Станочные инструменты, используемые при обработке металла, изнашиваются и поэтому их необходимо регулярно обслуживать.
Основные моменты, не позволяющие максимально использовать ресурс металлообрабатывающего оборудования, можно разделить на следующие группы:
- отсутствие статистики по инструменту приводит к его недоработке/переработке и к возможному браку обрабатываемой детали;
- ошибки оператора при ручном вводе параметров инструмента в ЧПУ - это поломка инструмента, шпинделя, брак детали и, как следствие, простой оборудования и затраты на ремонт.
- длительное время на смену и загрузку инструмента в станок приводит к неоправданному простою оборудования - чем чаще меняется инструмент, тем больше время простоя станка;
- хранение избыточного количества инструмента на складе по причине возможных поломок приводят к дополнительным затратам и замораживанию средств;
- невозможность идентифицировать инструмент при потере бирки с информацией об инструменте или её загрязнении опять же приводит к простою оборудования.
Опыт ведущих мировых машиностроительных предприятий показал, что наиболее оптимальным решением в оптимизации ресурса инструмента и повышении производительности предприятия является использование промышленной радиочастотной идентификации (RFID). Именно эта технология позволила создать системы, способные обеспечить основу для автоматизированной обработки данных и управления множеством различных инструментов на больших парках станков и организовать в целом эффективную систему управления машиностроительным предприятием.
Пионером и законодателем решений в этой части стал мировой лидер приборостроения для машиностроительных предприятий – компания Balluff. В России продвижение этих решений осуществляет компания «КТ Сенсорс», созданная на базе дочерней компании BALLUFF, являющаяся как официальным партнёром компании BALLUFF на территории России, так и поставляющая собственные уникальные продукты и решения.
Индефикация инструмента и отслеживание деталей
Не только Промышленный Интернет Вещей (IIoT) привлёк внимание к RFID как центральному компоненту автоматизации. Радиочастотная идентификация как ключевая технология уже давно используется на производстве. Индуктивный принцип действия гарантирует надёжность и устойчивость к воздействиям окружающей среды. Это делает систему высоконадёжной в функционировании и эксплуатации. Благодаря неограниченным циклам чтения/записи и связи в режиме реального времени RFID стала незаменимой.
Промышленное использование RFID началось в далёком прошлом. Впервые технология RFID была успешно применена на станках в середине 1980-х годов. Что примечательно, первыми потребителями инструментальных RFID были советские авиазаводы, которые по достоинству оценили преимущества надёжного и безошибочного процесса ввода параметров инструмента в управляющую программу ЧПУ. В сегодняшних реалиях, когда машиностроение работает в плотном графике, эта технология может существенно повысить производительность, сократить брак и простои станочного парка. Однако сегодняшние возможности инструментальной RFID ушли далеко вперёд, что позволяет успешно применяться в современных производственных процессах с использованием IIoT.
Высокий уровень автоматизации снижает затраты при одновременном повышении качества
Современные производственные процессы требуют максимально возможного уровня автоматизации. С одной стороны, это снижает затраты на единицу продукции после инвестирования и в долгосрочной перспективе. Кроме того, автоматизированные процессы приводят к меньшему количеству отклонений в качестве, чем процессы, управляемые вручную. С другой стороны, промышленное производство требует все более гибкого использования производственного оборудования, поскольку ассортимент деталей продолжает расти. Например, для того, чтобы иметь возможность реализовывать индивидуальные решения для заказчиков.
Для решения этих задач, связанных с производственными процессами в металлообработке, современные станки должны автоматически контролировать материальные потоки. Это относится как к перемещению заготовок по цеху (как компонентов изготавливаемого изделия), так и к инструментам, используемым в процессе обработки. Технология RFID, обеспечивающая быструю передачу данных в режиме реального времени, отвечает этим требованиям. Автономная система постоянно собирает и документирует данные о производстве и качестве, чтобы их можно было отозвать в любое время.
RFID — это ключевая технология для IIOT
Благодаря тому, что интеллектуальное взаимодействие между всеми уровнями производства уже много лет является проверенной технологией RFID, бесконтактная передача данных в режиме реального времени обеспечивает надёжный мониторинг, а также прозрачность процессов. Таким образом, идентификация инструментов и отслеживание деталей с помощью RFID являются двумя ключевыми требованиями для решения задач оптимизации работы современного машиностроительного предприятия.
Основной принцип решения TOOL-ID заключается в следующем:
Сначала инструмент со встроенной в оправку меткой помещается на устройство для предварительной настройки — пресеттер. В пресеттере каждый инструмент обмеряется, и его данные, такие как длина и радиус, записываются на носитель данных, установленный на оправке. Также можно записать дополнительную информацию, такую как, например, время реза. Для бесперебойного функционирования на пресеттере устанавливается специализированный блок структурирования данных. Это обеспечивает корректный, стандартизированный обмен данными между пресеттером, базой данных и станком, а также организованную адресацию памяти. Стандарт определяет, какая информация хранится на RFID-метках, где находится информация, и в каком формате она доступна.
