Новейшие технологии фрезерных станков позволяют поддерживать жесткие допуски и увеличивать производительность, одновременно снижая потребность в рабочей силе.
Новая технология фрезерных станков позволяет добиться более жёстких допусков, поддерживать высокую производительность и избежать дополнительных требований к персоналу, выполняющему фрезерование. Том Честейн, менеджер по продукции Wirtgen American Milling, отметил: «Новое поколение системы управления уклоном, технология фрезерного барабана и новая операционная система позволяют с большей лёгкостью повысить производительность, чем раньше, и при этом добиться более высокого качества».
Процесс настройки и мониторинга режущих машин также был упрощен. «По сравнению с оборудованием предыдущего поколения, встроенная диагностика, простые настройки управления уклоном и автоматические процедуры калибровки значительно снижают ответственность оператора», — отметил Кайл Хэммон, менеджер по техническим продажам Astec.
Для максимальной производительности и качества поверхности фрезерный станок должен уметь определять изменяющуюся нагрузку и соответствующим образом реагировать. Цель Astec — поддерживать высокое качество фрезерования, обеспечивая максимальную производительность и защиту станков и рабочих. Именно здесь в игру вступают новейшие технологии. Некоторые модели новых фрезерных станков оснащены операционной системой, которая позволяет оператору выбирать режимы фрезерования. Это позволяет оператору управлять режимом.
«Вы можете указать машине необходимое расстояние между ножами и барабанами и желаемое качество рисунка», — сказал Честейн. Эти настройки могут даже дать представление об используемом режущем инструменте. «Машина рассчитывает эту информацию и определяет скорость машины, скорость режущего барабана и даже количество воды. Это позволяет операторам обслуживать производственные линии и транспортировать материалы, пока машина делает всё остальное».
Для оптимизации производительности и качества поверхности фрезерные станки должны уметь определять изменяющиеся нагрузки и соответствующим образом реагировать. «Системы управления нагрузкой двигателя и тягой обеспечивают постоянную скорость работы станка и предотвращают появление дефектов на фрезеруемой поверхности, вызванных резкими изменениями рабочей скорости», — сказал Хармон.
«Активная система управления нагрузкой, такая как система управления нагрузкой Caterpillar, позволяет оператору максимально загружать машину, не рискуя её остановки», — сказал Джеймсон Смейя, консультант по международным продажам Caterpillar. «Это может значительно повысить производительность машины, поскольку система автоматически определяет, с какой силой оператор её нагружает».
Caterpillar также предлагает круиз-контроль. «Круиз-контроль позволяет оператору сохранять и восстанавливать заданную скорость фрезерования одним нажатием кнопки, тем самым помогая ему поддерживать постоянный режим работы на протяжении всего проекта».
Такие функции, как управление нагрузкой, обеспечивают максимально эффективное использование доступной мощности двигателя. «Большинство дорожных фрезеров позволяют операторам выбирать необходимую скорость двигателя и ротора. Поэтому в условиях, когда скорость не является определяющим фактором или количество самосвалов ограничено, операторы могут выбирать более низкие скорости двигателя и ротора для снижения расхода топлива», — пояснил Смейя. «Другие функции, такие как управление холостым ходом, позволяют машине снижать обороты холостого хода до низких после остановки и увеличивать обороты двигателя только при необходимости, когда активируются определённые функции».
Система управления машиной Wirtgen MILL ASSIST помогает операторам оптимизировать результаты фрезерования. Компания Wirtgen уделяет особое внимание снижению эксплуатационных расходов. «Новая версия машины более экономична с точки зрения расхода топлива, воды и инструмента, а также [снижает] уровень шума», — сказал Честейн. «Наличие операционной системы, которая информирует машину о том, чего мы пытаемся достичь, а также новой двухступенчатой коробки передач позволяет машине работать максимально эффективно, одновременно контролируя расходные материалы».
Также были разработаны держатели инструментов и зубья. «Обновлённая технология резки даёт нам больше уверенности в производительности и плавности фрезерования», — сказал Честейн. «Новые твёрдосплавные инструменты, а также существующие инструменты из поликристаллического алмаза (PCD) позволяют нам фрезеровать дольше с меньшим износом. Это означает, что нам не придётся часто останавливаться, и мы сохраним этот результат дольше. Качественная модель. Эти новейшие инновации в технологии резки и более высокая производительность станков позволяют нам добиваться высокого качества и производительности».
Популярность алмазных коронок продолжает расти. По данным Caterpillar, срок службы этих коронок в 80 раз превышает срок службы твердосплавных, что позволяет значительно сократить время простоя.
Astec: «Это особенно актуально для сложных условий эксплуатации, где твердосплавные сверла приходится менять несколько раз в день», — сказал Смейя. «Кроме того, алмазные сверла, как правило, остаются острыми на протяжении всего срока службы, что позволяет станку обеспечивать стабильное фрезерование и поддерживать более высокую эффективность резания, тем самым повышая производительность и экономя до 15% топлива».
Конструкция ротора имеет решающее значение для обеспечения ожидаемых результатов. «Многие конструкции роторов имеют разную степень зазора между зубьями, что позволяет оператору получать необходимую текстуру рисунка для конечной фрезеруемой поверхности, снимая при этом максимально возможное количество материала», — сказал Смейя.
Ожидается, что фрезерный станок, оснащенный новейшей технологией контроля уровня, впервые достигнув целевого уровня и исключив необходимость повторной обработки, значительно повысит производительность, благодаря чему первоначальные инвестиционные затраты смогут быстро окупиться.
