Revolusi Manufaktur: Teknologi Pemesinan Presisi Mendorong Produktivitas Bengkel

Index MS32-6 multi-spindle lathe menampilkan platform tool slide baru perusahaan yang menggunakan antarmuka W-serration dan sistem quick-clamping untuk memungkinkan perpindahan alat yang cepat.

Kolom "Chasing Threads" saya di sini menyusun alasan untuk artikel ini. Singkatnya, sementara International Manufacturing Technology Show (IMTS) fisik tidak berlangsung bulan ini, supplier perangkat lunak dan peralatan telah bersiap untuk memperkenalkan penawaran baru sekitar waktu ini yang dapat membantu bengkel seperti Anda menjadi operasi yang lebih efisien dan efektif.

Itulah sebabnya saya menghubungi sejumlah supplier ke industri pemesinan presisi kami yang mendukung pameran untuk mendengar tentang tren yang mereka temukan dan bagaimana teknologi baru mereka dirancang untuk menghadapi tantangan yang ditimbulkan oleh tren tersebut. Dua tren yang paling jelas muncul setelah diskusi saya dengan banyak dari mereka adalah otomasi lebih dari sekadar robotika, dan peralatan pemesinan produksi volume tinggi menjadi lebih fleksibel. Garis bawahnya, berikut ini adalah cuplikan yang memperkenalkan teknologi yang dapat memungkinkan bengkel untuk unggul saat mereka menyiapkan bisnisnya untuk paling baik melayani kebutuhan pelanggan.

Otomasi Lantai Produksi Berada dalam Berbagai Bentuk

Saat beberapa orang mendengar kata "otomasi" dalam konteks perannya di lingkungan bengkel mesin, robot segera datang ke pikiran. Tentu saja, robot tending mesin menjadi semakin prevalen di bengkel. Dan nilai produksi otomatis tersebut telah terlihat jelas saat bengkel dihadapkan pada tantangan sumber daya manusia sebagai akibat COVID-19. Tidak mengherankan, pembuat alat mesin semakin sering ditanya tentang opsi otomasi yang tersedia dengan peralatan mereka.

Ini mencakup Marubeni Citizen-Cincom. Citizen Swiss-types dapat dilengkapi dengan vacuum ejection, wire ejection dan pallet loading/unloading units untuk pengangan bagian otomatis. Sistem vacuum mengeluarkan bagian dari subspindle dan ke dalam vacuum extractor, yang dikumpulkan di tray eksternal atau carousel. Cocok untuk aplikasi medis, sistem wire ejection dirancang untuk mengeluarkan bagian panjang yang rapi dan mencakup tray atau tabel pengumpulan bagian. Sistem palletizing memungkinkan pengumpulan dalam proses dan sampling komponen, sementara shuttle storage tray unit dapat diakses selama proses pemesinan untuk membongkar komponen yang selesai. Ini juga mungkin untuk secara otomatis memuat bahan ke dalam spindle mesin.

Marubeni Citizen-Cincom sekarang menawarkan kemampuan penggantian alat otomatis B-axis untuk L20XII ATC Swiss-types yang dapat menampung 13 alat.

Perusahaan juga sekarang menawarkan kemampuan penggantian alat otomatis untuk L20XII ATC Swiss-types B-axis (seperti yang ditampilkan dalam video di bawah). Alat dipasang pada gang toolpost dan dapat menampung 13 alat pemesinan depan B-axis (12 di antaranya disimpan di ATC). Alat ATC dapat digunakan bersama dengan alat pemutaran yang ada dan rotary tools cross-mesin. Mereka dapat dipreset offline untuk setup cepat, sambil memungkinkan pemesinan lengkap geometri kompleks seperti yang umum pada implant medis.

