Tokarki jednowrzecionowe znajdują najczęściej zastosowanie, gdy chodzi o duże serie, ekonomiczność i wysoką precyzję. Jeśli chodzi o wielkość partii, w firmie Robert Höhne jest inaczej. W produkcji małoseryjnej z wymagającymi materiałami świadomie sięga się po tę koncepcję maszyny. Niezbędne bezpieczeństwo procesowe w pracy bezobsługowej zapewnia system monitorowania. UT-Tm®-Basic z otwartą strukturą, ponieważ podstawowym wymogiem była możliwość zwrotnego przesyłu danych do własnego systemu M-/BDE.

Firma Robert Höhne z bawarskiego Wagenhofen koncentruje się głównie na produkcji małoseryjnej z wymagających materiałów, takich jak Inconel, stale wysokostopowe czy aluminium lotnicze o wysokiej wytrzymałości. W zeszłym roku zainwestowano w tokarkę do długich elementów z rewolwerem firmy Citizen, przeznaczoną właśnie do tego asortymentu części. Jest to koncepcja maszyny niemal idealnie dopasowana do portfolio produktów. Automaty tokarskie z długim wrzecionem nadają się wprawdzie przede wszystkim do produkcji odpowiednio dużych ilości. Jednak w firmie Höhne wykorzystuje się tę technologię, ponieważ wiele elementów trudno jest wykonać na tokarce z krótkim wrzecionem. Obecnie maszyna firmy Citizen jest wyposażona w technologię LFV (ruchy oscylacyjne do łamania wiórów). Było to idealne rozwiązanie dla specjalistów od obróbki skrawaniem w Wagenhofen, ponieważ jako klasyczny zakład pracujący na jednej zmianie, firma stawia dodatkowo na dwie zmiany bezobsługowe. Jednak samo łamanie wiórów nie wystarczyło, ponieważ stosuje się również narzędzia o średnicach od jednego do trzech milimetrów. Obecnie automaty tokarskie są zazwyczaj wyposażone w dotykowe systemy pomiarowe. Jednak przy takich średnicach narzędzi istnieje ryzyko powstania mikropęknięć podczas skanowania. Kolejnym problemem jest fakt, że przy licznych osiach maszyny dla każdej z nich potrzebny byłby osobny system. Pomijając fakt, że nie ma miejsca na te systemy pomiarowe, kontrola mechaniczna byłaby również nieuzasadnionym nakładem czasu. W związku z tym dyrektor zarządzający Robert Höhne szukał odpowiedniego systemu monitorowania narzędzi i znalazł go w firmie UTTec w Winnenden: „Naszym celem było prowadzenie maszyny bezobsługowo i z zachowaniem bezpieczeństwa procesu, nawet w trudnych warunkach. Ponadto chciałem wspierać moich pracowników przy maszynie, informując ich, kiedy należy wymienić narzędzie. Podstawowym warunkiem monitorowania było jednak to, abym mógł wykorzystać dane w naszym własnym systemie M/BDE Toolflakes, ponieważ są tam zapisane czasy cyklu, żywotność narzędzi, monitorowanie trwałości itp.“

UTTec przeprowadził pierwsze próby na identycznej maszynie (jeden silnik napędza do 12 osi) i próby te zakończyły się sukcesem nawet przy bardzo małych obciążeniach.