Далее оператор приносит инструмент к станку, помещает его в ячейку и нажимает клавишу. Данные автоматически считываются с помощью системы идентификации инструмента в контроллер станка. Таким образом, исключается ошибка ручного ввода, что повышает безопасность производства. Поскольку вся информация, связанная с инструментом, хранится на носителе данных, прикреплённом к оправке, данные по существу отделены от системы управления станка и могут использоваться на различном оборудовании, оснащённом системой Tool-ID. Учитывая, что время считывания данных не более секунды, вся процедура установки нового инструмента сокращается в разы.
Конфигурация и развертывание системы TOOL-ID
Основное решение TOOL-ID представляет собой программное обеспечение и набор инструментов, с помощью которых организуется весь процесс идентификации инструмента и его отслеживания на предприятии. Для того, чтобы система эффективно заработала и реализовала все свои возможности и преимущества, требуется тесная проектная работа технологов и IT-инженеров, а также - руководителей предприятия с интегратором, поскольку система требует как учёта технологических процессов, так и перестройки некоторых организационных связей.
Однако для конечных пользователей, которые хотят в упрощенном виде модернизировать свой станок с помощью системы идентификации инструмента, компания КТ Сенсорс предлагает также решение «Easy Tool-ID». Оно состоит из инструментальной стойки со встроенным микроконтроллером и источником питания, индикатора состояния и считывающей / записывающей RFID головки. Решение реализуется по принципу «Plug-and-play» через стандартное USB-соединение с панелью управления машиной. В отличие от OEM-версии, запуск выполняется с помощью небольшой конфигурации в микроконтроллере без необходимости входить в контроллер машины. Вместо этого временно подключается компьютер под управлением Windows, с помощью которого настраивается эмуляция клавиатуры на экране ввода данных станка.
Опыт реализации
Первая система электронной идентификации инструмента была реализована на основе средств идентификации компании BALLUFF на машиностроительных предприятиях Германии, прекрасно себя зарекомендовала и уже на протяжении многих лет успешно применяется в промышленной среде. Как уже отмечалось выше, эта система также успешно использовалась практически всеми авиазаводами Советского Союза. При этом данная система идентификации фактически стала стандартом во многих системах управления инструментами. Комплекс Tool-ID вобрал в себя весь накопленный опыт по решению задачи электронной идентификации инструмента и представляет изящное решение для машиностроительных предприятий любого уровня сложности. На сегодняшний день, мы наблюдаем определённый интерес со стороны машиностроительных предприятий России к TOOL-ID как решению, позволяющему значительно повысить производительность станочного парка и сократить затраты.
О компании «КТ Сенсорс»
ООО «КТ Сенсорс» создана в 2022 году на базе коллектива российской дочки международной корпорации BALLUFF, и обладает необходимыми компетенциями и опытом в части работы со средствами автоматизации и измерения. Она выкупила лабораторию, сервисное оборудование и всю необходимую инфраструктуру инженерного центра у компании BALLUFF, благодаря чему имеет возможности по технической и сервисной поддержке в широком спектре задач. «КТ Сенсорс» сохранила возможность поставки продукции BALLUFF и стала эксклюзивным официальным сервисным партнёром компании BALLUFF.
Помимо этого, «КТ Сенсорс» в тесном сотрудничестве с другими международными приборостроительными компаниями выводит на российский рынок контрольно-измерительные приборы высокого уровня под собственной маркой «K&T Sensors». Охвачены такие направления, как индуктивные, оптические и емкостные датчики, датчики магнитного поля, преобразователи линейных перемещений, сетевых устройства, распределители и преобразователи протоколов цифровых сигналов, средства радиочастотной идентификации (RFID), абсолютные и инкрементальные энкодеры, средства машинного зрения. Все эти приборы адаптированы и сертифицированы под российский рынок, имеют необходимую документацию на русском языке. Также компания предлагает комплексные решения по оптимизации и автоматизации систем отбора материалов и комплектации заказов «Pick-to-Light», по организации отслеживания использования и обслуживания рабочего инструмента «Tool-ID», прессовых и литьевых форм «Mold-ID».
КТ Сенсорс имеет сеть региональных представителей и тесно взаимодействует со специалистами предприятий, знает их нужды и предлагает соответствующие задачам технические решения. На особо сложные задачи или условия применения предлагает образцы для опытной эксплуатации.
Эту компанию выделяет также и тот момент, что она открыто представляет очень детальную техническую документацию на русском языке так, что любой инженер, конструктор может самостоятельно подобрать конкретную модель для заказа или уточнить конфигурацию, возможности и функционал имеющегося у него прибора. Приборы обеспечены средствами наладки и настройки, могут поставляться сразу со свидетельством о поверке государственного образца.
Источник: https://kt-sensors.ru/about/
