Enligt svaren i en ny rapport har färre än 30 % av tillverkarna börjat tillämpa Industri 4.0-teknik i någon större omfattning. Men tillverkarna måste kanske släppa sin tveksamhet inför digitalisering om de ska kunna anpassa sig till en oförutsägbar framtid. Här förklarar James Thorpe, Global Product Manager på Sandvik Coromant som är världsledande inom verktyg för skärande bearbetning, hur tillverkarna kan dra nytta av digitaliseringen – utifrån sina egna förutsättningar – genom att kombinera avancerad programvara med de rätta maskinerna. 

Av rapporten Industry 4.0 & Smart Manufacturing Adoption Report från IoT Analytics framgår att Industri 4.0-teknik fortfarande inte används särskilt mycket bland tillverkningsföretag. Varför har då inte fler tillverkare digitaliserat sina processer, nu när man har insett fördelarna med Industri 4.0 så tydligt? 

En vanlig föreställning är att det är kostsamt att tillämpa Industri 4.0 på befintliga produktionslinjer, vilket det faktisk inte behöver vara. Ett annat skäl till att det går så långsamt att ta till sig det nya sättet att arbeta är att tillverkarna inte ser någon anledning att uppgradera sin befintliga verktygsriggning eller sina processer. Varför ändra på något som fungerar? Tillverkare i den här gruppen är kanske osäkra på hur Industri 4.0 passar in i deras invanda sätt att få saker gjorda. 

Sanningen är att automatisk Industri 4.0-teknik kan göra en hel del för en tillverkares slutresultat. Sandvik Coromant har till exempel funnit att en ökning av maskinutnyttjandet med 20 % kan öka bruttomarginalen med 10 % och att automatiserade system kan öka maskinernas drifttid kraftigt. 

Automatiserad utrustning kan även ge stöd åt den växande trenden med bearbetning med minimal, eller ingen, mänsklig övervakning – i synnerhet under pågående pandemi. Som det står i en färsk rapport från Pricewaterhouse Coopers (PwC), COVID-19: What it means for industrial manufacturers,

”För de företag som är sårbara för ett virusutbrott bland de anställda kan detta vara en avgörande tid att börja utnyttja automatiseringsteknik på ett förutseende sätt.” 

Dagens Industri 4.0-teknik, med bland annat sensorer och maskininlärning, kan också bidra till att minimera antalet produktionsavbrott. Vilket, återigen, ökar vinsten. Detta omfattar även sådana avbrott som krävs för att byta utslitna verktyg, till exempel borr. 

Tidigare behövde operatörerna förlita sig på manuell övervakning för att upptäcka förslitning i maskinerna. PwC:s rapport pekar på det industriella Sakernas internet (Industrial Internet of Things – IIoT) som ett alternativ. Ett exempel på detta är Sandvik Coromants senaste CoroPlus® Machining Insights platform, som är en utökning av företagets CoroPlus-serie med programvara för uppkoppling. 

Med hjälp av Machining Insights går det att koppla samman CNC-maskiner via Ethernet och överföra större informationsvolymer än vad som tidigare varit möjligt. Detta omfattar tillverkningsdata så att du kan förbättra din verkstads effektivitet och utrustningens totala effektivitet (OEE). Möjligheterna begränsas inte till ny maskinutrustning.

De flesta maskiner går att ansluta till nätverket och det finns adaptrar för äldre maskiner som gör dem kompatibla med systemet. Industri 4.0 går enkelt att bygga in även i äldre maskinutrustning.

Förutsägbar förslitning

Machining Insights har konstruerats för att göra bearbetningsprocesserna mer åskådliga för tillverkarna och för att identifiera och undanröja stilleståndstid och ineffektivitet. Detta gäller även under perioder med huvudsakligen eller helt automatiserade processer. 

Ärligt talat, ett av de största hoten mot produktionen är oförutsägbar verktygslivslängd. Om ett verktyg verkligen ska kunna stödja automatiserad produktion, är nyckeln till framgång att begränsa den kontinuerliga, kontrollerbara förslitningen och eliminera den diskontinuerliga, okontrollerbara förslitningen fullständigt. 

Sandvik Coromants specialister har haft detta i åtanke när de utvecklat CoroDrill® 860 med förbättrad -GM geometri. Det är ett nytt borr i solid hårdmetall med optimerat utförande för en rad material och applikationer i alla industrisektorer. 

