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CNC刀具管理,如何提高OEE、縮短製造週期?

想要提高OEE、縮短製造週期嗎?因為無法監控CNC刀具設備,導致崩、斷刀、撞機,維修成本高於預期而煩惱嗎?那你一定不能錯過接下來要探討的內容,一起來瞭解如何做到「預防勝於治療」吧!

作者

莊馥綺

1.8k

・2022/07/19

在製造業的生產現場中,通常換模換線都是最費時、費力的工作,如果再加上故障、短暫停機等待的時間,不僅會浪費許多時間與人力成本,更會直接造成產能和品質的下降。

 

而在換模換線或是排除設備故障的環節,傳統都是依靠有經驗的老師傅來調整,但老師傅越來越少,成本也越來越高,而資歷較淺的技師即便依照SOP操作,還是有可能會因為對轉換時機、管理掌控經驗不足,發生刀具、工件毀損,對設備稼動性能會有影響,甚至是常態性維修、造成當期出貨速量減少、客戶轉單、營收下滑的情形,對加工現場和公司的影響非常大。

 

CNC加工設備故障的影響

如何有效做好CNC刀具管理?中有提到,想要提升企業生產力,就要提高設備綜合效率OEE稼動率,但設備如果發生1.故障損失;2.換模換線、調整損失;3.刀具交換損失;4.暖機損失;5.短暫停機、空轉、其他停止損失;6.速度降低損失;7.品質不良、修整損失等設備七大損失,就會因設備停止、性能不穩定和品質問題,造成設備綜合效率OEE降低。

 

從上面可以瞭解,有一半以上CNC加工的損失,都是和設備穩定度、刀具狀態有關。對於CNC加工來說,如果想要縮短生產週期,維持穩定生產力,提高設備妥善率和進行智慧化刀具管理,都是重要的環節之一。

那麼,如果在CNC加工現場「刀具」出問題的話,還會引發哪些連鎖反應呢?

CNC加工時會發生的問題

無法即時監控刀具狀態:刀具崩刀及斷刀過程無監控,導致意外風險提高。

品質檢驗不全面:以抽檢方式進行,無法確保每一件產品品質。

撞機無法預防:全世界每一間CNC工廠都會發生設備撞機,而這種異常狀態通常列為事後管理,無法預測、監控及防護。

維修費用高:拖延產品交期,設備閒置及維修成本攤提難以估算。



CNC加工的四大意外

工件定位不穩定

因為沒有固定的形狀和尺寸,通常依靠夾、治具定位,但如果沒有即時監控,可能會發生工件一邊已經切削到破掉,另一邊卻還是初胚的情況。若機台沒有即時停止,工件可能會噴飛,導致設備損壞或人員受傷。


刀具使用狀況不明

假如有很多把刀同時運作,但沒有辦法測量每一把刀的使用狀況,就會容易有崩刀的情形,若設備持續運轉,更會導致撞機,造成安全疑慮。


設備問題原因不明

有時夾治具在加工過程中噴飛掉,導致機台撞機,若沒有及時停止設備運作,工件也會噴飛,但此時大多會責怪現場人員操作上、CNC程式上出問題,卻沒有發現其中一個夾具已經斷裂。


維修費用高昂

任何工件噴飛、人為因素、程式設定錯誤的情況,都將導致外在環境的損壞,致使需要大筆維修費用。

 

現在我們已經瞭解CNC加工設備會面臨的損失問題、意外有哪些了,但若每次都當一個事後諸葛,沒有辦法做到提高生產力、縮短製造週期。因為整個製造週期從前置時間轉換到生產過程中的作業時間來看,是讓單一個點的狀況,連成線再拓展成面。

 

因此當加工中遇到問題,如:刀具設備損壞,無論現場人員是否即時發現並維修,後面製程都會發生停機的情形、排程要頻繁抽插單,影響到整個生產週期拉長,甚至這些情況只有現場人員才知道,並沒有即時傳達到管理者的手上,造成資訊傳遞落差。

 

但這幾個因素是可以透過軟體系統工具做整合、數據分析,讓生產過程可以不用擔心任何事發生,怎麼做到呢?讓我們繼續往下看吧!

 

數位監控系統軟體協助設備穩定運行

數位監控系統軟體以感測器技術,收集整合設備生產在切削過程中的電流、溫度或振動等即時資料數據,作到即時狀態監控(包含刀具和設備狀態)

 

並通過採集即時的電流和振動等資料數據分析,即時回饋訊號讓控制器停止運作,以達到預防碰撞,避免設備發生問題,降低設備因人為操作、刀具狀態、胚料精度、治具鬆脫等因素,而導致設備與產品品質不良損壞現象發生!


數位監控系統軟體所帶來的效益

降低庫存成本:掌握刀具狀況,降低刀具庫存。

提高生產效率:減少設備異常,省下不必要的停機、維修時間,穩定並提升生產效率。

降低品質不良率:生產過程有異常時,自動停機或回饋,降低產品品質不良率。

降低撞機風險:監控刀具,避免刀具異常,做到百分百降低撞機風險。

 

數位監控系統軟體特色

自動學習只需學習1次,並智動利用Big Data解析目前設備狀態,提供使用者設備即時安全保護。


方便友善即時監控分析機器數據,且無品牌、型號、使用年限等限制


模組化:通過多個標準輸入/輸出連接端口讓用戶快速,輕鬆地將標準的現成傳感器連接到系統,以進行機器數據採集和狀態監測


即時性:利用設備狀態模型即時偵測分析、監控,並即時警告CNC設備,阻止激烈碰撞。


可預測利用深度學習(Deep Learning)的方式預測未來設備狀態


 

數位監控系統軟體工具整合物聯網IoT,作到IT+OT的運作,將CNC工廠資訊透明化,不僅實現高效生產、輕鬆管理,還可以節省時間、人力、金錢以及其他不必要的浪費,但你覺得刀具管理方式這樣就足夠了嗎?對刀具有做到百分百的監控嗎?是否還是發生工廠人員仍是時間到了就領刀,造成刀具浪費、盤點不實的情形?也無法將數值可視化進一步數位化、電子化取代紙本呢?這些問題「刀具視覺檢測站」都可以幫你解決。


 

刀具視覺檢測站

節省換刀時間

線外快速換刀方式,節省換刀時間。


影像檢測打造高效率

透過刀具影像量測儀檢驗精確的刀具尺寸,不佔用CNC機台,預防撞機,縮短加工準備時間,達到高效率的生產管理。


減少庫存成本

串聯OT、CT、IT打造工廠生態系,精確記錄刀具使用率、有效掌握刀具剩餘壽命,不需預備大量刀具庫存。


可預知性保養

可預知刀具不鋒利,便於預防性維修更換,確保加工品質一致性。


資料數據電子化

透過數位化資料數據傳輸刀具使用時間、次數及切削力,並演算10種以上物理特性,計算刀具使用狀態,且數據可應用、保存、參考、追溯。


建置成本較低

新型的「線外」檢測機台模式,和其他台製傳統、國外線上的設備相比,成本較低,且因縮短刀具檢測時間,也減少生產過程中因換刀而損失的時間成本。

 

工業4.0時代來臨,若以大數據分析加上機聯網的數據,建立CNC工廠的數位資料庫,便能降低大量人力成本與生產風險。

 

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參考資料:維新通商

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