ENGINEERINGNET.BE - Leland Bailey, Project Manager bij Sandvik Coromant (verspanen van metaal en bewerkingsoplossingen), legt uit waarom van sensoren voorziene gereedschappen de volgende stap vormen in automatisering.
De verwachtingen voor smart manufacturing zijn hoog gespannen. Volgens Deloitte’s 2025 Smart Manufacturing and Operations onderzoek, zei 92% van de ondervraagde fabrikanten dat ze ervan overtuigd waren dat smart manufacturing de belangrijkste stimulans zal zijn voor concurrentievermogen voor de komende drie jaar, dankzij zijn impact op productie-output, productiviteit en capaciteit.
Het is niet voldoende om snellere programma's te draaien of om robots toe te voegen rond een machine als het bewerkingsproces zelf nog steeds gebaseerd is op gevoel of te conservatieve parameters. Echte automatisering is afhankelijk van het in real-time weten wat er tijdens het snijproces gebeurt, en van het ondernemen van actie voordat er defecten optreden en de stilstandstijd uit de hand loopt.
Met van sensoren voorziene gereedschappen worden gereedschappen, adapters of houders met geïntegreerde of verbonden sensoren bedoeld, welke essentiële signalen registreren tijdens het bewerken.
Het systeem registreert snijkrachten en trillingen en detecteert oppervlakte-vibraties bij de punt van het gereedschap en stuurt die informatie vervolgens in real-time door naar een bedieningsinterface of de machinebesturing om afwijkingen te detecteren en corrigerende maatregelen te nemen.
Dit kan een korte pauze zijn, het aanpassen van een parameter of een gereedschapswissel, maar het punt is dat dit consistentie biedt gedurende ploegendiensten, met herhaalbare interventies.
Verhoogde productiviteit
Een van sensoren voorzien gereedschap verhoogt de productiviteit terwijl de snede wordt gestabiliseerd en het aantal ongeplande stops wordt gereduceerd. Wanneer een proces eenmaal veilig is, kunnen fabrikanten periodes zonder toezicht vol vertrouwen uitbreiden. De aandacht verschuift van het tellen van het aantal werknemers op de werkvloer naar het consequent verkorten van de tijd in snede.
Een andere praktische waarde van een gereedschap dat is voorzien van sensoren heeft betrekking op de standtijd. Veel werkplaatsen hanteren behoudende intervallen voor gereedschapswissel om niet verrast te worden door defecten, hetgeen bruikbare standtijd verspilt en de kosten verhoogt. Anderen gaan te ver en krijgen te maken met breuk, hetgeen meer kost qua afkeur en hersteltijd.
Met live signalen uit de snede, wordt de te nemen actie gebaseerd op bewijs. Werkplaatsen vervangen de wisselplaat omdat aan het signaal is af te lezen dat deze aan het einde van zijn levensduur is gekomen en niet omdat een teller afloopt of een gevoel dit suggereert. Over een reeks machines en een heel productiejaar vertaalt deze discipline zich in een langere tijd in snede, minder onderbrekingen en een hogere bezettingsgraad, zonder dat er meer personeel nodig is.
Opvullen van de kennishiaten
De World Manufacturing Foundation heeft gerapporteerd dat 74% van de bedrijven worstelen met het werven van de benodigde talenten. Aangezien het werven van talent alleen maar lastiger wordt, moeten productiebedrijven dit compenseren met interne opleidingen om hun personeel goed toe te rusten. Hierdoor worden vooraanstaande productiebedrijven gecontronteerd met een potentieel scala aan fouten wanneer data niet worden gebruikt als trainingshulpmiddel.
Met de instroom van nieuwe werknemers en het op pensioen gaan van ervaren operators, kan de kennis van een goede verspaning met hun vertrek verloren gaan, tenzij het wordt vastgelegd in systemen. Van sensoren voorziene gereedschappen kunnen helpen om jarenlange ervaring om te zetten in expliciete, leerbare data waarop werkplaatsteams kunnen vertrouwen. Door het opslaan van signaalregistraties, drempelwaarden en gebeurtenissen-logs, kan het fungeren als naslagwerk dat parameterkeuzes begeleid en gemakkelijkere probleemoplossing faciliteert over ploegendiensten en locaties heen.
