Meningkatkan Otomatisasi Lantai Produksi: Presisi, Fleksibilitas & Keandalan
Di mesin, di dekat mesin, antara mesin—IIoT tidak pernah jauh jauh
Fleksibilitas telah datang ke otomatisasi, mungkin seperti belum pernah sebelumnya. Dan bagi industri yang membutuhkan pemesinan presisi, assembly, dan pengukuran, teknologi otomatisasi belum pernah lebih tersedia.
Solusi otomatisasi bervariasi dari presisi tertinggi hingga dependabilitas dan kecepatan yang teruji produksi. Hampir tidak pernah teknologi direpresentasikan sebagai segalanya bagi semua orang, atau lebih tepatnya semua solusi untuk semua masalah. Ini bukan kasus pilih racun Anda, ini lebih tentang memilih teknologi yang paling tepat dan dapat membenarkan ROI. Otomatisasi yang sudah terbukti seperti barfeeders, gantry loaders, opsi pick and place yang disederhanakan tidak pernah terlalu jauh dari garis depan, tetapi mereka sedang digabungkan dan dalam banyak kasus diungguli oleh teknologi robotika baru yang lebih cepat yang memiliki manfaat fleksibilitas yang dapat dibawa oleh komunikasi digital IIoT ke manufaktur.
Presisi dalam Pembuatan Jam Tangan Melahirkan Ratusan Robot
Menurut Rick Brookshire, group product manager, robot untuk Epson America Inc. (Carson City, CA), saat perusahaan induknya, Seiko Epson Corp., mengembangkan robot untuk manufaktur jam tangan mereka sendiri sekitar 35 tahun yang lalu, presisi adalah segalanya. Hari ini, Epson menggabungkan kecepatan dengan presisi dalam tawaran lebih dari 300 robot dengan ukuran jangkauan 175 hingga 1000 mm, payload hingga 20 kg, dan repeatabilitas hingga 5 μm. Aplikasi pertama yang umumnya termasuk bagian yang bisa dimasukkan ke dalam tangan untuk otomotif, medis, elektronik dan fungsi termasuk assembly, machine tending, kitting, inspection dan test, dan palletizing dalam hampir semua jenis industri.
Tambahan terbaru ke portofolio robot Epson, Synthis T3 All-in-One SCARA (selective compliance articulated robot arm) tingkat dasar, diperkenalkan pada titik harga dan dengan kemampuan kecepatan dan presisi yang dimaksudkan untuk memperluas aplikasi Epson di otomotif, elektronik, perangkat medis, dan produk konsumen.
Sejak diperkenalkan pada akhir 2017, T3 telah menemukan penerimaan oleh pasar di luar harapan paling liar kami," kata Brookshire. "T3 memiliki kontroler yang terkandung di dalam lengan, koneksi ke PC untuk pemrograman—semua dengan harga $7495. Ini memiliki perangkat lunak yang sama yang kami gunakan di robot sumbu enam G series high-end kami."
Seperti robot SCARA lainnya Epson, T3 adalah robot empat sumbu yang akan stage dari permukaan datar ke permukaan datar dan telah diposisikan sebagai alternatif untuk linear slides di bengkel. "Linear slides harus disesuaikan terus-menerus untuk pergantian," kata Brookshire. T3, dengan lengan 400 mm dan payload maksimum 3 kg, memenuhi kebutuhan ini untuk fleksibilitas dengan kecepatan untuk operasi yang efisien, integrasi dalam desain yang kompak, dan perangkat lunak pemrograman RC+ Epson.
Efisiensi Robot dalam Paket Kompak
Erowa Technology Inc. (Arlington Heights, IL) memiliki sejarah mengembangkan sistem palletization dan robot untuk menangani alat dan workpiece untuk pemrosesan EDM, serta aplikasi machine tending untuk pembuatan chip secara berdampingan atau dalam kombinasi dengan mesin EDM. "Sebuah job shop melakukan sesuatu yang berbeda setiap hari. Itulah keunggulan kami: menempatkan workpiece pada pallet dan ke dalam magazine dan membiarkan robot memindahkannya di dalam mesin untuk pemrosesan—apakah itu untuk satu, dua atau lima bagian," kata Chris Norman, presiden dan COO. "Kami ada di pasar niche dan otomatisasi kami dirancang untuk job shop, die mold shop, dan aerospace manufacturing shop short-run, untuk menyebut beberapa."
