Producția trece de la mașini izolate și colectarea manuală de date la date conectate-sisteme de producție conduse. Această transformare este de obicei asociată cu Industria 4.0, a patra revoluție industrială, în care mașinile, senzorii, software-ul și oamenii comunică prin rețele digitale.

Pentru prelucrarea CNC, Industry 4.0nu se referă doar la înlocuirea mașinilor convenționale cu echipamente mainoi. Este vorba despre conectarea întregului proces de producție, astfel încât datele de producție să poată fi colectate, analizate și utilizate pentru a lua decizii mai bune. Mașini CNC conectate, Internet industrial al obiectelor (IIoT) dispozitive, platforme cloud, reale-monitorizarea timpului și analiza automată a datelor devin din ce în ce mai mult părți importante ale producției moderne de precizie.

Industria 4.0 se referă la integrarea tehnologiilor digitale cu procesele fizice de fabricație. Fabricile tradiționale funcționează adesea prin sisteme separate: mașinile CNC produc piese, operatorii înregistrează informațiile de producție, departamentele de calitate inspectează produsele, iar managerii revizuiesc ulterior datele de producție.

Într-un mediu Industry 4.0, aceste procese pot fi conectate.

Mașinile își pot comunica starea de funcționare, senzorii pot colecta date de producție, software-ul poate monitoriza performanța echipamentelor și cloud sau edge-sistemele de calcul pot procesa informații aproape în timp real. Acest lucru creează un ecosistem de producție conectat în care informațiile de producție se pot deplasa între mașini, sisteme software și oameni.

Pentru prelucrarea CNC, aceasta înseamnă că informații precum utilizarea mașinii, starea axului, temperatura, vibrațiile, starea sculei, timpul ciclului și progresul producției pot fi monitorizate digital, în loc să se bazeze în întregime pe înregistrări manuale.

The Internetul lucrurilor (IoT) oferă una dintre tehnologiile cheie din spatele producției inteligente. Într-o fabrică CNC, senzorii și sistemele de comunicație pot colecta informații de la mașini și le pot transfera pe platforme de monitorizare sau analiză.

De exemplu, senzorii pot monitoriza:

· Temperatura axului și vibrațiile

· Curentul motorului

· Starea de funcționare a mașinii

· Condiții de răcire

· Uzura sculei

· Timp de ciclu

· Consumul de energie

· Alarme și defecțiuni ale mașinii

Aceste informații pot fi apoi transmise printr-o rețea industrială către computere locale, dispozitive de vârf sau platforme cloud pentru analiză. Cercetare pe IIoT-monitorizarea prelucrării pe bază de prelucrare a explorat utilizarea datelor senzorilor pentru a identifica variațiile procesului și potențialele defecte, în timp ce sistemele cloud pot sprijini analize și decizii ulterioare-realizarea.

Schimbarea importantă este că mașinanu mai este tratată ca o unitate de producție izolată. Ea devine parte a unui sistem informatic mai mare.

Una dintre cele mai practice aplicații ale Industriei 4.0 este reale-monitorizarea timpului de producție.

Într-un atelier convențional, un manager de producție poate aveanevoie să verifice fizic mașinile sau să întrebe operatorii despre progresul producției. Acest lucru poate face dificilă obținerea unei imagini precise a fabricii la un anumit moment.

Mașinile conectate pot oferi o abordare diferită. Un tablou de bord digital poate arăta ce mașini funcționează, care sunt inactive, care s-au oprit din cauza unei alarme și cum progresează producția.

Această vizibilitate poate ajuta producătorii să identifice problemele mai devreme. De exemplu, dacă o mașină se oprește în modneașteptat, sistemul poate înregistra evenimentul și poate pune informațiile la dispoziția personalului de producție. Un studiu al unui IoT-bazat pe sistemul inteligent de monitorizare a mașinii a constatat că real-Informațiile despre mașina timpului pot sprijini planificarea producției, programarea, utilizarea mașinii și gestionarea resurselor.

Real-monitorizarea timpuluinu elimină timpul denefuncționare, dar poate face mai ușor de identificat cauzele și momentul denefuncționare.

Întreținerea mașinilor este un alt domeniu important în care IoT poate oferi valoare.

Întreținerea tradițională se bazează adesea pe programe fixe sau reparații reactive. O mașină poate fi întreținută după un anumitnumăr de ore de funcționare sau întreținerea poate avea locnumai după ce apare o defecțiune.

Cu monitorizarea conectată, întreținerea poate fi susținută din ce în ce mai mult de mașina reală-datele de stare.

Pentru echipamentele CNC, vibrațiile anormale, schimbările de temperatură, curentul motorului sau alte semnale de funcționare pot furniza indicii ale unor probleme în curs de dezvoltare. Atunci când aceste semnale sunt colectate în mod continuu, sistemele analitice pot ajuta la identificarea tiparelorneobișnuite și pot oferi avertismente timpurii.

Cercetare în IoT-monitorizarea condiției bazată pe CNC a examinat utilizarea mai multor senzori pentru întreținerea predictivă, în timp ce cercetările mai recente explorează cloud și edge computing pentru monitorizarea stării CNC și instrumentul-analiza uzurii.

Scopulnu este pur și simplu de a colecta mai multe date. Valoarea reală provine din transformarea acelor date în informații utile pentru deciziile de întreținere și producție.

Tehnologia cloud oferă un altnivel important de producție inteligentă.

În loc să păstreze informațiile de producție doar pe mașini individuale sau pe computere locale, producătorii pot folosi platforme conectate pentru a stoca și analiza datele din diferite resurse de producție.