Magazine bar feeders adalah alat otomatis yang mudah diterapkan. Misalnya, Edge Patriot 880 baru dari Edge Technologies (untuk diameter 8 hingga 80 mm dan tersedia dalam versi 6- dan 12 kaki) menampilkan quick-change guide channels dan roller steady rest yang dapat disesuaikan. Perusahaan mengatakan ini mengisi kebutuhan pasar untuk solusi yang tangguh dan terjangkau untuk barstock diameter besar. Versi 6 kaki dikatakan memberikan manfaat bagi pengguna yang ingin lebih banyak fungsionalitas daripada short loader konvensional dengan mampu memumpankan bar 6 kaki dengan remnant retraction.

CAM programming juga dapat diotomatisasi, dan DP Technology telah menyempurnakan mesin buatan (AI) untuk mengaktifkannya. Tujuannya adalah untuk "membangun kecerdasan" dan mengintegrasikan praktik pemrograman terbaik menggunakan database informasi yang telah dihaluskan oleh programmer berpengalaman seiring waktu.

Versi terbaru perangkat lunak Esprit dari DP mencakup fungsi seperti Machine Swap, yang memanfaatkan konsep digital twin di mana replika digital dari seluruh operasi pemesinan dibuat di lingkungan virtual. Perusahaan mengatakan kemampuan ini baik untuk bengkel yang memiliki banyak jenis mesin yang berbeda. Misalnya, dikatakan bahwa program bagian yang dibuat untuk VMC dapat dibuat untuk menjalankan pekerjaan pada HMC, dengan mesin AI secara otomatis menghasilkan kode baru karena ia mengetahui kinematika HMC. Demikian pula, dengan fungsi Automatic Link, mesin AI dapat membuat linking yang optimal dan aman dari operasi pemotongan, menyesuaikan gerakan saat bahan workpiece dihapus dan jarak clear tool berubah untuk mempercepat waktu siklus.

Esprit menggunakan mesin buatan sebagai sarana untuk "membangun kecerdasan" ke dalam CAM programming untuk berbagai alat mesin termasuk Swiss-types. Membuat digital twin yang akurat dari mesin aktual dengan data kinematika mesin juga merupakan bagian kunci dari hal ini.

Namun, perusahaan juga bekerja sama dengan pembuat alat mesin dan dealer sehingga postprocessor dapat dikembangkan yang tidak memerlukan editing kode manual. Perusahaan mengatakan ini dapat menjadi penghemat waktu yang sama besar bagi programmer.

Star CNC mengatakan dengan machining tanpa pengawasan yang terus berkembang datang kebutuhan yang meningkat untuk pemantauan proses dan analitik prediktif untuk mendukung operasi tanpa atau ringan pengawasan. Perangkat lunak SMOOSS-i baru dikatakan memungkinkan pemantauan jarak jauh melalui pengumpulan data live serta status terbaru dari penyelesaian pekerjaan. Fitur perangkat lunak lainnya dapat membantu mengantisipasi perhatian operator yang diperlukan berdasarkan umur dan kondisi alat, sisa bahan mentah yang tersedia dan status mesin saat ini. Ini membantu menentukan dengan lebih baik kapan operator diperlukan di mesin tertentu untuk mengelola waktu dan kehadiran dengan lebih baik. Mengingat rekomendasi jarak sosial saat ini karena COVID-19, ini juga dapat meminimalkan jumlah orang yang berkumpul di satu area.

Seri Detector dari SPC Innovations menampilkan desain modular yang dikatakan menawarkan kalibrasi dan konfigurasi yang mudah untuk berbagai sensor berdasarkan bagian tertentu sambil memungkinkan sistem dipasang di mesin lain.

Demikian pula, untuk membangun kepercayaan dalam proses pemesinan tanpa pengawasan, bagian harus diukur secara teratur untuk kontrol dimensi dan alat juga untuk mendeteksi aus dan kerusakan. SPC Innovations sekarang menawarkan Detector in-machine broken tool dan part gaging system. Sistem ini terdiri dari layar sentuh industri universal yang dapat digunakan untuk memprogram dan memantau sensor kontak elektronik tipe tongkat dengan encoder yang dikonfigurasi untuk kehadiran alat/bagian atau pengukuran bagian. Pengukuran bagian dalam proses untuk atribut bagian kritis memungkinkan perubahan otomatis ke tool offsets untuk mengkompensasi aus alat. Ini juga dapat secara otomatis menolak bagian yang ditemukan buruk karena anomali seperti pemuatan salah.

