Le dispositif de serrage intelligent mesure et surveille

La connectivité et la collecte de données sont devenues des thèmes primordiaux dans l'usinage et la fabrication. Les équipementiers de machines-outils et les fournisseurs d'accessoires continuent d'intégrer des capacités de rétroaction/surveillance automatiques dans leurs équipements pour permettre aux ateliers d'avoir un meilleur contrôle sur leurs processus d'atelier. Par exemple, Hainbuch America Corp. fournit des capacités intelligentes sur ses mandrins et mandrins TopPlus IQ. Ces dispositifs de serrage intelligents sont intégrés à des capteurs qui incluent des capacités de mesure des pièces et de surveillance des paramètres de serrage. Ils sont conçus pour améliorer le flux de travail en réduisant les temps de procédure de mesure et en diminuant les rebuts tout en transmettant les données au contrôleur de la machine pour l'analyse et les ajustements de processus.

Comme les autres produits de serrage de la société, la technologie IQ a été créée sur la base des commentaires des clients pour déterminer la meilleure façon de concevoir les dispositifs. "Nous devons être sûrs de maintenir l'intégrité de notre produit et de l'adapter à la croissance future", déclare Jim McCraw, ingénieur d'applications chez Hainbuch. "Le système de mandrin/mandrin IQ fait un pas en avant sur la base des commentaires des clients, y compris l'endroit où nous plaçons les capteurs et les types de données que nous avons essayé de capturer."

Il ajoute qu'avec l'aide des clients, le service R&D de l'entreprise peut tester les mandrins/mandrins au fur et à mesure de leur développement tout en laissant de la place pour la croissance future du produit.

Mesure et surveillance automatiques

C'est un fait que les ateliers d'usinage sont constamment curieux de savoir ce qui se passe à l'intérieur d'un mandrin ou d'un dispositif de serrage et comment cela affecte le résultat de la pièce, selon McCraw. Par conséquent, les capacités de mesure et de surveillance automatiques des mandrins et mandrins IQ constituent une avancée naturelle dans la gamme de produits de serrage de l'entreprise.

Le mandrin IQ peut être utilisé pour mesurer la diamètre de la pièce finie. Ces données sont traitées dans le contrôleur ou dans l'ordinateur maître et sont également affichées sur un anneau LED sur le mandrin. Crédit photo :Hainbuch America Corp.

Traditionnellement, les opérateurs de machines devaient prêter une attention particulière aux caractéristiques du processus telles que la température, les pressions de serrage, la rigidité et les vibrations du dispositif de serrage et de la pièce, et documenter leurs découvertes pour une utilisation future, explique McCraw. Reconnaissant qu'une erreur humaine potentielle et s'appuyant sur l'expérience d'un opérateur pouvait être problématique, les ingénieurs de Hainbuch ont conçu les dispositifs de serrage IQ pour capturer automatiquement - et plus précisément - ces données et les transmettre à une base de données.

"De cette façon, un opérateur n'a pas à essayer de digérer ce qui se passe à l'intérieur de la machine, puis à prendre des décisions sur la meilleure façon de le réparer", explique McCraw. Avec la technologie IQ, les aspects critiques du processus de serrage sont programmés dans l'appareil, puis celui-ci génère des informations précises qui sont transmises à la commande de la machine.

Les possibilités de mesure et de surveillance des dispositifs de serrage TopPlus IQ incluent :

• Serrage et mesure en une seule étape , sans utiliser de machine de mesure autonome. Cette caractéristique permet de détecter si le bon diamètre a été produit lors de l'usinage en amont.
• Détection du contact de la pièce grâce à des capteurs dans le corps de base et par le contact d'appui à trois points sur la butée de la pièce. Les capteurs peuvent potentiellement détecter les copeaux sur la butée de la pièce sans contrôle complexe de détection d'air avec une unité rotative et une tuyauterie.
• Mesure de la température du dispositif de serrage. Cette capacité peut détecter un changement de température progressif causé par le processus d'usinage.
• Mesurer les RPM du dispositif de serrage. Connaître la vitesse peut être idéal pour la surveillance des conditions pour la préparation de diagrammes d'analyse basés sur le régime, la détection des pertes d'inertie.
• Surveillance continue de la force de serrage directement sur la pièce. L'écart par rapport à une valeur de force de serrage calibrée est déterminé de cette manière, mais ne fournit pas de mesure absolue. La surveillance peut détecter si la force de serrage de l'unité hydraulique/vérin de serrage est adaptée à la pièce à usiner. De plus, l'analyse des données de mesure de la force de serrage permet une fabrication fiable et constitue un élément important de la maintenance en cas de besoin.

Bien qu'il soit possible de collecter toutes ces informations, de nombreux ateliers d'usinage choisissent de ne collecter que certaines informations qu'ils jugent les plus utiles pour leurs applications. Ce processus est une transmission sans contact de données et d'énergie entre le dispositif de serrage rotatif et le stator fixé sur la poupée.

Les dispositifs de serrage IQ peuvent être utilisé pour mesurer/contrôler :1) sur la machine; 2) lors de la manipulation de la pièce et 3) à un poste de mesure. Crédit photo :Hainbuch America Corp.

