첨단 작업 고정 장치: 정밀 가공을 위한 실시간 측정 및 모니터링

자동 측정 및 모니터링(Automatic Measuring and Monitoring)

연결성과 데이터 수집은 가공 및 제조에서 포괄적인 주제가 되었습니다. 공작 기계 OEM과 액세서리 공급업체들은 공장이 현장 공정을 더 잘 제어할 수 있도록 장비에 자동 피드백/모니터링 기능을 지속적으로 구축하고 있습니다. 예를 들어, 하인부흐 아메리카(Hainbuch America Corp.)는 탑플러스 IQ(TopPlus IQ) 척과 맨드렐에 지능형 기능을 제공합니다. 이 지능형 작업 고정 장치들은 부품 측정과 작업 고정 파라미터 모니터링 기능을 포함한 센서들과 통합되어 있습니다. 이들은 측정 프로세스 시간 단축과 스크랩 감소로 워크플로를 개선하고, 기계 컨트롤러로 데이터를 릴레이하여 분석과 공정 조정을 위해 설계되었습니다.

회사의 다른 작업 고정 제품들과 마찬가지로, IQ 기술은 장치를 가장 잘 설계하는 방법을 결정하기 위한 고객 입력에 기반하여 만들어졌습니다. "우리는 우리 제품의 무결성을 유지하면서 미래 성장에 맞게 조정해야 합니다."라고 하인부흐 애플리케이션 엔지니어 짐 맥크로(Jim McCraw)가 말합니다. "IQ 척/맨드렐 시스템은 센서를 어디에 배치하고 어떤 유형의 데이터를 수집하려 시도했는지에 대한 고객 피드백을 바탕으로 그 다음 단계로 나아갑니다."

그는 고객들의 도움으로 회사의 R&D 부서가 척/맨드렐을 개발하면서 테스트할 수 있고, 미래 제품 성장을 위한 여지를 남길 수 있다고 덧붙입니다.

기계 공장들은 척이나 작업 고정 장치 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지, 그것이 공작물 결과에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 끊임없이 궁금해한다는 것은 사실입니다. 맥크로에 따르면. 따라서 IQ 척과 맨드렐의 자동 측정 및 모니터링 기능은 회사의 작업 고정 제품 라인업에서 자연스러운 발전입니다.

전통적으로 기계 작업자들은 온도, 클램핑 압력, 작업 고정 장치와 공작물의 강성 및 진동 같은 공정 특성에 세심한 주의를 기울이고, 향후 사용을 위해 결과를 문서화해야 했습니다. 맥크로가 설명합니다. 잠재적 인적 오류와 작업자의 경험에 의존하는 것이 문제가 될 수 있음을 인식하고, 하인부흐 엔지니어들은 IQ 작업 고정 장치들이 이 데이터를 자동으로, 그리고 더 정확하게 수집하여 데이터베이스로 전송하도록 설계했습니다.

"이렇게 하면 작업자가 기계 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 소화하고 어떻게 고치는 것이 최선인지 결정하려 애쓸 필요가 없습니다." 맥크로가 말합니다. IQ 기술로, 작업 고정 공정의 중요한 측면들이 장치에 프로그래밍되고, 기계 제어로 보고되는 정확한 정보를 출력합니다.

탑플러스 IQ 작업 고정 장치들의 측정 및 모니터링 가능성에는 다음이 포함됩니다:

• 한 단계로 클램핑 및 측정, 독립형 측정 기계 없이. 이 특성은 업스트림 가공에서 올바른 직경이 생산되었는지 감지할 수 있습니다.
• 기본 본체의 센서와 공작물 엔드스톱의 3점 부품 지지 접촉을 통해 공작물 접촉 감지. 센서는 복잡한 공기 감지 제어(회전 유닛 및 배관 포함) 없이 공작물 엔드스톱의 칩을 잠재적으로 감지할 수 있습니다.
• 클램핑 장치의 온도 측정. 이 기능은 가공 공정으로 인한 점진적 온도 변화를 감지할 수 있습니다.
• 클램핑 장치의 RPM 측정. 속도를 알면 RPM 기반 분석 다이어그램 준비, 관성 손실 감지를 위한 상태 모니터링에 이상적일 수 있습니다.
• 공작물에 직접 지속적인 클램핑 힘 모니터링. 보정된 클램핑 힘 값으로부터의 편차가 이 방식으로 결정되지만, 절대적 측정은 제공하지 않습니다. 모니터링은 유압 유닛/클램핑 실린더의 클램핑 힘이 공작물에 적합한지 감지할 수 있습니다. 또한 클램핑 힘 측정 데이터 분석은 신뢰할 수 있는 공정 제조와 필요시 유지보수의 중요한 구성요소를 가능하게 합니다.