Sistem baru dapat menampung hingga 16 sensor. Kemampuan penanganan materi mesin itu sendiri dapat digunakan untuk memindahkan bagian ke sensor atau cross slide dapat dibuat untuk membawa sensor ke bagian untuk mengukur diameter, panjang dan lebih banyak. Desain modular dikatakan menawarkan kalibrasi dan konfigurasi yang mudah untuk berbagai sensor berdasarkan bagian tertentu dan memungkinkan sistem dipasang di mesin lain. Selain itu, inspeksi in-machine otomatis seperti ini dapat menghilangkan sejumlah besar pengurutan dan pengukuran bagian manual, serta kontak fisik dengan bagian.

Peralatan Produksi Dapat Fleksibel

Transfer machines adalah opsi yang dikenal untuk pekerjaan pemesinan volume tinggi. Pembuat seperti Gnutti, namun, juga merancang mesin mereka dengan fleksibilitas dalam pikiran. Misalnya, mesin Piccola memproses coil stock dengan diameter hingga 13 mm. Pemesinan dari coil menghilangkan kebutuhan untuk beralih ke ukuran barstock baru dan memungkinkan bengkel untuk merealisasikan penggunaan bahan yang tinggi karena tidak ada sisa barstock. Namun, selain itu, mesin Piccola memiliki sistem pergantian alat multi-stasiun baru yang dapat menampung hingga enam alat. Ini menawarkan serbaguna untuk menjalankan pekerjaan yang berbeda atau memiliki alat redundan untuk pekerjaan yang berjalan lama.

Hwacheon mengatakan melihat minat yang meningkat pada solusi otomatis untuk bagian yang sangat kompleks seperti yang dihasilkan pada mesin lima-sumbu D2-5AX. Automatic workpiece changer ini yang dapat dipasang pada mesin tersebut tersedia dalam model delapan atau 20-stasiun dan dapat menampung bagian dengan diameter maksimal 300 mm dan berat 80 kg.

Dengan platform rotary transfer MultiX, Mikron mengatakan telah menekankan pada konfigurabilitas, skalabilitas dan fleksibilitas. Mesin ini menawarkan kemampuan pemutaran yang sebenarnya dan kemampuan untuk memiliki hingga tiga alat dalam potong pada satu stasiun (mesin dapat memiliki 4-24 stasiun). Semua unit pemesinan standar dapat ditukar dan sangat presisi dapat direposisikan. Oleh karena itu, mesin yang dikonfigurasi untuk satu pekerjaan dapat dikonfigurasikan ulang untuk pekerjaan lain dengan menukar unit pemesinan. Selain itu, berbagai pegang alat tersedia dan banyak alat dapat dipasang pada setiap unit.

Konsep PortaCenter dari Porta juga dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan produksi high-mix karena perusahaan mengatakan total volume bagian yang dibutuhkan terus meningkat, tetapi ukuran lot menyusut. Mesin model standar ini memiliki tiga stasiun pemesinan 4-sumbu dan satu stasiun load/unload dan menawarkan — dalam satu unit — alternatif terhadap banyak horizontal machining center (HMC) konvensional 4-sumbu. Dikatakan ini mengurangi biaya terkait fixturing, tooling, tenaga kerja, ruang lantai, inspeksi dan utilitas, sambil menyediakan perpindahan kerja yang cepat ke pekerjaan baru. Faktanya, perusahaan mengatakan sumbu A- dan U- tambahan PortaCenter memungkinkannya untuk memesinan bagian dalam satu setup yang tidak dapat dilakukan oleh HMC konvensional. Model standar PortaCenter ISO40 menawarkan work envelope 10 inci, sementara perusahaan juga menawarkan model ISO50, yang memiliki work envelope 20 inci untuk menampung bagian yang lebih besar.

