Pengumpan Bar Modern: Meningkatkan Interkonektivitas untuk Penghematan Biaya dan Kualitas

Kebutuhan untuk mengurangi biaya per bagian, meningkatkan produktivitas, mengelola kualitas produk, dan mendapatkan keunggulan kompetitif mendorong produsen untuk meninjau semua aspek proses produksi mereka. Bagi mereka yang menggunakan mesin bubut untuk membuat bagian dari barstok, penggunaan pengumpan bar modern dapat memberikan dampak besar dalam mencapai tujuan ini, terutama sekarang setelah pengumpan bar telah memasuki era Internet Industri Apa Saja (IIoT).

Selama bertahun-tahun, pemuatan barstok sepenuhnya dilakukan secara manual, yang memperlambat produksi dan berkontribusi sedikit pada pemeliharaan kualitas produk. Ada juga bahaya cedera yang signifikan bagi operator mesin yang dapat terpukul oleh barstok terbuka yang berputar dengan kecepatan tinggi. Faktanya, pemuat bar awal hanyalah perangkat pemegang atau pemandu yang membatasi kecepatan spindel, menghasilkan getaran signifikan, dan sering merusak benda kerja serta perkakas mesin.

Sejak itu, pengumpan bar berkembang dari perangkat mekanis primer menjadi sistem canggih yang mengintegrasikan servomotor, enkoder absolut, dan berbagai komponen otomatis yang menyesuaikan diri sendiri. Kemajuan ini—kadang-kadang langkah maju besar, kadang-kadang progresif—secara konsisten telah meningkatkan kecepatan pemuatan bar, dukungan, keamanan, dan keandalan. Untuk memberikan solusi terbaik untuk berbagai aplikasi, pengumpan bar otomatis kini tersedia dalam versi yang menampung bar panjang 12 kaki, 6 kaki, dan panjang spindel, serta beroperasi dengan mesin bubut headstock tetap dan geser (tipe Swiss).

Koneksi Ethernet

Salah satu lompatan paling dramatis dalam teknologi pengumpan bar adalah integrasi konektivitas Ethernet yang memungkinkan pengumpan bar berkomunikasi dua arah dengan pengontrol CNC mesin. Pembagian data ini memberikan produsen sejumlah manfaat, termasuk mengurangi limbah bahan dan memungkinkan pergantian program bagian secara otomatis di tengah jalan.

Mengaktifkan perkakas mesin untuk terhubung dengan peralatan pabrik lain telah menjadi topik hangat dalam manufaktur selama beberapa tahun terakhir. Dalam beberapa kasus, upaya interkonektivitas memiliki aplikasi praktis yang terbatas. Namun, sistem komunikasi Ethernet e-Connect, yang dikembangkan oleh pembuat pengumpan bar LNS untuk interkonektivitas antara pengumpan bar dan perkakas mesin, dirancang untuk memberikan solusi IIoT nyata untuk produsen dalam skala apa pun, dari produksi volume tinggi hingga pemakaian batch kecil dengan campuran bagian.

Mengurangi Biaya Bahan dan Tenaga Kerja

Bagi banyak bengkel, biaya semua barstok—terutama bahan seperti titanium dan alloy eksotis—membuat pengurangan limbah menjadi pertimbangan penting. Membuang sisa bahan mahal ini seperti melemparkan uang ke tong sampah. Dengan e-Connect, penggunaan bahan dipantau secara berkelanjutan dan dikomunikasikan ke pengontrol mesin CNC. Ketika data yang dibagikan menunjukkan tidak cukup bahan tersisa untuk membuat bagian berikutnya dalam suatu run, sistem memindai jadwal produksi master untuk mencari bagian lain dalam antrian yang dapat dibuat dari sisa itu. Setelah bagian diidentifikasi, perkakas mesin dan pengumpan bar secara otomatis menyesuaikan diri untuk membuat bagian atau bagian yang dipilih. Setelah bar habis, pengumpan bar memuat bar berikutnya, dan sistem mengulangi proses ini hingga semua bagian yang dijadwalkan selesai.