Permintaan untuk produk otomatisasi Erowa telah kuat. "Ada penerimaan yang lebih besar oleh bengkel untuk solusi otomatisasi saat ini. Kami telah mengalami pertumbuhan penjualan otomatisasi sebesar 10 hingga 20% dari 2017, yang naik sekitar 30% dari 2016," kata Norman. "Kami tidak lagi hanya orang-orang EDM, meskipun kami masih melakukan banyak dalam pembuatan elektroda dan penanganan. Tooling kami digunakan dalam banyak aspek manufaktur. Sistem quick-change kami antara pallet dan chuck kami dan tool changer untuk alat pemotong serta elektrode changer pada EDM adalah bentuk otomatisasi yang banyak perusahaan tidak memikirkan."
Pemrograman untuk robotnya telah disederhanakan, menurut Norman. "Robot kami tidak sulit diprogram. Ada berbagai tingkat integrasi. Yang paling dasar adalah robot adalah budak dari mesin. Kami telah melakukan semua pekerjaan antarmuka dan memiliki antarmuka dengan semua OEM besar. Saat kami datang untuk memasang, kami memanggil pallet ke dalam mesin dengan cara yang sama Anda memanggil spindle ke dalam mesin. Ini pada dasarnya satu baris kode. Kami memiliki cell control software yang mengelola mesin dan robot daripada kontrol mesin. Biasanya kami hanya perlu sekitar sehari pelatihan dengan pelanggan," kata Norman.
Lantai Produksi adalah Tempat yang Sibuk
Mesin EDM terbaru dari Makino Inc. (Mason, OH) menawarkan otomatisasi untuk operasi tanpa pengawasan. Dukungan datang dari HyperConnect, suite aplikasi IIoT Makino untuk EDM yang meningkatkan pengalaman pengguna dan efisiensi, serta mengurangi waktu henti mesin. Tersedia pada semua mesin EDM Makino yang dilengkapi kontrol sistem Hyper-i, HyperConnect memungkinkan manajer dan operator bengkel untuk memantau dan mengontrol proses EDM dari mana saja PC, perangkat pintar, atau sistem kontrol Hyper-i lainnya di jaringan.
Operator EDM sudah dihadapkan dengan terlalu banyak di lantai produksi. Hal terbaru yang diinginkan siapa pun adalah memiliki mereka berlari pulang-pergi antara mesin dan ruang kantor. HyperConnect menyediakan aksesibilitas kepada operator ini untuk apa yang mereka butuhkan untuk memaksimalkan efisiensi, baik mereka berada di mesin, di kantor mereka atau bekerja secara remote.
Suite HyperConnect memiliki empat fitur konektivitas utama untuk personel bengkel untuk memantau, merencanakan dan memecahkan masalah operasi EDM mereka. Dari empat fungsi, fungsi EDM Mail dan PC Viewer adalah yang paling banyak digunakan. EDM Mail menyampaikan informasi status mesin kepada operator melalui email selama operasi tanpa pengawasan untuk membantu mengurangi waktu henti dan mendukung kemampuan multitasking. Ini dapat memberikan pembaruan interval waktu berkala dari kondisi operasi mesin, atau memberikan peringatan kepada operator tentang henti mesin pada jam berapa pun.
Interkoneksi Proses Hanyalah Sebuah Ide Jauh
Saat teknologi yang ditawarkan oleh pembangun alat mesin melintasi ke proses yang tidak terkait, otomatisasi dapat memberikan hubungan produktif yang tidak terduga. Methods Machine Tools Inc. (Sudbury, MA), pemasok alat mesin, teknologi 3D printing, dan otomatisasi, mengambil "lompatan kuantum" dengan menggabungkan proses untuk meningkatkan produksi dalam manufaktur 3D. Sel otomatisasi menggabungkan manufaktur additif dengan robotika dan proses subtractive dengan tujuan menyediakan post processing untuk produksi bagian 3D yang selesai, cepat dan sangat efisien.
Sel Methods 20 kaki (6 m) mencakup stasiun pemakanan produk cetak 3D, yang mengangkut bagian 3D pada plate cetak ke dalam FANUC C600 EDM yang membuat potongan untuk memisahkan sebagian bagian dari plate cetak. Di stasiun berikutnya, robot FANUC mencopot plate dari bagian cetak, dan mentransfer bagian ke FANUC RoboDrill untuk operasi pemesinan akhir. RoboDrill sangat diutamakan di lingkungan bengkel karena jejak otomatisasi yang terpadu dan kompak. Direnjakan untuk manufaktur lights-out, sel ini mengurangi waktu keseluruhan untuk menyelesaikan bagian dari pencetakan 3D hingga post-processing akhir, reportedly melipatgandakan throughput bagian total secara empat kali sambil menghilangkan tenaga kerja manual. Mitra pencetakan 3D Methods Machine adalah 3D Systems Corp. (Rock Hill, SC), pelopor pencetakan 3D.
