam informações com um sistema Fieldbus diretamente para um controlador de máquina ou para uma interface gráfica do usuário. Os dados também podem ir para uma rede de fábrica em um sistema central que pode usar esses dados junto com outros dados enviados por outros centros de trabalho da fábrica para orquestrar digitalmente os processos e saídas gerais das fábricas. Esse sistema de controle central pode então ser conectado a fornecedores e recursos externos para usar seus dados para ajudar a fazer ajustes em suas operações internas.

“É aqui que o gateway pode se expandir para a Internet das Coisas e compartilhar esses dados com recursos remotos ou receber dados compartilhados pertinentes de outras fontes”, diz McCraw.

O Papel do Operador

Embora o sistema de mandril/mandril IQ seja considerado automático, o sistema é ensinado pelo operador e, portanto, não é totalmente prático.

Este mandril IQ é para medir a peça acabada calibre. O processamento de dados ocorre no controlador ou no computador mestre e pode ser emitido através de um display na estação de medição. Crédito da foto:Hainbuch America Corp.

dispositivo. Além disso, dependendo da aplicação específica, a entrada humana pode ser muito benéfica. Por exemplo, um operador deve reconhecer quando determinada tecnologia não está funcionando corretamente e então intervir quando necessário.

Na maioria desses sistemas automatizados, os clientes estão se esforçando para controlar um processo e têm reações consistentes aos sintomas que precisam ser tratados. “Portanto, se eles estiverem respondendo manualmente a um sintoma que foi enviado de volta a eles por um sensor, o efeito final da tecnologia IQ será tão confiável quanto o operador corrigir o problema”, explica McCraw. Mas, com compensação automática dentro do controlador da máquina, as máquinas estão sempre tomando decisões baseadas em fatos que foram programados nelas. Por mais que a tecnologia dependa de nós, devemos confiar na tecnologia. Somos dependentes da precisão uns dos outros, acrescenta.

Um pouco de automação de cada vez

A tecnologia de fixação de trabalho TopPlus IQ da Hainbuch permite que as oficinas integrem processos automatizados conforme descrito gradualmente. Um ou dois sensores, mandris ou estações de medição de cada vez podem ser integrados em uma máquina-ferramenta para que a automação não precise acontecer de uma só vez.

“Acho que quanto mais as pessoas perceberem os benefícios de implementar a automação em pequena escala, mais fácil será justificá-la com investimentos maiores”, explica McCraw.

Os benefícios desses dispositivos inteligentes de fixação são claros, especialmente para aplicações de alta produção. Os mandris e mandris IQ automáticos aumentam a produtividade da máquina e a capacidade do processo, garantem um cronograma de manutenção necessário, monitoram as forças de fixação definidas e documentam os resultados para replicar projetos repetidos.

Hainbuch America Corp. | hainbuchamerica. com