Alternatif saat ukuran barstock mulai mendorong kapasitas Swiss-type, Doosan Puma TT-1300SYYB ini dengan twin turrets masing-masing dengan gerakan sumbu Y dapat mendekati main dan subspindle secara terpisah atau bersamaan.

Bengkel yang akrab dengan Swiss-types juga memiliki pilihan yang harus dibuat saat pekerjaan mulai mendorong atau melebihi kapasitas barstock mesin tersebut. Doosan mengatakan model baru Puma TT-1300SYYB menawarkan produktivitas, presisi dan fleksibilitas untuk bagian yang dapat diproduksi dari barstock 2 inci. Mesin ini memiliki twin turrets masing-masing dengan gerakan sumbu Y yang dapat mendekati main dan subspindle secara terpisah atau bersamaan, yang terakhir untuk operasi seperti pinch turning.

Untuk bagian yang lebih kecil, Index sekarang menawarkan multi-spindle lathe MS32-6 baru (ditampilkan di atas halaman ini), yang dikatakan membuka opsi teknologi multi-spindle untuk rentang bengkel yang lebih luas. Mesin ini mencakup platform tool slide baru perusahaan yang menggunakan antarmuka W-serration untuk memungkinkan perpindahan alat yang cepat dengan lokasi presisi. Selain itu, sistem quick-clamping baru dikatakan memudahkan untuk membawa alat yang telah diatur offline. Index mengatakan kombinasi fitur ini dapat memotong waktu setup lebih dari 90%, memungkinkan bengkel untuk mencapai produktivitas tinggi yang dikenal dari multi-spindles dengan serbaguna untuk menjalankan ukuran lot yang lebih kecil.

Tornos sekarang menawarkan mesin SwissNano kecil dalam model 7-mm diameter yang lebih besar.

Tunos telah secara serupa meningkatkan fleksibilitas SwissNano kecil dengan versi 7-mm diameter yang lebih besar. Model ini menampilkan stabilitas termal yang sama dan desain kinematika 6-sumbu dengan back spindle dipasang pada tiga sumbu linier dari model 4-mm asli, tetapi juga memiliki daya spiral dua kali lipat (2.5 kW) untuk memesinan bahan yang lebih eksotis. Selain itu, dua, tiga atau empat alat dapat dipasang di bawah counter spindle, memungkinkan mesin untuk melakukan operasi secara paralel.

Horn menawarkan unit W&F Linear dengan sistem manajemen pendingin terintegrasi untuk Swiss-types. Unit ini memiliki plomberie yang dirancang khusus yang memungkinkan pengguna untuk menjalankan pendingin tekanan tinggi ke pegang alat dengan hanya menghubungkan dua garis ke port unit.

Quick-change tooling juga tersedia untuk meningkatkan fleksibilitas alat mesin produksi seperti Swiss-types untuk lebih mudah menampung ukuran batch yang lebih kecil. Misalnya, Tsugami mengatakan menawarkan pegang alat driven dan static yang dapat dipreset di luar mesin dan diganti dalam hitungan detik, menghilangkan kemungkinan kesalahan operator dalam menyalir alat. Ini juga dapat sangat mengurangi kebutuhan akan operasi sekunder serta mendorong penggunaan alat redundan dan machining lights-out.

Horn telah bermitra dengan W&F Werkzeugtechnik untuk menawarkan unit W&F Linear dengan sistem manajemen pendingin terintegrasi untuk Swiss-types untuk setup yang lebih cepat. Horn mengatakan sementara penawaran quick-change ini bukan yang pertama di pasar, itu memecahkan tantangan stabilitas yang inherent dengan persyaratan yang ketat dari pemesinan Swiss serta mengatasi work envelope yang sempit, yang sebaliknya mungkin menyebabkan waktu tambahan untuk mengganti alat.