Manufaktur Cerdas Berarti Konektivitas IIoT
Dua pembangun alat mesin, Mazak Corp. (Florence, KY) dan Murata Machinery USA Inc. (Charlotte, NC), telah bekerjasama untuk mengembangkan sistem manufaktur cerdas dengan menggabungkan teknologi pemesinan, otomatisasi dan cerdas Mazak dengan sistem penyimpanan dan pengambilan otomatis berkepadatan tinggi Muratec. Sistem Mazatec SMS (smart manufacturing system) yang dihasilkan memberikan manufaktur lights-out tanpa pengawasan dan output tinggi serta konektivitas IIoT.
Mazatec SMS memasangkan beberapa horizontal machining centers Mazak dan/atau mesin multitasking dengan sistem stoker tipe vertikal Muratec yang memiliki pallet, ember materi dan crane stoker berkecepatan tinggi. Untuk mencocokkan kebutuhan produksi dan ruang lantai spesifik setiap produsen, sistem modular dapat memiliki hingga 150 stoker (dalam ukuran yang berbeda) dalam konfigurasi enam tingkat yang meningkatkan efisiensi ruang secara signifikan.
Teknologi SmartBox IIoT Mazak dan perangkat lunak manajemen produksi Smooth PMC adalah komponen kunci SMS. Sistem otomatis Muratec mengontrol semua interkoneksi dan sinkron dengan host ERP/MRP produsen dan MES. Akibatnya, Mazatec SMS dirancang untuk menjadi solusi pabrik cerdas untuk kontrol proses, pemantauan dan optimisasi untuk memproduksi berbagai workpiece—bahkan dalam ukuran lot kecil—dengan efisiensi tinggi. Mazatec SMS dapat mengintegrasikan berbagai ukuran dan jenis alat mesin ke dalam sistem manufaktur otomatis yang sama. Peralatan periferal untuk Mazatec SMS mencakup stasiun individual untuk pemuatan dan centering, pemuatan miring, pemuatan naik dan turun, penyiapan kerja dan pencucian bagian. Selain menjaga alat mesin tetap terpasok dengan pekerjaan, crane stoker sistem menangani input bahan mentah Mazatec SMS secara keseluruhan dan output bagian yang selesai.
Otomatisasi Bergantung pada Perangkat Lunak, Fokus IIoT
Shop Floor Automations (SFA; La Mesa, CA) mengkhususkan diri dalam perangkat lunak otomatisasi manufaktur yang menyediakan bengkel dengan pemantauan mesin, jaringan CNC (perangkat lunak DNC), pelacakan alat, dan manajemen data produksi. "Teknologi canggih kami bekerja dengan protokol seperti MTConnect, OPC UA, Okuma Thinc, Modbus, dan FANUC FOCAS," kata Guy Barrow, account executive. "Solusi kami berhasil untuk bengkel mesin CNC, bengkel fabrikasi, bengkel pembuatan cetakan, dan setiap bengkel yang berhubungan dengan proses manufaktur. Bengkel termasuk yang membuat [volume tinggi bagian penerbang, bagian medis, senjata api, dan bagian otomotif, serta kombinasi produksi/job shop."
Menurut Barrow, pelanggan SFA ingin menghilangkan media lama di lantai produksi tanpa mengganti mesin mereka. Mereka beralih ke nirkabel dan mengganti drive disk floppy. "Saat transfer program dan revisi kontrol CNC diperlukan, saya akan mengatakan pemantauan mesin sedang populer bagi kami saat ini. Efisiensi mesin sangat penting bagi pelanggan. Kami memiliki insinyur yang siap menyesuaikan solusi yang sesuai dengan kebutuhan produksi pelanggan. Bengkel ingin berinvestasi dalam standar Industry 4.0 dan IIoT, jadi itu memiliki efek positif pada campuran produk kami. Kami selalu menguji solusi baru untuk memecahkan masalah bagi pelanggan tentang metode komunikasi/manajemen transfer program alternatif, meningkatkan utilizasi mesin, kontrol revisi, pergi tanpa kertas, dan persiapan audit yang lebih baik. Ini juga membantu mereka menargetkan tujuan lain, seperti sertifikasi ISO, manufaktur lights-out, dan integrasi dengan solusi lain, seperti perangkat lunak ERP."
