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工具自动化的现状和收益
2020年11月02日    阅读量:1359    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

当我们想到工业自动化时,首先想到的是机械臂,物料搬运或CNC机器。但是,自动化的想法远远超出了这些重大的,嗡嗡作响的资本投资。有多种方法可以在整个制造车间的各个位置(包括工具)引入某种程度的自动化中国机械网okmao.com


工具世界中的自动化处于可以大大提高操作性和精度的阶段。在各种情况下,不同类型的自动化可以使曾经需要进行精细的手动调整和困难的测量的任务变得更加轻松,准确,最重要的是更快。在某些领域,我们还处于能够收集和使用数据的早期阶段,这是工业4.0的本质。


如果您将自动化视为消除或减少手工工作的任何事物,则可以从一些简单的设备开始,这些设备使工件的放置更加容易。


Big Kaiser自动化例如,Base Master系列触摸传感器可有效地以1 µm的可重复性将工件偏移和刀具长度确定在+/- 0.005 mm之内。或者,还有3D Master Red,这是一种多合一的三轴(X,Y,Z)测量工具,不需要计算或补偿触控笔球的测量。


这些示例不仅使工具的操作和操纵更加容易,而且最终还加快了调整速度,并消除了昂贵的维修时间或重新切割。工位朝着相似的方向发展。


零件的精确夹持和快速装卸

从历史上看,不同类型的机床交付时都带有独特的工件夹持接口,例如带有三/四爪卡盘的车床或筒夹系统或铣床,而这些机床仍大多基于T型槽工作台。如今,铣削,车削和一些磨削可以在一台机器中或在一个单元中分组的几台机器中进行。


零点夹紧系统为制造过程中最棘手的两个设置问题提供了最佳解决方案:从一种夹具或工件毛坯到另一种夹具的定位重复性,以及从一种机床到另一种机床的工作转移。尽管这些系统不是新系统,但它们增加了通过按一下开关即可打开和关闭卡盘的功能,并使您朝着自动化迈出了又一步。


将具有0.0002英寸或更高的可重复性的这些自动化卡盘装上货盘后,我们得到了数据,而工具世界才刚刚开始对此领域进行深入研究。卡盘的对齐方式是从其中心线确定的,数据可以通过电子方式捕获并存储在机床的CNC程序中。然后可以将工件从车削中心移至磨床,或从加工中心移至CMM,而无需重新建立参考点,因此您可以随时运行任何夹具。


这种类型的夹紧系统允许通过第二步和第三步加工零件,而无需松开零件。这不仅是一种更一致,更快捷的处理方式,而且还改进了特征到特征的准确性,并减少了接触点,测量和人为错误的机会。


Big Kaiser自动化事实是,每次接触零件都会花费金钱。对整个产品进行码垛可以节省至少75%的处理时间;此外,一旦达到自动化生产的目的,通用的工作夹具界面将降低实施成本。

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工具变得“聪明”

当我们开始谈论预设时,是关于数据的对话真正开始的时候。一个标准的台式预置器可以使主轴保持运行,同时可以更快,更准确地离线进行测量。现在,它们还可以充当商店通讯枢纽,从而减少了手动操作的数量和难度。


例如,我们的Speroni预设器可以配备名为Edge Pro的软件。Edge Pro与工程师的CAM软件(例如Vericut)进行通信,以验证长度,直径,创建G代码并使用精确的工具值进行后处理。尽管如此,这些进步仍只是表面。


智能工厂的兴起迫使我们所有人都意识到,使用手动测量和手写注释进行操作的旧式反动工具管理系统与使用超可追溯性进行操作的新型主动式工具管理系统之间的明显区别。


我们的可追溯性解决方案Intelligo可通过无线系统(即RFID或QR /条形码)直接与设备连接,以识别组件,切削刃,工具组件,推车,篮子等,并在整个车间进行跟踪。在安装时,Intelligo适用于特定的工具室,地板和系统。Intelligo使用可扩展的软件结构和本地预设程序,将公司的整个工具库(活动的或非活动的)与CAM,计划和测量软件相链接,并在3D图形界面中进行显示,以供实时可视参考。


