Alat Tahan Canggih: Pengukuran dan Pemantauan Real-Time untuk Pemesinan Presisi

Konektivitas dan pengumpulan data telah menjadi tema luas dalam pemesinan dan manufaktur. OEM perkakas mesin dan pemasok aksesori terus membangun kemampuan umpan balik/pemantauan otomatis ke dalam peralatan mereka untuk memungkinkan bengkel memiliki kontrol yang lebih besar atas proses lantai produksi mereka. Misalnya, Hainbuch America Corp. menyediakan kemampuan cerdas pada chucks dan mandrel TopPlus IQ. Alat tahan cerdas ini terintegrasi dengan sensor yang mencakup kemampuan pengukuran bagian dan pemantauan parameter alat tahan. Mereka dirancang untuk meningkatkan alur kerja dengan mengurangi waktu prosedur pengukuran dan mengurangi limbah sambil mentransfer data ke pengontrol mesin untuk analisis dan penyesuaian proses.

Seperti produk alat tahan lainnya perusahaan, teknologi IQ diciptakan berdasarkan masukan pelanggan untuk menentukan cara terbaik merancang perangkat. “Kami harus yakin bahwa kami mempertahankan integritas produk kami serta menyesuaikannya untuk pertumbuhan di masa depan,” kata Jim McCraw, insinyur aplikasi Hainbuch. “Sistem chuck/mandrel IQ mengambil langkah maju ini berdasarkan umpan balik pelanggan, termasuk tempat kami menempatkan sensor dan jenis data yang kami coba tangkap.”

Dia menambahkan dengan bantuan pelanggan, departemen R&D perusahaan dapat menguji chucks/mandrel saat mereka mengembangkannya sambil memberikan ruang untuk pertumbuhan produk di masa depan.

Pengukuran dan Pemantauan Otomatis

Ini adalah fakta bahwa bengkel mesin selalu penasaran apa yang terjadi di dalam chuck atau alat tahan dan bagaimana hal itu mempengaruhi hasil benda kerja, menurut McCraw. Oleh karena itu, kemampuan pengukuran dan pemantauan otomatis chucks dan mandrel IQ adalah kemajuan alami dalam garis produk alat tahan perusahaan.

Chuck IQ dapat digunakan untuk mengukur diameter benda kerja yang selesai. Data ini diproses dalam pengontrol atau komputer master dan juga ditampilkan pada cincin LED pada chuck. Photo Credit: Hainbuch America Corp.

Tradisional, operator mesin perlu memperhatikan karakteristik proses seperti suhu, tekanan klem, kekakuan dan getaran alat tahan serta benda kerja, dan mendokumentasikan temuan mereka untuk penggunaan di masa depan, McCraw menjelaskan. Menyadari bahwa kesalahan manusia yang potensial dan mengandalkan pengalaman operator bisa menjadi masalah, insinyur Hainbuch merancang alat tahan IQ untuk secara otomatis — dan lebih akurat — menangkap data ini dan mentransmisikannya ke dalam database.

“Dengan cara ini, operator tidak perlu mencoba mencerna apa yang terjadi di dalam mesin dan kemudian membuat keputusan tentang cara terbaik untuk memperbaikinya,” McCraw berkata. Dengan teknologi IQ, aspek kritis dari proses alat tahan diprogram ke dalam perangkat dan kemudian mengeluarkan informasi yang akurat yang dilaporkan ke kontrol mesin.

Kemampuan pengukuran dan pemantauan alat tahan TopPlus IQ meliputi:

• Klem dan pengukuran dalam satu langkah, tanpa menggunakan mesin pengukuran mandiri. Karakteristik ini dapat mendeteksi apakah diameter yang benar dihasilkan dalam pemesinan upstream.
• Mendeteksi kontak benda kerja melalui sensor dalam body dasar dan melalui kontak dukungan tiga titik benda kerja pada end-stop benda kerja. Sensor dapat potensial mendeteksi chip pada end-stop benda kerja tanpa kontrol udara kompleks dengan unit rotasi dan pipa.
• Mengukur suhu alat klem. Kemampuan ini dapat mendeteksi perubahan suhu yang bertahap yang disebabkan oleh proses pemesinan.
• Mengukur RPM alat klem. Mengetahui kecepatan dapat ideal untuk pemantauan kondisi untuk persiapan diagram analisis berbasis RPM, mendeteksi kerugian inersia.
• Pemantauan tekanan klem berkelanjutan secara langsung pada benda kerja. Simpangan dari nilai tekanan klem yang telah dikalibrasi ditentukan dengan cara ini, tetapi tidak menyediakan pengukuran mutlak. Pemantauan dapat mendeteksi apakah tekanan klem unit hidrolik/silinder klem cocok untuk benda kerja. Selain itu, analisis data pengukuran tekanan klem memungkinkan manufaktur proses yang andal dan merupakan komponen penting dari perawatan sesuai kebutuhan.

Meskipun semua informasi ini mungkin dikumpulkan, banyak bengkel mesin memilih hanya untuk mengumpulkan informasi tertentu yang menurut mereka paling membantu bagi aplikasi mereka. Proses ini adalah transmisi data dan energi yang tidak menyentuh antara alat klem yang berputar dan stator yang tetap pada headstock.

Ada tiga cara alat tahan IQ dapat digunakan untuk pengukuran/pemantauan: 1) pada mesin; 2) saat menangani benda kerja, dan 3) di stasiun pengukuran. Photo Credit: Hainbuch America Corp.