Otomatisasi Skala Kecil dengan Kemampuan Besar
Kombinasi machining centers dengan sistem penanganan pallet telah terbukti baik untuk sistem otomatisasi untuk seri skala kecil hingga ukuran batch satu. Untuk alasan itu, Liebherr Automation Systems Co. (Kempten, Jerman; dan Saline, MI) telah memperluas tawaran produk otomatisnya dengan PHS Allround. Tujuan sistem otomatisasi cerdas adalah efisiensi lebih tinggi dan operasi yang sederhana terlepas dari ukuran dan berat bagian. Sistem memindahkan penyiapan workpiece dari mesin ke stasiun penyiapan terpisah dan menyimpan workpiece yang telah difit di area penyimpanan menengah. Workpiece yang telah difit yang disimpan dalam sistem mengompensasi waktu jalur mesin pendek dan panjang, dan memungkinkan pergantian dengan sedikit atau bahkan tanpa tenaga kerja sama sekali, yang pada gilirannya memungkinkan harga satuan untuk dioptimalkan hingga 20%.
Liebherr mengembangkan kelas kompak PHS Allround untuk pengguna universal. Menurut perusahaan, PHS Allround menutup kesenjangan antara solusi sistem pemuatan rotary RHS tingkat dasar Liebherr dan sistem penanganan pallet PHS Pro yang dapat dikonfigurasi secara individual. Sistem penanganan pallet PHS Allround memungkinkan sekelompok besar pengguna untuk beralih ke produksi fleksibel dalam kombinasi dengan machining centers empat dan lima sumbu. Konsep modular baru dalam tiga kelas berat untuk beban hingga tiga ton adalah fleksibel dan dapat dikonfigurasi serta diperluas secara individual. Ini sesuai dengan ukuran pallet 500 x 500 mm hingga 1000 x 1000 mm.
Otomatisasi Target Secondary Ops untuk Sel Manufaktur Bagian Barrel Extension AR-15
Hydromat, nama yang identik dengan produksi volume tinggi di lantai produksi, telah merancang dan membangun sel in-process custom untuk menghilangkan penanganan tambahan dan operasi sekunder untuk bagian barrel extension untuk rifle gaya AR-15 populer. Sebelumnya, bagian ini akan diproduksi pada beberapa mesin.
Solusi disediakan dengan teknologi mesin EPIC Hydromat dengan otomatisasi dan proses pemesinan tambahan. Tim rekayasa di Hydromat datang dengan proses yang akan melakukan pekerjaan tanpa operasi di luar sel—dari bar stock mentah hingga bagian selesai.
Insinyur Hydromat mengusulkan proses sel produksi Barrel Extension OP 10 / 20 /30. Solusi ini mencakup keluar dari mesin Hydromat EPIC ke dalam sel proses transfer empat stasiun Op 20 broach/coin/de-burr yang terintegrasi custom sebelum kembali ke mesin Hydromat untuk Op 30 penyelesaian bagian. Selama proses pemesinan, bagian dikeluarkan dari mesin, dibroach dalam sel terpisah, dan kemudian dikembalikan ke proses rotary transfer untuk diselesaikan. Mesin rotary transfer EPIC 32/45-16 mencakup integrasi penuh dengan otomatisasi robot dan sel Op 20.
OP 10 dimulai dengan bundle bar feeder yang memasukkan bar ke dalam collet dan cut-off di stasiun satu. Part blank dipindahkan dari stasiun dua melalui delapan dengan proses pemesinan spesifik di setiap untuk fitur pada sisi pertama bagian. Di stasiun sembilan mesin EPIC, bagian diekstrak dengan robot FANUC pertama dari collet dan ditempatkan dalam posisi terbuka pada feed tray di sel proses Op 20. Robot kedua mengambil bagian dengan salah satu Schunk double jaws dan menempatkannya ke dalam jaw di posisi satu dari table dalam sel.
Setelah verifikasi posisi laser, bagian dipindahkan ke stasiun kedua. Bagian diekstrak dari jaw oleh sistem transfer pneumatik dan ditempatkan ke posisi proses broach di mana mesin broach melakukan pekerjaannya.
Ty Miles Inc. (Westchester, IL) menyediakan mesin broach dan tooling untuk operasi. Setelah broaching selesai, sistem transfer pneumatik memindahkan bagian dalam jaw sebelum dicangkut ke posisi ketiga untuk coining.
Bagian kemudian dipindahkan ke posisi keempat untuk langkah deburr broach akhir sebelum kembali ke posisi satu untuk dibongkar dan ditempatkan dalam posisi terbuka di unload tray. Dari posisi ini bagian dikembalikan ke mesin Hydromat EPIC untuk Op 30 di stasiun 9H hingga 16H untuk pemesinan fitur pada sisi kedua bagian. Setelah selesai, robot FANUC lainnya mengekstrak bagian barrel extension yang selesai dari collet dan menempatkannya di conveyor belt untuk pemindahan. Dengan waktu siklus 15,0 detik, proses ini menghasilkan produksi 240 bagian-per-jam dari bar stock hingga penyelesaian pemesinan yang diperlukan pada bagian. Setelah heat treating, proses grinding menyediakan bagian untuk pasar.