Diffusion des données

L'atelier d'usinage peut déterminer quelles données collecter à partir de la technologie IQ et quoi faire avec ces données, manuellement ou automatiquement. Par exemple, une option consiste pour le mandrin/mandrin IQ à afficher certaines informations sur une interface utilisateur graphique ou un affichage, qui sont les données envoyées directement des capteurs à l'opérateur pour qu'il/elle réponde. Ou le système de serrage IQ peut être programmé afin que les données puissent être réinjectées dans la commande de la machine et, en réponse, la machine-outil peut soit effectuer des ajustements en fonction des points de consigne, soit même mettre en œuvre un outillage de secours si les points d'usure sont atteints. Le client travaille avec le constructeur de la machine afin qu'il puisse configurer le chemin souhaité - ou les réponses - activés via le contrôle de la machine.

"Certains magasins veulent que le processus soit aussi automatisé et distant que possible", explique McCraw. "Cela dépend de la criticité du processus et de la quantité d'interface qu'ils veulent que les opérateurs aient."

En outre, les ateliers d'usinage doivent tenir compte du type de boucle de connectivité dans laquelle ils choisissent d'être intégrés au système, selon McCraw. Les entreprises peuvent non seulement envoyer des données et les partager, mais également recevoir des informations partagées.

Le mandrin IQ peut être utilisé sur la machine pour mesurer le diamètre de la pièce, la température, la vitesse de rotation, le contact de la pièce et la force de serrage de la pièce. Les données sont traitées dans le contrôleur ou dans l'ordinateur maître et sont affichées sur le pupitre de la machine. Crédit photo :Hainbuch America Corp.

Les données collectées par la technologie IQ peuvent être conservées au sein de l'entreprise, au sein d'une famille d'entreprises, ou elles peuvent être partagées avec des réseaux choisis. Le partage des données et la confidentialité des informations doivent être soigneusement pris en compte et surveillés au sein du système.

Le type de boucle de connectivité choisi détermine le fonctionnement de la transmission de données. Cependant, en général, les capteurs IQ envoient des informations avec un système Fieldbus directement à un contrôleur de machine ou à une interface utilisateur graphique. Les données peuvent également être transmises à un réseau d'usine dans un système central qui peut utiliser ces données avec d'autres données envoyées par d'autres centres de travail d'usine pour orchestrer numériquement les processus et les résultats globaux de l'usine. Ce système de contrôle central peut ensuite être interfacé avec des fournisseurs et des ressources externes pour utiliser leurs données afin d'apporter des ajustements à leurs opérations internes.

"C'est là que la passerelle peut s'étendre à l'Internet des objets et soit partager ces données avec des ressources distantes, soit récupérer des données partagées pertinentes provenant d'autres sources", explique McCraw.

Le rôle de l'opérateur

Bien que le système de mandrin/mandrin IQ soit considéré comme automatique, l'opérateur apprend au système ce qu'il doit faire et n'est donc pas entièrement autonome

Ce mandrin IQ sert à mesurer la pièce finie trou. Le traitement des données s'effectue dans le contrôleur ou dans l'ordinateur maître et peut être affiché via un affichage sur la station de mesure. Crédit photo :Hainbuch America Corp.

dispositif. De plus, selon l'application particulière, l'intervention humaine peut être très bénéfique. Par exemple, un opérateur doit reconnaître quand certaines technologies ne fonctionnent pas correctement et intervenir si nécessaire.

Dans la plupart de ces systèmes automatisés, les clients s'efforcent de contrôler un processus et ont des réactions cohérentes aux symptômes qui doivent être traités. "Ainsi, s'ils réagissent manuellement à un symptôme qui leur a été renvoyé par un capteur, l'effet final de la technologie IQ ne sera aussi fiable que l'opérateur l'est pour corriger le problème", explique McCraw. Mais, avec la compensation automatique dans le contrôleur de la machine, les machines prennent toujours des décisions basées sur des faits qui y ont été programmés. Autant la technologie dépend de nous, autant nous devons compter sur la technologie. Nous dépendons de la précision des uns et des autres, ajoute-t-il.

Un peu d'automatisation à la fois

La technologie de serrage TopPlus IQ de Hainbuch permet aux ateliers d'intégrer progressivement les processus automatisés décrits. Un ou deux capteurs, mandrins ou stations de mesure à la fois peuvent être intégrés dans une machine-outil afin que l'automatisation n'ait pas à se produire en même temps.

"Je pense que plus les gens réalisent les avantages de la mise en œuvre de l'automatisation à petite échelle, plus il est facile de la justifier par des investissements plus importants", explique McCraw.

Les avantages de ces dispositifs de serrage intelligents sont évidents, en particulier pour les applications à production élevée. Les mandrins et mandrins IQ automatiques augmentent la productivité de la machine et la capacité de traitement, garantissent un calendrier de maintenance nécessaire, surveillent les forces de serrage définies et documentent les résultats pour reproduire des projets répétés.

Hainbuch America Corp. | hainbuchamerica.com