成形技術の進歩

1 年前、シューラーは、システムの生産性と可用性を向上できるネットワーキング形成テクノロジの製品パッケージである Digital Suite を発表しました。 数か月後、Smart Press Shop がオープンしました。

このショップには、コンポーネントの追跡、部品の流れのシミュレーション、金型の監視、および潤滑回路のためのシステムが備えられています。 しかし、Digital Suite にはそれだけではありません。

ドイツのハレにあるスマート プレス ショップは、世界で最も近代的なプレス ショップと言われており、シューラーはネットワーク形成テクノロジー向けのデジタル スイートから多数のソリューションを導入しています。

2019年春、スマート・プレス・ショップを運営するシューラーとポルシェの折半出資の合弁会社は、ハレ郊外に32エーカーの敷地を建設すると発表した。 パンデミックにもかかわらず、工場は計画通り2年後に稼働を開始した。 ライプツィヒのポルシェ工場に近いことと、それに伴う物流ルートの短縮により、自動車メーカーは生産関連の CO2 排出量を大幅に削減しています。 しかし何よりも、スマート プレス ショップは、自動車生産における重要なプロセス ステップの生産効率とデジタル化を成形技術の新たなレベルに引き上げることを目的としています。

合弁会社の機械には、毎分 20 ストロークの出力を持つサーボ プレス ライン、トライアウト プレス、レーザー ブランキング ラインが含まれます。 同社は、ポルシェ マカン SUV やその他の少量生産用のボディおよび構造部品を生産しています。

レーザーによるブランキングラインには、高価で重い金型は必要ありません。 そのため、頻繁に製品が変更される新しい部品や小さなバッチサイズの生産に特に適しています。 連続的に前進するコイル素材を高速切削速度でブランクに加工します。 工具不要のショット分離により、高出力も達成できます。

Schuler の Laser Blanking Line 2.18 には、最大幅 1,880 mm のストリップ材料を加工するための 2 つのカッティング ヘッドが装備されています。 システムとコイル材料のさまざまな測定値を記録し、回路基板にスマートにマーキングすることにより、サーボ プレス ラインにブランクを供給するシステムは、トラック & トレース システムの出発点でもあります。

機械、金型、材料技術の発展と並行して、外皮部品に対する品質要件も常に高まっています。 軽量材料の成形限界と洗練されたコンポーネントの設計により、良質な部品を製造するためのプロセスウィンドウは非常に小さいことがよくあります。 連続生産に至るまでの始動時の影響、材料品質の変動、または金型の公差により、多くの場合、問題や不合格部品の生産が発生する可能性があります。

継続的な部品追跡により、継続的な生産の品質を完全に証明できます。 システムは各コンポーネントに独自の ID を付け、さまざまな時期や製品段階でその ID を追跡できます。 この ID については、すべての重要な情報がデータベースに保存されているため、加工された部品がどのコイルから来たのか、成形中にどのパラメータが存在したか、部品の品質特性を追跡することができます。

Track & Trace は、生産における完全な透明性へのギャップを埋めます。 個々の部品には一意の識別子が与えられ、製造プロセス中に追跡されます。 すべてのデータと情報はリンクされ、コンテキストに組み込まれます。 自動または手動制御装置によって収集されるデータには、加工されたプレマテリアル (コイル)、ブランキングおよびプレス ラインでの測定値およびプロセス値、ならびに品質特性が含まれます。

閉じた品質管理ループにより、生産の最適化が可能になります。 エラーをより迅速に検出し、的を絞った方法で排除できます。 MES システムまたはクラウド プラットフォームへのオープン インターフェイスを通じて、機械学習分野の人工知能を使用して、支援的な方法で生産を監視および制御することが可能です。 開発の初期段階であっても、クラックなどの欠陥を低減するために、回路基板の再給油やダイクッションの適応制御を最適化するアプローチがすでに追求されています。

Schuler は German Edge Cloud (GEC) と協力しています。 専門家は、トラック & トレース システムの中央ソフトウェア モジュールを提供しました。 Schuler は、「ユーザー中心設計」アプローチに従ってさらなるモジュールの開発も行っています。 GEC は、Premise Edge ONCITE に基づく産業ソリューションを新たな協力にもたらします。 システムの完全なデータ主権により、ノウハウと重要な本番データが適切な手に保持されることが保証されます。 Track & Trace は、OEM のパブリック クラウドおよびハイブリッド システムと互換性があります。

