共塑制造業未來
對當前的制造業來說,不斷提升的成本、效率、精度等要求,意味著必須在一定時間內以一定的成本生產出正確的精加工工件,但這種做法已經難以為繼。除非出現突破性的刀具解決方案,否則只注重提高金屬切除率的傳統方法最多只能將產量增加幾個百分點。
而經過上百年的發展和無數機床工具制造商不遺余力的鉆研,針對刀具本身例如材質、刃角、槽型等的創新已經接近極限,這也使得切削技術的重大創新出現的間隔時間越來越長。未來,要想顯著提高金屬切削的生產率、質量和可靠性,需要仰仗的將是由數據驅動的第四次制造技術革命。
作為全球領先的刀具解決方案供應商,山特維克可樂滿已經走過了75年的發展歷程。3月29日,山特維克可樂滿在瑞典山特維肯總部山特維克可樂滿中心召開全球新聞發布會,向來自全球的媒體記者分享其在推進制造業發展領域的最新成果,展現這家老牌企業面向未來制造業的年輕思維。
數據導向制造發展
進入21世紀以來,以大數據、云計算、移動互聯網、物聯網為標志的新一代信息技術革命正引領工業進入嶄新的發展階段,新一輪的工業革命正在孕育興起。此次工業革命最大的特征在于信息和通訊技術進入生產制造全過程,即將數據采集、存儲和共享技術整合到制造工藝中,從而催生了新生產方式的出現。
早在 20 世紀 80 年代,人們就曾設法制造自適應性的刀具監控系統,以測量切削條件、將數據與所設定的工藝標準進行比較并在隨后調整加工參數,從而實現工藝的穩定性并最大限度減少意外加工事故的發生。不過這些系統是采用傳感器和探針來測量切削力、功率、扭矩、溫度、表面粗糙度等工藝因素。但由于當時的傳感器技術非常落后,無法提供必要的速度和精度以確保完全有效;而且計算機的處理速度慢,需要更大的存儲器來實時處理大量的數據。
金屬切削的核心是切削刀具與工件的互動,這些缺陷導致幾乎不可能在加工期間調整參數。但在技術獲得急速發展的今天,傳感器和計算機技術在精度、速度和價格方面都有了很大的改觀,數據的采集和傳輸也更加便捷和迅速。
在“工業4.0”時代到來之際,正是基于先進的數據采集和傳輸系統,山特維克可樂滿率先推出兩款智能刀具,即能夠進行遙控調節的CoroBore® +鏜刀系統和能夠進行加工狀態監測的Silent ToolsTM +減振刀具,用戶通過手機或平板電腦就能調整刀具,獲取參數。而基于云端的Advanced Analytics系統更是可以隨時隨地地監控機床加工狀態,即便出差在外也可以隨時觀察工廠的實際加工狀態。
軟件占據核心角色
“工業 4.0 ”非常重視數字化數據采集、互聯網和云存儲,但這些元素只是解決方案的一部分。功能各異的軟件會分析所收集的數據并制作物理模型或示意圖,并將其與現有的加工模型進行比較,從而發現存在問題的工藝所在,提出合理的改善建議,以及指導如何調整參數優化加工工藝。
毫無疑問,軟件的重要性正在與日俱增。“盡管今天工具硬件產品的消費額依舊遠遠大于軟件產品,但我們預計10年后,軟件產品的消費額將會經歷持續高速增長,并最終與硬件產品平分秋色。”山特維克可樂滿業務發展副總裁Magnus Ekback在發布會上這樣表示。
基于此種判斷,山特維克可樂滿十分重視軟件的開發。山特維克可樂滿提供的CoroPlus ToolGuide刀具選擇軟件能直接對接到客戶的CAM或刀具管理軟件中,CoroPlus ToolLibrary可以讓用戶從任何采用ISO13399標準的刀具樣本中創建刀具組裝模型。此外,用戶不僅可以通過互聯的軟件獲取山特維克可樂滿的產品和應用數據,還能使用內置傳感器的刀具實時調節、控制和監控切削過程。
以領先的軟件和硬件產品為核心,山特維克可樂滿結合人、機床和工廠系統,打造獨具魅力的CoroPlus®數字化加工平臺。CoroPlus®的優勢在于它能幫助人們更好、更深入地了解、觀察加工過程和加工環境,從而優化生產。通過在云端將用戶的軟件和加工環境互聯起來,CoroPlus®平臺能提供精確的現場數據界面顯示,從而提高車間的生產效率。
毫無疑問,CoroPlus®數字化加工平臺是山特維克可樂滿在對“工業4.0”進行的探索過程中收獲的重要成果,運用山特維克可樂滿的互聯技術和加工知識,這一平臺最終幫助人們減少數據浪費,改善從設計、規劃到加工的整個生產過程。
產品創新仍是根本