Menurut perusahaan, mengganti alat pada Swiss-type sering kali berarti mensetting ulang tepi potong dan menyesuaikan plomberie pegang alat jika ada through-coolant. Mensetting ulang dapat memakan waktu dan, karena melibatkan penempatan alat terhadap OD bagian, mengencangkan pegang alat terlalu kuat juga dapat merusak tepi alat potong. Sebaliknya, sistem W&F Linear adalah blok bolt-on yang disesuaikan untuk mengganti blok alat dari mesin spesifik pengguna. Blok memiliki plomberie yang dirancang khusus yang memungkinkan pengguna untuk menjalankan pendingin tekanan tinggi dengan hanya menghubungkan dua garis ke port pada blok. Pendingin diumpankan melalui blok dan melalui HSK coolant tubes ke pegang alat, yang terhubung ke port plomberie di dasar setiap stasiun alat.

Port plomberie juga menyediakan jarak tetap untuk menentukan posisi alat potong. Port berfungsi sebagai penahan, karena pegang alat bersandar padanya bahkan ketika tidak ada through coolant. Karena panjang pegang alat diketahui dan penahan memberikan posisi yang tepat, pengguna dapat menentukan posisi tepi potong tanpa perlu mensetting ulang. Pergantian alat kemudian hanya masalah mencabut satu pegang alat, mengganti insert dan memasukkannya kembali.

Pergantian alat untuk mesin milling CNC tidak sebanyak masalah karena mereka memiliki automatic tool changers (ATCs). Namun, untuk bengkel yang ingin menggunakan spindle kecepatan tinggi untuk memberikan rpm yang memungkinkan mesin konvensional untuk melakukan pekerjaan mikro — pasar yang menurut NSK sedang berkembang — beberapa intervensi operator dapat diperlukan.

Quick-change workholding menjadi semakin umum untuk mempercepat setup dalam lingkungan produksi high-mix. Hainbuch baru-baru ini menambahkan modul dua-jaw untuk sistemnya untuk memungkinkan clamping pada bagian kubik.

Menurut perusahaan, alat diameter kecil biasanya memerlukan kecepatan spindle 15.000 rpm atau lebih tinggi, kecepatan yang sering tidak dapat dicapai oleh mesin konvensional. Salah satu jenis spindle kecepatan tinggi, yang dipasang di dalam spindle mesin itu sendiri, adalah model listrik. NSK mengatakan spindle listrik menguntungkan karena antarmuka sederhana dengan CNC mesin dan menawarkan umur panjang, kecepatan konsisten, akurasi tinggi dan repeatabilitas yang baik. Kelemahan spindle listrik tradisional adalah, sementara mereka dapat disimpan di kantong ATC, operator harus menghentikan mesin untuk memutuskan sinyal listrik dan garis udara pneumatik yang digunakan untuk pendingin dan purging sebelum spindle dapat dimuat ke ATC. Model terbaru perusahaan sepenuhnya dapat ditukar tanpa perlu menghubungkan atau memutuskan elemen tersebut secara manual. Ini memberikan fleksibilitas untuk mesin rpm rendah untuk mencapai rpm tinggi yang diperlukan untuk mikromesin ketika diperlukan. Spindle listrik NSK dapat mencapai 80.000 rpm.

Lebih Lagi di Horizon (Selalu)

Sampel teknologi ini hanyalah itu — sebuah sampel. Tidak ada satu artikel yang dapat begitu komprehensif untuk menyentuh semua yang baru tersedia bagi industri pemesinan presisi. Seperti biasa, Production Machining akan terus memperkenalkan peralatan, perangkat lunak dan konsep baru yang bermanfaat seiring dikembangkan. Kami juga menantikan untuk terus membahas topik-topik seperti yang disebutkan dalam artikel ini serta menciptakan cerita yang menggambarkan bagaimana teknologi canggih berhasil diterapkan di bengkel seperti Anda. Langganan untuk salinan cetak Anda.

Anatomi delapan Spindle

Selama kunjungan ke markas Jerman Schütte tidak lama yang lalu, Production Machining mengetahui tentang delapan-spindle ACX CNC multi perusahaan, varian dari enam-spindle Generation SCX CNC multi. Salah satu tantangan adalah menawarkan antarmuka operator yang intuitif untuk mesin yang dapat memiliki hingga 85 sumbu untuk dikontrol. Pelajari lebih lanjut.