動作時点での CNC プロセスの直接監視

デジタル技術の急速な発展と産業用モノのインターネット (IIoT) は、現在「インダストリー 4.0」の名の下で起こっている産業革命の原動力です。 その過程で、自動化された無人生産を目的として、高度な製造技術が IIoT システムと組み合わされています。 この変更の必要性は、すでに深刻な熟練労働者の不足と相まって、生産プロセスの精度、効率、柔軟性に対する要求が絶えず高まっていることから生じています。 これらの課題に対処するための重要なテクノロジーは、機械やプロセスの状態に関する定量的な情報を提供するインテリジェントな監視システムです。 このようにして作成された透明性により、製造システムへの介入に関するデータに基づいた決定が可能になります。

特に、フライス加工や穴あけなど、最終製品の品質に直接影響を与える高度な価値創造プロセスでは、モニタリングが非常に重要です。 この発言の背景には、たとえば、切削工具は高い負荷がかかるため、徐々に摩耗することが考えられます。 この側面は、製造されるワークピースの加工精度と表面品質に直接影響します。 ひどい場合には、スクラップの発生にもつながります。 また、初期段階で検出されない重大な磨耗は工具の破損につながる可能性があり、生産スクラップに加えて、コストのかかる機械のダウンタイムも発生します。 もう 1 つの原因は、特にびびりの形で頻繁に発生する不要なプロセス振動です。 製造されたワークピースの表面品質の低下、工具やスピンドルベアリングなどの重要な機械コンポーネントの摩耗の促進が典型的な結果です。 これらのシナリオを確実に検出して回避し、同時に切削工具の耐用年数を最大限に延ばすためには、高感度で信頼性の高い監視システムが不可欠です。 ただし、工作機械のダウンタイムを引き起こして生産施設全体の生産性を低下させてはなりません。

特に効果的なアプローチは、意味のあるセンサー技術をプロセスゾーンのすぐ近くに統合することです。一般に、測定場所が作用点に近ければ近いほど、信号に対する外乱の影響が少なくなり、達成可能な感度が高くなるからです。 。 このアプローチに基づくセンサー システムは、プロセスと並行して動作することもできます。 既存の工作機械を簡単に改造できるように、センサーの統合によって機械の作業領域に干渉する形状が生じないようにする必要があります。 さらに、監視システムの経済的可能性を最大限に活用するには、変わらない通常の生産フローを保証する必要があります。

インテリジェントツールホルダー スマートツール

インテリジェント ツール ホルダー Smart Tool は、上記の課題に対応して、フラウンホーファー クラスター オブ エクセレンス コグニティブ インターネット テクノロジー CCIT の一部として、フラウンホーファー IWU と IIS によって共同開発されました。 フラウンホーファー協会は、フラウンホーファー クラスター オブ エクセレンス コグニティブ インターネット テクノロジー CCIT とともに、コグニティブ、産業用インターネットの主要テクノロジーについて研究機関全体で取り組んでいます。 目標は、機敏で柔軟なデジタル化された業界のための持続可能なインフラストラクチャを確立することです。 フラウンホーファー CCIT は、マイクロエレクトロニクス、情報通信技術、製造分野の 20 以上のフラウンホーファー研究所の団体です。 共同研究開発作業は、IoT 通信、信頼できるデータ空間、機械学習の技術分野に焦点を当てています。

総合的なモニタリングシステム

Smart Tool システムには、プロセスの力、振動、温度を測定するための広範なセンサー技術が装備されています。 これにより、プロセスの一般的に興味深い側面をすべて監視できます。 データは無線リンクを介してグラフィカル ユーザー インターフェイスを備えた分析ユニットに送信され、リアルタイムのプロセス監視とオフライン診断の両方が可能になります。 取得したセンサー信号は、機械加工プロセスを手動で最適化するための基礎を作成するだけではありません。 さらに、機械制御システムとの接続により、適応的なプロセス制御が容易になります。 この目的のために、意味のある信号特徴が抽出され、最新の評価アルゴリズムを使用して工作機械の適応に関する決定に変換されます。 これらのアクションの影響も特定され、プロセス パラメーターの自律的な調整が可能になる可能性があります。 考えられる用途としては、工具寿命の終了時の自動工具交換や、動的不安定性を排除するための繰り返しの送り速度の低下などが挙げられます。