Acest lucru poate fi deosebit de util pentru companiile care operează mai multe mașini, linii de producție sau locații de producție. Informațiile de producție pot fi consolidate într-un sistem comun, permițând managerilor și inginerilor să vadă performanța producției fără a fi fizic lângă fiecare mașină.

Producția în cloud a fost, de asemenea, studiată ca o modalitate de a furniza resurse și servicii de producție prin sisteme digitale conectate, susținând mai flexibile și mai mari.-modele de producție la cerere.

Cu toate acestea, sistemele cloudnu sunt întotdeauna singurul răspuns. Arhitecturile moderne se combină din ce în ce mai mult edge computing și cloud computing. timpul-informațiile sensibile pot fi procesate aproape de mașină, în timp ce seturi de date mai mari și mai lungi-analiza termenilor poate fi gestionată prin intermediul platformelor cloud. Această abordare poate reduce întârzierile de comunicare, menținând în același timp capabilitățile centralizate de analiză a datelor.

Fabricarea inteligentă depășește monitorizarea mașinilor individuale.

Un sistem mai avansat Industry 4.0 poate conecta diferite etape ale fluxului de lucru de producție, inclusiv:

CAD/CAM → Planificarea producției → Prelucrare CNC → Inspecție de calitate → Managementul datelor → Livrare

De exemplu, informațiile de producție pot fi conectate cu comenzile de lucru, programele de prelucrare, rezultatele inspecțiilor și înregistrările de producție. Acest lucru creează o trasabilitate mai mare pe parcursul procesului de fabricație.

Pentru prelucrarea CNC de precizie, acest lucru este deosebit de relevant deoarece calitatea produsului depinde mai degrabă de mai mulți factori decât de prelucrare singură. Selectarea materialului, sculele, parametrii de prelucrare, starea mașinii, inspecția și controlul procesului pot influența rezultatul final.

Un sistem digital conectat poate facilita asocierea datelor de producție cu anumite piese, mașini, loturi și rezultate ale inspecției.

Beneficiile potențiale ale integrării Industriei 4.0 și IoT pot fi grupate în mai multe domenii.

1. Timp de întrerupereneplanificat redus

Monitorizarea continuă poate ajuta la identificarea mai devreme a problemelor mașinii și poate oferi informații mai bune despre evenimentele de întrerupere.

2. Utilizare mai mare a mașinii

Datele de producție pot dezvălui cât timp petrec mașinile lucrând, așteptând, instalând sau rămânând inactiv. Aceste informații pot ajuta producătorii să identifice oportunități de îmbunătățire a utilizării.

3. O mai bună vizibilitate a producției

Managerii și inginerii pot obține informații de producție mai rapid în loc să depindă în întregime de raportarea manuală.

4. Control îmbunătățit al calității

Datele senzorilor și informațiile despre proces pot sprijini monitorizarea stării și pot ajuta la identificarea modificărilor procesului care pot afecta calitatea produsului.

5. Date-Luare a deciziilor pe baza

Datele istorice de producție pot ajuta producătorii să înțeleagă problemele recurente, să compare procesele și să ia decizii bazate pe informații măsurabile, mai degrabă decât pe ipoteze.

În ciuda potențialului său, producția inteligentănu este doar o chestiune de conectare a fiecărei mașini la internet.

O provocare este compatibilitatea echipamentelor. Multe fabrici operează mașini de la diferiți producători și generații diferite. Este posibil ca mașinile CNC mai vechi sănu aibă capabilitățile de comunicare ale echipamentelor mainoi, ceea ce face integrarea mai complicată.

Costul este un alt aspect. Senzorii, infrastructura de rețea, platformele software, stocarea datelor, securitatea cibernetică și integrarea sistemelornecesită investiții.

Există și o decalaj de competențe. Implementarea de succes a Industriei 4.0necesită cunoștințe de prelucrare, precum și de automatizare, rețele, management de date și software. Cercetările privind monitorizarea mașinilor inteligente pentru IMM-uri au identificat costurile, expertiza tehnică, interoperabilitatea și securitatea datelor drept provocări importante de implementare.

Securitatea cibernetică este deosebit de importantă, deoarece conectarea mașinilor la rețele creează puncte de acces digitale suplimentare. Prin urmare, companiile producătoare trebuie să ia în considerare controlul accesului, securitatea rețelei, protecția datelor și fiabilitatea sistemului atunci când implementează sisteme de producție conectate.

Dezvoltarea Industriei 4.0 schimbă treptat prelucrarea CNC dintr-o mașină-proces centrat în a date-sistem de producție conectat.

Viitoarele medii CNC ar putea combina mașini conectate, senzori IIoT, edge computing, platforme cloud, inteligență artificială, gemeni digitali și analiză automată. Cercetările recente explorează deja cloud-ul-fabricație CNC colaborativă, instrument-monitorizarea uzurii, stare-programare bazată și sprijin inteligent pentru decizii.

Obiectivul este sănu complice producția de dragul ei. În schimb, scopul producției inteligente este de a crește producția vizibil, măsurabil, previzibil și receptiv.

Pentru prelucrarea de precizie, unde consistența, eficiența, trasabilitatea și fiabilitatea livrării sunt esențiale, Industry 4.0 oferă un cadru pentru conectarea acestor cerințe prin intermediul datelor.

Pe măsură ce fabricile CNC continuă să adopte echipamente conectate și sisteme de producție digitale, avantajul competitiv va veni din ce în ce mai multnunumai din capacitatea mașinii, ci și din cât de eficient poate un producător să colecteze, să înțeleagă și să acționeze asupra informațiilor de producție.