Selain penggunaan bahan yang lebih baik, ada juga penghematan biaya tenaga kerja yang signifikan karena pergantian, dalam rentang diameter, dilakukan tanpa intervensi operator. Kontak lebih sedikit oleh operator mesin meningkatkan throughput, mengurangi kemungkinan kesalahan manusia, dan memungkinkan satu operator untuk mengurus beberapa stasiun kerja. Tingkat otomasi ini—bersama dengan pemantauan jarak jauh kesehatan pengumpan bar—membuat produksi tanpa awan (lights-out) mungkin, bahkan untuk batch bagian campuran.

Untuk memperkuat produksi tanpa awan lebih lanjut, sistem e-Connect memberikan pemantauan real-time terhadap periferal LNS lain termasuk pengumpan chip, sistem tekanan tinggi, pengumpan minyak/asap, dan perangkat lain untuk produksi malam hari tanpa khawatir. Data untuk semua perangkat ini mengalir melalui e-Connect, jadi tidak perlu saluran data khusus dari setiap produk.

Studi Kasus

Contoh bengkel CNC yang menggunakan tingkat interkonektivitas ini untuk mengurangi biaya per bagian sambil memenuhi persyaratan pengiriman tepat waktu pelanggan adalah American Punch (Cleveland, Ohio). Perusahaan ini membuat punch dan dies presisi untuk aplikasi tebal seperti komponen jembatan dan rangka truk, serta bagian tipis untuk produk konsumen seperti peralatan rumah tangga dan bagian otomotif.

Karena pelanggan perusahaan membutuhkan lot kecil 5, 10, atau 20 bagian pada satu waktu, bukan run volume tinggi, American Punch harus mempertimbangkan ulang proses produksi. Salah satu pendekatan adalah melanjutkan pembuatan run panjang dan menyimpan inventaris berlebih untuk pengiriman di masa depan. Meskipun perusahaan sudah menyimpan sejumlah bagian dengan turnover tinggi untuk pelanggan tertentu, menambahkan stok bagian volume rendah akan mengikat modal kerja tambahan dan lantai pabrik.

Sel kerja ini menggunakan sistem komunikasi Ethernet LNS e-Connect, berbagi data antara pengumpan bar otomatis panjang spindel LNS Quick Load Servo 80 S2 dan jadwal produksi master pusat mesin bubut Doosan.

Solusi yang lebih menarik akan somehow mengelompokkan keluarga bagian serupa yang memiliki berbagai panjang dan menjalankannya semua pada saat yang sama dengan satu pengaturan. Sistem e-Connect membuat ini mungkin dengan berkomunikasi dengan jadwal produksi master internal mesin CNC. Setelah perkakas mesin menyelesaikan run bagian, ia memeriksa jadwal produksi, memilih bagian berikutnya yang akan diproduksi, dan mengirim data ini ke pengumpan bar. Pengumpan bar kemudian merujuk ke Perpustakaan Bagian internalnya, di mana semua parameter untuk ratusan program bagian disimpan. Di sana, ia menemukan data untuk program yang cocok dengan yang dipilih oleh jadwal master mesin CNC dan secara otomatis menyesuaikan diri untuk run bagian baru.

Dalam instalasi ini, sistem e-Connect berada dalam pengumpan bar otomatis sepenuhnya, listrik, dikontrol servo, panjang spindel LNS Quick Load Servo 80 S2 yang memuat bar 14 inci hingga 63 inci (tidak melebihi panjang spindel) dengan diameter yang bervariasi dari 1/4 inci hingga 3 1/8 inci. Operator memuat pengumpan bar dengan barstok baja perkakas 1 1/2 inci dan menjalankan program makro yang memungkinkan pengontrol mesin CNC dan pengumpan bar beralih dari satu keluarga bagian ke keluarga lain secara instan.