Smart Press Shopでは、成形工程や部品の流れを事前にコンピュータ上でシミュレーションします。 Schuler ソフトウェア DigiSim は、いわゆる干渉輪郭を検出し、スライドやトランスファーの動作、およびアプリケーションに関連するその他すべての動作を模倣することで、必要な安全距離を確保します。 このようにして、すべての要素間の衝突を事前に検出して排除できます。 同時に、実際のテストとセットアップのプロセスが短縮され、失敗のリスクが最小限に抑えられます。

プレスラインのカメラはインテリジェントなソフトウェアを使用して成形プロセスを監視します。 金型内のパンチカスやレンチなどの異物を検出し、部品が正しく挿入、成形、取り外しされているかを確認します。 目標状態からの逸脱が記録された場合、プレス機は即座に停止し、金型の結果として生じる高価な損傷を回避します。

Schuler 氏は、このシステムを Visual Die Protection (略して VDP) と呼んでいます。これにより、ダイの修理、ダウンタイム、さらには完全な生産停止を節約できます。 カメラは、ダイが正しく接続されているかどうか、ブランクが正しく挿入、形成、除去されているかどうかも検出します。 彼らはコンポーネントに亀裂があり、センタリングピンとイジェクションピンに損傷がある可能性があることを確認しました。

検出を可能にするには、生産を開始する前に、まずカメラでそれぞれのダイの参照画像を撮影する必要があります。 オペレータは、センタリングピンやイジェクトピンなど、特に正確な監視が必要な敏感な領域にマークを付けます。 その後、別のコンピューター上の人工知能が現在の写真と製造プロセスにおける金型の元の状態をリアルタイムで比較し、即座に対策を開始できるようにします。

VDP Analyzer は、エラーの原因を調査するためにも使用できます。 視覚化では、時間曲線の変動を使用して、正常な状態からの逸脱が正確にいつ発生したかの概要を迅速に取得できます。 ユーザーは、これらの時間に関連付けられた画像を的を絞った方法で取得し、ネジが切られていないセンタリング ピンの部品や、特定のスクラップ シャフトに繰り返し蓄積する打ち抜きくずなどの潜在的な問題を認識できるようになりました。

このようにして、適切な変更を加えて将来の生産中断を回避し、プロセスの安定性を高め、最終的に生産量を向上させることができます。 このシステムでは、文書化や後の比較のために時系列データと画像データをエクスポートすることもできます。 従来のカメラを使用すると、印刷オペレーターは金型室を監視できますが、その後ビデオを自分で評価する必要があります。 この作業は現在、VDP Analyzer によって実行されます。

Smart Press Shop のカメラは、部品の「絞りエッジ」を監視します。 成形プロセスの一定条件下では、このエッジの形状とサイズはほぼ同一のままです。 あらゆる変化は、材料特性、潤滑または引っ張り力の偏差を示します。 この場合、プロセス監視によりプラントオペレータに情報が提供されるため、プラントオペレータは初期段階で修正を行って、高価な部品の不良品や再加工を大幅に回避できます。

金型に加えて、工場内を循環するオイルも継続的に監視され、潤滑剤の劣化が確認されます。 その目的は、オイルの状態が本当に必要な場合にのみオイルを交換することです。これにより耐用年数が長くなり、水や異物による汚染を示すオイルの短期的な変化を検出できるようになります。

仮想製品プラットフォームを介して、関係者は Schuler の専門家に直接アクセスでき、特定の使用例について話し合ったり、より詳細な情報を要求したりできます。 オープンインターフェースと標準テクノロジーを使用することで、既存のITネットワークへの統合が可能になります。

Smart Assist は、ビデオやグラフィックを利用して段階的なガイダンスを提供し、印刷機のセットアップを調整し、機械、搬送、コンベア システムを調和させて生産性を最大化します。 部品輸送の安全性が常に保証され、加速度や調整角度を含む動作曲線が完全に自動最適化されるため、出力性能も向上します。 スマートアシストは、オペレーターにプランジャーとトランスファーを順番に特定の位置に移動するように要求します。 ティーチ機能はこれらの位置を保存し、スマート アシストが最小限必要なトランスファー リフティング ストロークとその他すべての関連データを記録できるようにします。

収集された情報を使用して、プランジャーとトランスファーの最適な動作曲線が計算され、決定されたパラメーターがプレス制御に送信されます。 オペレーターはスタートボタンを押すだけです。 エキスパート モードでは、スマート アシストにより、距離をさらに最小化するための非対称のトランスファー動作など、スライドとトランスファーの動作曲線を自由にプログラミングでき、トランスファー プレスの最大出力までの最後のパーセントを引き出すことができます。

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