이 모든 정보를 수집할 수 있지만, 많은 기계 공장은 자사 적용에 가장 유용하다고 느끼는 특정 정보만 수집하기를 선택합니다. 이 프로세스는 회전 클램핑 장치와 헤드스톡에 고정된 고정자 사이의 터치리스 데이터 및 에너지 전송입니다.

데이터 배포(Data Distribution)

기계 공장은 IQ 기술에서 수집할 데이터와 그 데이터로 할 일을 수동 또는 자동으로 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 한 옵션은 IQ 척/맨드렐이 그래픽 사용자 인터페이스나 디스플레이에 특정 정보를 표시하는 것으로, 센서에서 작업자에게 직접 전송된 데이터로 그가/그녀가 대응하게 합니다. 또는 IQ 작업 고정 시스템을 프로그래밍하여 데이터가 기계 제어로 피드백되게 하고, 그에 대응하여 기계 도구가 설정값에 기반하여 조정하거나 마모 지점이 충족되면 백업 툴링을 구현하게 할 수 있습니다. 고객은 기계 빌더와 협력하여 기계 제어를 통해 활성화되는 원하는 경로 또는 응답을 설정합니다.

"일부 공장은 프로세스를 가능한 한 자동화되고 원격으로 원합니다." 맥크로가 설명합니다. "공정이 얼마나 중요한지와 작업자가 얼마나 많은 인터페이스를 원하는지에 달려 있습니다."

또한, 기계 공장은 시스템에 관여하기로 선택한 연결 루프 유형을 고려해야 합니다. 맥크로에 따르면. 기업들은 데이터를 내보내고 공유할 수 있을 뿐만 아니라 공유된 정보를 수신할 수도 있습니다.

선택된 연결 루프 유형이 데이터 전송 기능을 결정합니다. 그러나 일반적으로, IQ 센서는 필드버스(Fieldbus) 시스템을 통해 기계 컨트롤러나 그래픽 사용자 인터페이스로 직접 정보를 보냅니다. 데이터는 또한 공장 네트워크로 들어가 다른 공장 워크센터에서 보낸 다른 데이터와 함께 공장의 전체 공정과 출력을 디지털로 오케스트레이션할 수 있는 중앙 시스템으로 갈 수 있습니다. 이 중앙 제어 시스템은 외부 공급업체 및 리소스와 인터페이스되어 그들의 데이터를 사용하여 내부 운영을 조정하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

"이것이 게이트웨이가 사물인터넷으로 확장되어 이 데이터를 원격 리소스와 공유하거나 다른 소스에서 관련 공유 데이터를 받아들이는 지점입니다." 맥크로가 말합니다.

작업자의 역할(The Operator's Role)

IQ 척/맨드렐 시스템은 자동으로 간주되지만, 시스템은 작업자에 의해 무엇을 할 것인지 가르쳐지므로, 완전히 핸즈프리 장치는 아닙니다. 또한 특정 적용에 따라 인간 입력이 매우 유익할 수 있습니다. 예를 들어, 작업자는 특정 기술이 올바르게 작동하지 않을 때를 인식하고 필요할 때 개입해야 합니다.

이러한 자동화 시스템 대부분에서 고객들은 프로세스 제어를 추구하며 해결이 필요한 증상에 일관된 반응을 보입니다. "그래서 증상이 센서에 의해 피드백되어 수동으로 대응한다면, IQ 기술의 최종 효과는 그 작업자가 문제를 수정하는 것만큼만 신뢰할 수 있을 것입니다." 맥크로가 설명합니다. 하지만 기계 컨트롤러 내 자동 보상으로, 기계는 항상 프로그래밍된 사실에 기반하여 결정을 내립니다. 기술이 우리에게 의존하는 만큼, 우리는 기술에 의존해야 합니다. 우리는 서로의 정확성에 의존한다고 그는 덧붙입니다.

한 번에 조금씩 자동화(A Little Automation at a Time)

하인부흐의 탑플러스 IQ 작업 고정 기술은 공장이 자동화된 공정을 점진적으로 통합할 수 있게 합니다. 한 번에 하나 또는 두 개의 센서, 척, 측정 스테이션을 공작 기계에 통합할 수 있으므로 자동화가 한 번에 모두 일어날 필요는 없습니다.

"사람들이 소규모 자동화 구현의 이점을 더 많이 깨닫을수록, 더 큰 투자로 정당화하기가 더 쉬워집니다." 맥크로가 설명합니다.

이 지능형 작업 고정 장치들의 이점은 명확합니다, 특히 대량 생산 적용에서. 자동 IQ 척과 맨드렐은 기계 생산성과 공정 용량을 증가시키고, 필요한 유지보수 일정을 보장하며, 정의된 클램핑 힘을 모니터링하고, 반복 프로젝트 재현을 위해 결과를 문서화합니다.