Distribusi Data

Bengkel mesin dapat menentukan data apa yang akan dikumpulkan dari teknologi IQ dan apa yang akan dilakukan dengan data itu, secara manual atau otomatis. Misalnya, satu opsi adalah untuk chuck/mandrel IQ menampilkan informasi tertentu pada antarmuka pengguna grafis atau display, yaitu data yang dikirim langsung dari sensor ke operator untuk merespons. Atau sistem alat tahan IQ dapat diprogram sehingga data dapat kembali ke kontrol mesin dan, sebagai respons, perkakas mesin dapat melakukan penyesuaian berdasarkan titik set atau bahkan menerapkan alat cadangan jika titik aus tercapai. Pelanggan bekerja dengan pembangun mesin sehingga mereka dapat menyiapkan jalur yang diinginkan — atau respons — yang diaktifkan melalui kontrol mesin.

“Beberapa bengkel ingin proses seotomatis dan jarak jauh yang mungkin,” McCraw menjelaskan. “Ini tergantung seberapa kritis prosesnya dan seberapa banyak antarmuka yang diinginkan operator untuk memiliki.”

Juga, bengkel mesin harus mempertimbangkan jenis loop konektivitas yang mereka pilih untuk terlibat dalam sistem, menurut McCraw. Perusahaan tidak hanya dapat mengirim data dan membagikannya tetapi juga menerima informasi yang dibagikan.

Chuck IQ dapat digunakan pada mesin untuk mengukur diameter benda kerja, suhu, RPM, kontak benda kerja dan tekanan klem benda kerja. Data diproses dalam pengontrol atau komputer master dan ditampilkan di panel mesin. Photo Credit: Hainbuch America Corp.

Data yang dikumpulkan oleh teknologi IQ dapat disimpan di dalam perusahaan, di dalam keluarga perusahaan, atau dapat dibagikan dengan jaringan yang dipilih. Pembagian data dan privasi informasi harus dipertimbangkan dan dipantau dengan cermat dalam sistem.

Jenis loop konektivitas yang dipilih menentukan cara transmisi data berfungsi. Namun, secara umum, sensor IQ mengirim informasi dengan sistem Fieldbus secara langsung ke pengontrol mesin atau ke antarmuka pengguna grafis. Data juga dapat pergi ke jaringan pabrik ke dalam sistem pusat yang dapat menggunakan data itu bersama dengan data lain yang dikirim oleh workcenter pabrik lainnya untuk mengatur secara digital proses dan output pabrik secara keseluruhan. Sistem kontrol pusat ini kemudian dapat dihubungkan dengan supplier dan sumber daya luar untuk menggunakan data mereka untuk membantu melakukan penyesuaian pada operasi internal mereka.

“Ini dimana gateway dapat mengembangkan ke Internet of Things dan baik membagikan data ini dengan sumber daya jarak jauh atau mengambil data bersama yang relevan dari sumber lain,” McCraw berkata.

Peran Operator

Meskipun sistem chuck/mandrel IQ dianggap otomatis, sistem diajari apa yang harus dilakukan oleh operator dan, oleh karena itu, bukan sepenuhnya hands-off

Mandrel IQ ini untuk mengukur bor benda kerja yang selesai. Pemrosesan data terjadi dalam pengontrol atau komputer master dan dapat dieluarkan melalui display di stasiun pengukuran. Photo Credit: Hainbuch America Corp.

device. Juga, tergantung pada aplikasi tertentu, input manusia dapat sangat bermanfaat. Misalnya, operator harus mengenali ketika teknologi tertentu tidak beroperasi dengan benar dan kemudian campur tangan saat diperlukan.

Dalam sebagian besar sistem otomatis ini, pelanggan berusaha untuk kontrol proses dan memiliki reaksi yang konsisten terhadap gejala yang perlu ditangani. “Jadi, jika mereka secara manual merespons gejala yang telah dikembalikan kepada mereka oleh sensor, efek akhir dari teknologi IQ akan hanya seandalkan operator itu dalam memperbaiki masalah,” McCraw menjelaskan. Tetapi, dengan kompensasi otomatis dalam pengontrol mesin, mesin selalu membuat keputusan berdasarkan fakta yang telah diprogram ke dalam mereka. Sejauh teknologi bergantung pada kita, kita harus bergantung pada teknologi. Kami saling bergantung pada akurasi satu sama lain, katanya menambahkan.

Sedikit Otomatisasi Sambil Saja

Teknologi alat tahan TopPlus IQ Hainbuch memungkinkan bengkel untuk mengintegrasikan proses otomatis seperti yang dijelaskan secara bertahap. Satu atau dua sensor, chuck atau stasiun pengukuran pada satu waktu dapat diintegrasikan ke dalam perkakas mesin sehingga otomatisasi tidak harus terjadi sekaligus.

“Saya pikir semakin banyak orang menyadari manfaat penerapan otomatisasi dalam skala kecil, semakin mudah untuk mempertanggungjawabkannya dengan investasi yang lebih besar,” McCraw menjelaskan.

Manfaat alat tahan cerdas ini jelas, terutama untuk aplikasi produksi tinggi. Chuck dan mandrel otomatis IQ meningkatkan produktivitas mesin dan kapasitas proses, memastikan jadwal perawatan yang diperlukan, memantau tekanan klem yang ditentukan dan mendokumentasikan hasilnya untuk mereplikasi proyek berulang. 

Hainbuch America Corp. | hainbuchamerica.com