„Idealny hamulec bezpieczeństwa“ przynosi realne pieniądze

Korzystanie z niezbędnych danych dla systemu M-/BDE nie stanowiło problemu. System monitorowania UT-Tm®-Basic miał już zintegrowany interfejs, a UTTec udostępnia dane za pośrednictwem pliku JSON. Pozwala to łatwo i bezproblemowo wprowadzać aktualne dane dotyczące cięć, aby zdefiniować dokładne stwierdzenia dotyczące sił. Problemy dla UTTec leżały raczej w innych obszarach. Były to przede wszystkim małe narzędzia i związane z nimi małe obciążenia. Rejestracja wiertła o średnicy 1 mm była do tej pory prawie niemożliwa. Kolejnym problemem były warunki przestrzenne przy maszynie. Wszystkie problemy, które Uwe Schröter, dyrektor zarządzający UTTec, postrzegał jednak jako ciekawe wyzwanie: „Nasze opracowania w zakresie mikroobróbki już przed tym konkretnym zastosowaniem intensywnie rozwijaliśmy. Bazując na tym, stworzyliśmy nowy moduł, aby nie musieć stosować zewnętrznego czujnika. Mierzymy teraz pierwotną moc czynną, rejestrujemy prąd z częstotliwością 100 Hz i przeprowadzamy go bezpośrednio przez kartę pomiarową. Próbkowanie jest dzięki temu znacznie szybsze, umożliwia bardziej precyzyjne pomiary i możemy pobierać dane za pomocą naszego modułu. Wiertła o średnicy 1 mm, być może nawet mniejsze, nie powinny już stanowić problemu. Oznacza to, że stworzyliśmy neutralne dla sterowania rozwiązanie dla automatów tokarskich z przesuwem wzdłużnym, które dotychczas nie było tak proste.“

Obecnie Przemysł 4.0 oznacza gromadzenie jak największej ilości danych z procesu produkcyjnego i ich w pełni zautomatyzowaną analizę. Nie jest to możliwe w przypadku pomiaru dotykowego. Niezależnie od tego, taki pomiar zajmuje od trzech do pięciu sekund. W kontekście Przemysłu 4.0 Robert Höhne wskazuje jednak na inne argumenty przemawiające za systemami otwartymi: „Nawet wykwalifikowany operator maszyny niekoniecznie usłyszy, gdy pęknie takie wiertło. Taki system jest więc idealnym hamulcem bezpieczeństwa. Z drugiej strony można ustawić limity siły cięcia i jasno określić, kiedy ma zostać wygenerowane ostrzeżenie. Decydujące znaczenie ma jednak to, że dysponujemy w ten sposób narzędziem, które pozwala osiągnąć jeszcze wyższy poziom bezpieczeństwa procesu i rentowności dzięki optymalnej strategii“. A propos rentowności. Ze względu na małe wielkości partii w Wagenhofen czasy cyklu nie są aż tak ważne. Ale jeśli, tak jak w firmie Robert Höhne, dzięki monitorowaniu można wydłużyć czas pracy wrzeciona o 30 do 50 % na zmianach bezobsługowych, to przekłada się to na konkretne pieniądze.

Firma w centrum uwagi

Robert Höhne Präzisionsmaschinen od 50 lat uchodzi za nowoczesne przedsiębiorstwo produkcyjne dla klientów z branży lotniczej, elektronicznej, maszynowej, medycznej i półprzewodnikowej. Dysponując 50 pracownikami, dużą elastycznością i parkiem maszynowym składającym się z ponad 50 maszyn CNC, firma produkuje w Wagenhofen prototypy aż do małych serii. Przedsiębiorstwo uważa się również za pioniera Przemysłu 4.0, pracując nad własnymi rozwiązaniami oprogramowania, takimi jak narzędzia w ścisłej współpracy z firmą programistyczną Geovizja. firmą Certyfikowany zgodnie z Aircert-DIN-EN9100-2018.

Swoją drogą

Robert Höhne: „Aby zwiększyć bezpieczeństwo procesów, istnieją dwie możliwości. Mogę polecić system monitorowania do wydawania danych lub mogę przekazać te informacje z powrotem do interfejsu, do którego nasi pracownicy już się przyzwyczaili. A to był dotychczas nasz problem, istniały tylko odizolowane rozwiązania.“

Ciekawe na marginesie

W UTTec już podczas opracowywania wszystkich systemów ustalono, że wszystkie rejestrowane dane procesowe mogą być przesyłane do systemu nadrzędnego, aby w ten sposób zapewnić użytkownikom wsparcie w zakresie zapewnienia jakości.