Pengaturan umum akan melibatkan memuat barstok diameter yang sesuai untuk membuat berbagai jumlah bagian dengan panjang berbeda. Misalnya, menggunakan bar diameter 1 1/2 inci untuk memproduksi 50 bagian panjang 2.500 inci, 10 bagian panjang 3.025 inci, 75 bagian panjang 3.500 inci, dan seterusnya. Bagian dapat bervariasi dalam bentuk, juga. Sebelumnya, operator memuat bar dan berdiri di samping mesin saat ia membuat batch kecil bagian. Dia kemudian mengatur ulang mesin CNC dan pengumpan bar untuk membuat ukuran bagian berikutnya. Sekarang, operator hanya menyiapkan run, memuat barstok, dan memulai mesin. Selagi sel kerja menghasilkan seluruh run bagian campuran tanpa awan, operator bebas untuk mengurus sel kerja lain dan melakukan tugas tambahan.

Perusahaan saat ini memiliki empat sel kerja yang menggunakan sistem LNS e-Connect dan pengumpan bar untuk menjalankan lebih dari 300.000 bagian setiap bulan. Sel kerja terbaru terdiri dari pengumpan bar LNS Quick Load Servo 80 S2 yang memuat barstok ke dalam mesin bubut sentral dengan kemampuan frais, bor, dan colok. Selain berinteraksi dengan pengumpan bar LNS, mesin CNC juga berkomunikasi dengan sistem tekanan tinggi terprogram ChipBlaster untuk menerapkan jumlah pendingin yang tepat untuk setiap operasi pemesinan.

Menurut insinyur produksi perusahaan, “Sel kerja ini telah memberikan perbaikan signifikan dalam biaya per bagian kami melalui operasi tanpa awan dan dengan menambahkan shift malam tanpa tenaga kerja. Sama pentingnya adalah perbaikan dalam kemampuan kami untuk memenuhi permintaan pengiriman pelanggan kami. Tanpa sistem e-Connect, kami selalu kesulitan untuk mengikuti pesanan. Sekarang, kami tidak hanya menyelesaikan masalah waktu pengiriman, kami juga telah memperluas kapasitas untuk mengambil pekerjaan tambahan.”

Solusi Khusus

Komponen kunci dalam sistem e-Connect untuk pengumpan bar adalah fungsi Perpustakaan Bagian yang menampung ratusan program bagian dan lebih dari cukup untuk sebagian besar pengguna. Namun, dalam beberapa kasus e-Connect dapat dengan mudah disesuaikan untuk aplikasi yang tidak biasa. Misalnya, dalam satu situasi, sebuah bengkel CNC menjalankan ribuan keluarga bagian yang semuanya memiliki diameter dan bentuk yang sama, tetapi bervariasi panjang dari 2,5 inci hingga 49 inci dengan kenaikan 0,5 inci.

Tampilan e-Connect LNS menunjukkan status saat ini dari semua data yang dipertukarkan antara pengumpan bar LNS dan perkakas mesin CNC. Data diperbarui secara berkelanjutan untuk semua periferal LNS yang terhubung.

Biasanya, program-program ini akan dimuat ke dalam Perpustakaan Bagian, yang akan secara otomatis menyesuaikan semua parameter pengumpan bar untuk mematuhi program perkakas mesin yang akan dijalankan. Dalam situasi ini, karena satu-satunya variabel adalah panjang setiap bagian, e-Connect hanya menyampaikan data panjang yang sesuai secara langsung ke pengumpan bar saat beralih dari satu program bagian ke program lain. Karena semua parameter lainnya sama, menghilangkan kebutuhan untuk mengakses seluruh data program bagian lebih menyederhanakan proses pergantian. Mengalikan penghematan waktu ini dengan ribuan bagian memiliki dampak signifikan pada produktivitas.

Hari Ini & Besok

Menambahkan tingkat interkonektivitas ini ke banyak manfaat lain dari pengumpan bar dapat memberikan perbedaan yang substansial untuk fasilitas dalam skala apa pun yang memproduksi bagian bubut. Ini memungkinkan run pendek yang lebih menguntungkan dan produksi volume tinggi tanpa masalah. Di masa depan, interkonektivitas jenis ini yang digabungkan dengan Kecerdasan Buatan (AI) dapat membuka peluang lebih besar untuk mengurangi waktu, bahan, dan biaya tenaga kerja.

American Punch |800-243-1492 |americanpunchco.com