作為全球領先的刀具解決方案供應商,山特維克可樂滿的業務遍布全球150個國家,擁有8300名員工,520余項專利系列。源于其在研發領域的雙倍投入,平均每天會有6種新的產品在山特維克可樂滿誕生。
在山特維克可樂滿迎來75周年之際,一種為車削技術帶來了前所未有變化的全新車削方法和車削刀具被隆重推向市場,這項業內首創的“全向車削”解決方案帶來了更高的加工靈活性、更高的生產效率和更長的刀具壽命。
在此之前,傳統的車削操作已經持續數十年保持基本不變,山特維克可樂滿此次推出的全新的PrimeTurningTM車削方法以及CoroTurn® Prime A型(左)和B型(右)車削刀具是車削技術發展中的重大創新,PrimeTurningTM車削方法和與之配套的刀具第一次實現了只用單把車刀就能在各個方向上進行車削加工,這也是這項技術被稱為“全向車削”的原因所在。
在一些應用中,通過使用完全不同于傳統車削的PrimeTurningTM車削方法,可以使生產效率提高50%,甚至更高。更小的主偏角和更高切入角可以使切屑變得更薄、更寬,使熱量和負載遠離刀尖,從而提高切削參數,延長刀具壽命。PrimeTurning獨特的臺肩切入方式,和25°~30°的主偏角可以實現出色的切屑控制并保持公差。這一創新為實現高效車削提供了無限的可能。它不僅僅是一款全新的刀具,它更是一種全新的車削方法。
此外,PrimeTurningTM車削方法還可以縮短裝夾時間,減少了因換刀停機,從而實現了更高的機床利用率和整體生產效率。它對航空航天和汽車制造等行業的幫助更加明顯,在這些行業中,人們需要進行大批量外圓車削加工,同時也需要進行頻繁的裝夾和換刀。
創新早已融入山特維克可樂滿發展的DNA中,在推出兩款專用的CoroTurn® Prime車削刀具的同時,山特維克可樂滿還推出了優化編程代碼和技巧的PrimeTurningTM代碼生成器,據此不僅可以確保最佳加工效果,同時能給出最佳的進給率和切入角等參數,這就保證了加工安全性。
無論是在產品層面之上追求方法的根本創新,還是將“工業4.0”互聯理念真正在產品和工廠中付諸實施,山特維克可樂滿已經走在了前列,并一直引領行業發展方向,這正是這家全球最大刀具企業的生機與活力的最生動體現。
記者手記
之前,記者受邀參加山特維克可樂滿在位于瑞典山特維肯(Sandviken)的山特維克可樂滿中心舉行的全球新聞發布會,并有幸參觀了位于基默(Gimo)的世界上最大的硬質合金刀片制造廠。
作為全球最大的刀具制造商山特維克可樂滿的總部所在地,“山特維肯”這一地理稱呼被全球刀具從業者所熟知,也是很多與刀具相關的人們的夢想之地。于2014年落成的山特維克可樂滿中心是一家世界級加工中心,它的建立旨在為制造業的效率提升、生產、應用和研發等領域提供服務,并對金屬切削行業中所有關心對生產效率提升、前沿創新研究和全球制造業未來發展的人開放。
置身散發著現代化氣息的中心里,你能清晰地感受和體驗山特維克可樂滿在全球制造業領域中展現的技術與創新能力,接觸到最新的技術和產品以及出色的工程能力和定制化的解決方案。
Gimo工廠是山特維克可樂滿最重要的刀具制造廠,也是全球最大的硬質合金刀片制造廠。在進入生產車間之前,記者首先參觀了工廠的歷史博物館,其中擺放了許多在工廠生產史上做出了突出貢獻的關鍵設備,這些老物件仿佛在默默訴說著這段歷時70余年的生產歷程。
Gimo工廠的車間墻體是由磚石組成,每一塊似乎都因浸透著工廠的悠久歷史,走入其中卻會發現內有乾坤。今天的Gimo工廠自動化生產水平極高,實現了硬質合金刀片從粉末燒結、沖壓,直到磨削、檢測、涂層、標記和包裝的自動化生產,加工設備也多采用少人化或是無人化運作,車間采用的刀具磨床均是業界知名品牌,并全部配有自動上下料機構,全自動化生產進一步保證了刀片的產量和質量。10余臺穿梭在車間內的AGV移動機器人極大地減緩了物料運輸過程中對人力資源的占用,并最大化地減少了人為或是其他因素造成的意外。
盡管發布會和參觀時間有限,但記者卻依然在這短短的時間里感受到了這家全球領先的老牌刀具制造商的年輕思維,期待下一次還能再臨山特維肯!(夏希品)
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