自动化的跟踪和数据收集功能使车间可以主动管理库存,消耗和装配,从而防止停机并提高盈利能力。该工具管理技术还跟踪有多少购买预算用于工具,监视和暴露工具在商店中时获得或损失的价值。


尽管Intelligo在工具管理系统方面已达到先进水平,但可用的集成自动化水平却较低。例如,我们的简单发布界面(SPI)在预设器上打印带有QR码的标签,该标签由机器控制上的SPI模块读取,而不是测量,打印标签并将数据打孔到控件中。该系统还可以配置为将测量结果直接发送到刀具NC的偏置表中-没人触摸机器。


从本质上讲,这些技术有助于确保您在正确的时间,正确的位置,正确的位置使用正确的工具,同时优化工具资源和预算,并消除重复的或重叠的挑战性手工工作。


数字工具和闭合自动化循环

最后但并非最不重要的一点,让我们谈谈工具本身。尽管模拟仍然是工具游戏的广泛名称,但仍有一些令人兴奋的数字和连接性进步限制了艰巨的手工工作。数字化为生产改进提供了重大机遇。例如,像我们的EWE产品系列一样,镗头包括数字读数,借助固态磁尺,数字读数可以显示工具的实际直径,而不是难以读取的游标标记。这些头不仅使机器的调节更加简单,而且清楚地显示出调节螺钉上的任何间隙。他们还可以通过Bluetooth®与移动应用程序配对,以便可以自动跟踪和保存调整。减少人为错误,加快调整速度,


下一阶段是关闭自动化循环。即将发布的EWA精镗头具有内置于马达中的马达,该马达可通过远程蓝牙命令自动将切削刃移动到合适的直径,从而消除了机器操作员手动调整镗头的时间和风险。自动精镗操作的意义是巨大的。除了使无聊的可能性成为可能之外,这还将增加多功能性和速度。


Big Kaiser自动化借助机器集成的测头或内径规,加工程序可以在出现孔公差超标的情况下停止镗削循环,并显示错误消息,提醒机床操作员进行必要的调整。片剂。EWA还允许对刀片磨损进行实时补偿。同样,可以将刀头自动调整为不同的孔尺寸,从而减少了在机床的刀库中设置多个直径不同的镗刀的需求。


这些EWA自动镗头可与平板电脑,PC同步或与新机床完全集成。使用平板电脑选件时,可通过BIG KAISER镗孔应用程序连接头部。镗头将根据操作员输入到应用程序中的信息自动进行调整。


对于旧式机床,可以使用机床和EWA之间的PC接口来提供全自动的闭环控制周期,其中命令从机床发送到EWA,并与加工同步自动调整刀具处理。在此解决方案中,与旧机床的集成是通过在外部工业PC上运行的特定应用程序完成的。由于很大程度上取决于机床控制类型,因此必须在现场设置此集成。


整个系统只能集成在新的机床上。EWA控制软件直接在机床本身上运行,不需要外部控制设备。与操作员的交互以应用程序或技术周期的形式在机床人机界面中完成。


接下来会产生更深远的影响:直接在工具和机器控制之间进行通信。刀具直径的调整将是编程过程的一部分,因此,当准备好要完成新孔时,不需要人工干预。


我们正在努力将加速度计等传感器集成到工具和/或固定装置中。我们已经使用工具中的振动传感器进行了测试,结果令人鼓舞。在加工之前和加工期间,这将对诊断和错误预防产生巨大影响。简单的空气切割将能够揭示不平衡和共振频率,这将有助于验证速度是否在适当范围内或是否需要阻尼系统。在切削过程中,这些传感器可以识别不固定的工件以及损坏或磨损的切削刃,并记录整体切削质量,以更好地调整加工参数。


令人兴奋的事情在工具世界中崭露头角。如今,最广泛采用的自动化形式仍然相当基础,但它们在可重复性,更快的设置和测量方面提供了巨大的好处。随着我们发现收集和使用数据的方法,客户(数量仍然相对较少)正在学习如何自动化和改进他们跟踪成本,计划购买和计划的方式。


尽管我们还没有达到自主行动的目的,例如激光材料处理系统或取放机器人,但进展仍朝着这个方向发展。随着更多传感器,数据和连接性的引入,我们将越来越接近工具可以根据设置的参数进行自我调整并且可以大幅度缩短设置时间的地步。


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