Unik inställning till konstruktion

Enligt Sandvik Coromants specialister beror förbättrad verktygslivslängd inte enbart på hur länge verktyget används, utan på borrets själva konstruktion. 

CoroDrill 860-GM har polerade spånkanaler i ett innovativt utförande. Den banbrytande konstruktionen förbättrar spånavgången och ger förbättrad hålkvalitet, samtidigt som den också minskar värmeuppbyggnaden och skärkrafterna vid borrning. Till andra viktiga detaljer i borrets konstruktion hör en förstärkt kärna och hörnfas, eggpreparering för att avlägsna mikrodefekter vid bearbetningen och en dubbel styrlist för att förbättra stabiliteten vid borrning. Borrspetsen har förbättrade släppningsgeometri och högre ytkvalitet. 

CoroDrill 860-GM lämpar sig för alla applikationer där hålkvaliteten är kritisk. Hit hör flygindustrin, allmän verkstadsindustri, olja och gas, kärnkraft och förnybar energi. Dess optimerade tillförlitlighet har också bevisats vid produktion inom fordonsindustrin, bland annat vid borrning av motorblock, höljen, flänsar och grenrör. 

Verktygsteknik i praktiken

När tillverkningen blir alltmer automatiserad, blir oförutsägbar verktygslivslängd ett allt större problem.  En fordonstillverkare i Korea upplevde just detta problem och samarbetade med Sandvik Coromant för att förbättra verktygslivslängden. 

I applikationen användes CoroDrill 860-GM till att borra genomgående hål för anslutningsdelar i fordonsväxellådor. Totalt borrades åtta stycken genomgående hål med diametern 8,2 mm (0,32″) i varje komponent, som hade ett djup på 10 mm (0,39″). Med kundens tidigare verktyg tillverkades 200 komponenter, dvs. 1 600 hål, med en skärhastighet (Vc) på 80 m/minut (3 102 varv/minut) och en matning (Vf) på 381 mm/minut. Med CoroDrill 860-GM tillverkades 2 300 komponenter (dvs. 18 400 hål) med en skärhastighet på 100 m/minut (3 878 varv/minut) och en matning på 814 mm/minut. 

Verktygslivslängden förbättrades med 1 150 % och den totala kostnaden per del sänktes tack vare den förbättrade produktiviteten. 

Förutom en ökad verktygslivslängd möjliggör dessa verktyg ökade skärdata och därmed högre skärhastigheter. Ett verkstadsföretag i Lancaster, Ohio i USA lyckades faktiskt uppnå en 57 % högre skärhastighet med CoroDrill 860-GM jämfört med borret från en konkurrent. I applikationen användes verktyget till att borra hål i sensorhuskomponenter av rostfritt 304-stål – 11 hål med diametern 6,6 mm (0,260″).

Anslut online

För att kunna öka verktygslivslängden måste tillverkarna investera i Industri 4.0-teknik som Machining Insights för att övervaka förslitningen. De får dock inte glömma vikten av att först och främst investera i en stark verktygsuppsättning. Sandvik Coromants CoroPlus® Tool Guide förenklar verktygsvalet. Genom att öppna onlineapplikationen via en webbläsare och ange applikationen och materialet i arbetsstycket, kan användaren hitta lämpligaste solida hårdmetallverktyg och skärdata för sina behov. 

Förutom Machining Insights, innehåller Sandvik Coromants sortiment för digital bearbetning CoroPlus® Process Control, en lösning för processtyrning som innehåller både maskin- och programvara. Denna lösning övervakar maskinerna i realtid och ingriper automatiskt enligt fördefinierade regler i stället för att bara larma. Åtgärderna kan inbegripa att stoppa maskinen vid kollisionsrisk, eller att byta ett utslitet verktyg.

Det finns oräkneliga produktivitets-, vinst- och underhållsfördelar att dra nytta av för verkstäder som är vågar övervinna sin tveksamhet inför Industri 4.0. Genom att använda sig av dessa tekniker på rätt sätt kan en tillverkare bli digital på sina egna villkor – och sälla sig till de 30 % av tillverkarna som, enligt rapporten från IoT Analytics, är redo för en oförutsägbar framtid.