Wanneer kennis is opgeslagen in data en modellen in plaats van in de hoofden van enkelen, worden beslissingen herhaalbaar en controleerbaar. Productiemanagers krijgen er traceerbare snijgegevens bij ter ondersteuning van audits en klantdocumentatie terwijl engineers een stevigere basis krijgen voor continue verbetering omdat de proceshistorie een dataset is en geen anekdote. En wat cruciaal is, operators kunnen hun aandacht verleggen van het luisteren naar geruchten naar het verbeteren van processen, hetgeen essentieel is bij de evolutie van het personeelsbestand.
Machinegeleide beslissingen
Veel werkplaatsen verwarren onbedoeld visualisatie met automatisering. Een grafiek op een tablet is handig en biedt ongetwijfeld een ongeëvenaard niveau qua inzicht, maar het vraagt nog steeds een mens om een probleem te zien en om onder druk te reageren.
Maar het is mogelijk om gereedschap met sensoren te gebruiken om daadwerkelijke automatisering te realiseren waarbij het systeem automatisch proceslimieten afdwingt. Als trillingen een vastgelegde limiet overschrijden of als de snijkrachten dusdanig pieken dat dit op een dreigend defect duidt, dan moet de besturing het proces onmiddellijk onderbreken, het gereedschap terugtrekken, de voeding aanpassen of een gereedschapswissel in gang zetten, zonder discussie. De machine beschermt de kwaliteit van het werkstuk, gereedschap en apparatuur op het moment zelf, en niet nadat er defecten verderop in het proces zijn ontdekt.
Actief inzicht tijdens het verspanen sluit de cirkel, waardoor stabiele, herhaalbare cycli en onbemande processen met vertrouwen mogelijk worden. In de praktijk stelt dit fabrikanten in staat om te plannen voor een betrouwbare volledig geautomatiseerde productie zodat ze naadloos 24-uur per dag kunnen opereren. De besturing detecteert condities die buiten de grenswaarden liggen en past de geconfigueerde beschermende actie direct toe, in plaats van te vertrouwen op iemand die de trend opmerkt na een voldongen feit.
Een praktische benadering
Door de kloof tussen sensor en besturing te overbruggen, wordt monitoring omgezet in een‑machinegedrag welke de snede consistent beschermt. Sandvik Coromant’s van sensoren voorziene gereedschapsoplossing, CoroTurn Plus, is ontworpen om twee complementaire capaciteitsniveaus te bieden, omdat niet elke werkplaats zich in dezelfde ontwikkelingsfase bevindt.
Wanneer CoroTurn Plus live data streamt naar CoroPlus Viewer op een pc of tablet, dan krijgen operators passief inzicht in real-time omtrent oppervlaktetrillingen en snijkrachten en kunnen ze akoestische alarmen ontvangen wanneer grenswaarden worden overschreden. Ze zien trends afgezet tegen referentieprocessen, ontvangen alarmen bij overschrijdingen van grenswaarden, inspecteren waardes, bekijken afwijkingen en markeren gebeurtenissen om de oorzaakanalyse te versnellen. Na verloop van tijd onthullen de geaccumuleerde signalen wanneer een wisselplaat het einde van zijn levensduur nadert, zodat teams deze op het juiste moment kunnen vervangen en zowel voortijdige wisselingen als catastrofale defecten kunnen vermijden.
Het tweede niveau is machine-geïntegreerde bescherming door CoroTurn Plus te combineren met CoroPlus Connected. In deze modus worden dezelfde signalen naar de NC-besturing van de machine gestuurd, en kunnen gebruikers via software of NC-code grenswaarden instellen voor trillingen, belasting en vibraties. Wanneer een onverwachte gebeurtenis optreedt, dan initieert de besturing automatisch beschermende acties om een stop te ondersteunen na blokkade, optionele pauze en voedingssnelheid overschrijvingsconfiguratoren, waardoor een verhoogde door de machine geleide besluitvorming mogelijk wordt en echte automatisering kan worden geleverd.
Smart manufacturing hangt af van hetgeen zich bij de gereedschapspunt afspeelt. Cloud links en dashboards verbeteren de zichtbaarheid, maar door een blind gereedschap blijft de snede de zwakke schakel.Van sensoren voorziene gereedschappen bieden de ontbrekende zichtbaarheid en de middelen om bij de bron te handelen, waardoor het maken van de snede een beheersbaar en controleerbaar proces wordt dat lights‑out bewerken ondersteunt, met voorspelbare resultaten.
