智能工作夹具测量和监控

连接性和数据收集已成为加工和制造的首要主题。机床 OEM 和配件供应商继续在其设备中构建自动反馈/监控功能，以使车间能够更好地控制其车间流程。例如，Hainbuch America Corp. 在其 TopPlus IQ 卡盘和心轴上提供智能功能。这些智能工件夹持设备与传感器集成，包括零件测量和工件夹持参数监控功能。它们旨在通过减少测量程序时间和减少废品来改善工作流程，同时将数据中继到机器控制器以进行分析和过程调整。

与公司的其他工件夹持产品一样，IQ 技术是根据客户的意见创建的，以确定如何最好地设计设备。 “我们必须确保我们保持产品的完整性，并使其适应未来的增长，”Hainbuch 应用工程师 Jim McCraw 说。 “IQ 卡盘/心轴系统根据客户反馈向前迈进了一步，包括我们放置传感器的位置以及我们试图捕获的数据类型。”

他补充说，在客户的帮助下，公司的研发部门可以在开发卡盘/心轴时对其进行测试，同时为未来的产品增长留出空间。

自动测量和监控

McCraw 表示，事实上，机械车间一直对卡盘或工件夹持装置内部发生的情况以及它如何影响工件的结果感到好奇。因此，IQ卡盘和心轴的自动测量和监控功能是公司工件夹持产品系列的自然进步。

IQ卡盘可用于测量成品工件直径。该数据在控制器或主计算机中进行处理，并显示在卡盘上的 LED 环上。图片来源：Hainbuch America Corp.

McCraw 解释说，传统上，机器操作员需要密切关注工艺特性，例如温度、夹紧压力、工件夹持装置和工件的刚度和振动，并记录他们的发现以备将来使用。认识到潜在的人为错误并依赖操作员的经验可能会带来问题，Hainbuch 工程师设计了 IQ 工件夹持设备，以自动（更准确地）捕获这些数据并将其传输到数据库。

“这样，操作员就不必试图消化机器内部发生的事情，然后决定如何最好地修复它，”麦克劳说。借助 IQ 技术，将工件夹持过程的关键方面编程到设备中，然后输出准确的信息并报告给机器控制。

TopPlus IQ 工件夹持装置的测量和监控可能性包括：

• 一步完成装夹和测量 ，无需使用独立的测量机。该特性可以检测上游加工中是否产生了正确的直径。
• 通过传感器检测工件接触 在基体中并通过三点零件支撑接触工件止挡。传感器可以潜在地检测工件末端挡块上的切屑，而无需使用旋转单元和管道进行复杂的空气传感控制。
• 测量夹紧装置的温度。 此功能可以检测到由加工过程引起的逐渐温度变化。
• 测量夹紧装置的转速。 了解速度对于准备基于 RPM 的分析图、检测惯性损失的状态监测非常理想。
• 直接在工件上持续监控夹紧力。 以这种方式确定与校准夹紧力值的偏差，但不提供绝对测量值。监控可以检测液压单元/夹紧缸的夹紧力是否适合工件。此外，对夹紧力测量数据的分析可实现可靠的工艺制造，并且是必要时维护的重要组成部分。

尽管所有这些信息都可以收集，但许多机械制造厂选择只收集他们认为对他们的应用程序最有帮助的某些信息。这个过程是旋转夹紧装置和固定在主轴箱上的定子之间的数据和能量的非接触式传输。

IQ 工件夹持设备可以通过三种方式用于测量/监控： 1) 在机器上； 2) 在处理工件时，以及 3) 在测量站。图片来源：Hainbuch America Corp.

数据分布

机加工车间可以手动或自动确定从 IQ 技术收集哪些数据以及如何处理这些数据。例如，一种选择是让 IQ 卡盘/心轴在图形用户界面或显示器上显示某些信息，这是直接从传感器发送给操作员以供操作员响应的数据。或者可以对 IQ 工件夹持系统进行编程，以便数据可以反馈到机器控制中，作为响应，机床可以根据设定点进行调整，甚至在满足磨损点时实施备用工具。客户与机器制造商合作，因此他们可以设置所需的路径 - 或响应 - 通过机器的控制激活。

“一些商店希望流程尽可能自动化和远程，”麦克劳解释道。 “这取决于流程的关键程度以及他们希望操作员拥有多少接口。”

此外，根据 McCraw 的说法，机械车间必须考虑他们选择嵌入系统的连接循环的类型。公司不仅可以发送数据和共享数据，还可以接收共享信息。

IQ卡盘可在机床上用于测量工件直径、温度、转速、工件接触和工件夹持力。数据在控制器或主计算机中处理并显示在机器面板上。图片来源：Hainbuch America Corp.

IQ 技术收集的数据可以保存在公司内部、公司家族内部，也可以与选定的网络共享。必须在系统内仔细考虑和监控数据共享和信息隐私。

选择的连接环路类型决定了数据传输的功能。然而，一般来说，IQ 传感器通过现场总线系统将信息直接发送到机器控制器或图形用户界面。数据还可以进入工厂网络进入中央系统，该系统可以使用该数据以及其他工厂工作中心发送的其他数据，以数字方式协调工厂的整体流程和输出。然后，该中央控制系统可以与外部供应商和资源进行交互，以使用他们的数据来帮助调整其内部运营。

“这是网关可以扩展到物联网的地方，可以与远程资源共享这些数据，也可以从其他来源获取相关的共享数据，”McCraw 说。

操作员的角色

虽然 IQ 卡盘/心轴系统被认为是自动的，但该系统是由操作员指导操作的，因此并非完全无需干预

此 IQ 芯轴用于测量成品工件无聊。数据处理在控制器或主计算机中进行，并可通过测量站的显示器输出。图片来源：Hainbuch America Corp.

设备。此外，根据特定的应用程序，人工输入可能非常有益。例如，操作员必须识别某些技术何时无法正常运行，然后在必要时进行干预。

在大多数这些自动化系统中，客户都在努力控制流程，并对需要解决的症状做出一致的反应。 “因此，如果他们手动响应传感器反馈给他们的症状，那么 IQ 技术的最终效果将仅与操作员纠正问题一样可靠，”McCraw 解释说。但是，通过机器控制器内的自动补偿，机器总是根据已编入其中的事实做出决策。尽管技术依赖于我们，但我们也必须依赖技术。他补充说，我们依赖于彼此的准确性。

一次一点点自动化

Hainbuch 的 TopPlus IQ 夹具技术使车间能够逐步集成自动化流程。一次可以将一个或两个传感器、卡盘或测量站集成到机床中，因此不必一次全部实现自动化。

“我认为，越多的人意识到小规模实施自动化的好处，就越容易通过更大的投资证明它的合理性，”McCraw 解释道。

这些智能工件夹持设备的好处是显而易见的，特别是对于高产量应用。自动 IQ 卡盘和心轴可提高机器生产率和加工能力，确保必要的维护计划，监控定义的夹紧力并记录结果以复制重复项目。

海布奇美国公司| hainbuchamerica.com