«Благодаря современным системам контроля уклона современные фрезерные станки могут быть очень точными и создавать гладкие контуры», — сказал Смейя. «Например, дорожные фрезы Cat в стандартной комплектации оснащены системой Cat GRADE с функциями регулировки уклона и наклона, что обеспечивает универсальность и гибкость для самых разных задач. Будь то удаление заданной глубины, фрезерование для повышения гладкости или фрезерование для точного придания проектных контуров, систему Cat GRADE можно настроить и отрегулировать для достижения наилучших результатов практически в любых условиях».
Улучшен контроль уклона, что упрощает достижение постоянной глубины и/или уклона. Честейн отметил: «Упрощенная, но современная технология обеспечивает операторам быструю и точную реакцию, одновременно снижая нагрузку на них».
«Мы видим всё больше 3D-технологий, внедряемых в фрезерную промышленность», — добавил он. «При правильных настройках эти системы работают хорошо». Система усреднения использует звуковые датчики для усреднения длины обработки или глубины резания.
Сложная работа требует 3D-контроля уклона. «По сравнению со стандартными 2D-системами, 3D-контроль уклона позволяет станку фрезеровать с более высокой точностью», — сказал Хэммон. «В более сложных проектах, требующих различной глубины и боковых уклонов, 3D-система автоматически вносит эти изменения».
«3D-система должна создавать цифровую модель на основе данных о дороге, собранных перед фрезерованием», — отметил он. «По сравнению с традиционными двухмерными операциями, создание и внедрение цифровых моделей на фрезерном станке требует больше предварительной работы и дополнительного оборудования».
CaterpillarPlus: 3D-фрезерование подходит не для каждой задачи. «Хотя 3D-фрезерование обеспечивает максимальную точность в соответствии с проектными требованиями, технология, необходимая для достижения этой точности, требует значительных инвестиций, а также дополнительного управления площадкой, которое подходит только для специальных задач», — сказал Смейя.
«Рабочие места с хорошей видимостью, контролируемыми расстояниями и минимальными помехами для 3D-станций управления (например, аэропорты) — хорошие кандидаты для использования 3D-контроля уклона, который помогает соблюдать строгие нормы», — сказал он. «Однако 2D-контроль уклона, с хордами или без них, по-прежнему является эффективным способом удовлетворения многих современных требований к фрезерованию без необходимости использования дополнительного оборудования».
Orange Crush LLC — чикагский генеральный подрядчик, отвечающий за ряд проектов, включая строительство асфальтобетонных и бетонных дорог, а также земляные работы. Компания занимается асфальтированием дорог и прилегающих территорий, а также возведением коммерческой недвижимости.
«Мы можем использовать шесть асфальтобетонных заводов в районе Чикаго», — сказала генеральный директор Суми Абдиш. «У нас есть пять шлифовальных групп и семь шлифовальных (фрезерных) машин».
При поддержке SITECH Midway компания Orange Crush решила установить систему управления Trimble 3D Master на свою новейшую фрезерную машину Roadtec RX 700. Хотя 3D-фрезерование — относительно новая технология, подрядчик обладает обширным опытом в области 3D-укладки дорожного покрытия.
«Мы сначала оснастили наши укладчики, потому что почти закончили [проект] платной дороги», — сказал Абдиш. Но он считает, что лучше всего начать с фрезерного станка. «Я твёрдо убеждён, что начинать нужно с нуля. Думаю, лучше сначала сделать 3D-фрезерование, а затем ламинировать отфрезерованные материалы».
Решение на основе 3D-тахеометра обеспечивает более строгий контроль всех аспектов, от выходных данных до точности. Это действительно оказалось полезным в недавнем проекте Norfolk Southern Railway Yard в Энглвуде, штат Иллинойс. Компания Orange Crush должна строго соблюдать стандарты качества, а технология 3D-тахеометра избавляет от необходимости постоянно снимать номера перед прокатным станом и перепроверять работу.
«У нас за мельницей стоит человек с вездеходом, это немного дороже, но это лучше, чем возвращаться назад из-за того, что мы пропустили два или три результата из десяти», — прокомментировал Абдиш.
Точность системы Astec подтвердилась. «Она получила денежный приз с первого раза», — сказал Абдиш. «Производительность в этом направлении выросла на 30%, особенно при использовании фрезерного станка с переменной глубиной фрезерования и поддержании определённой высоты и уклона в каждой позиции».
Технология действительно требует значительных инвестиций, но окупаемость может быть очень быстрой. Orange Crush подсчитала, что только в проекте Norfolk South компания окупила почти половину своих технологических инвестиций. «Я скажу, что к этому времени в следующем году мы окупим систему», — предсказал Абдиш.
Подготовка объекта с Orange Crush обычно занимает около двух часов. «Когда вы впервые выходите на замеры, нужно рассчитать два часа утром и калибровать машину каждый раз, когда вы переводите её с одного объекта на другой», — сказал Абдиш. «Прежде чем отправлять туда грузовик, машину нужно доставить туда за несколько часов».
Для подрядчиков обучение операторов не является сложной задачей. «Это не такая большая проблема, как я думал», — вспоминает Абдиш. «Думаю, обучение укладчику занимает больше времени, чем у полировщика».
Сотрудник, отвечающий за измерения/управление станком, отвечает за настройку каждого задания. «Он выезжает на место, чтобы проконтролировать каждое задание, а затем совместно с SITECH проводит первое измерение станка», — сказал Абдиш. Информирование этого человека о пройденном материале — важнейшая часть обучения. «Сотрудники сразу же приняли это».
Благодаря полученному положительному опыту Orange Crush планирует расширить свои возможности 3D-фрезерования, установив систему Trimble на недавно приобретённый Wirtgen 220A. «Когда у вас есть проект, у вас есть система, которая позволит вам строго контролировать его иерархию, и это пока только идея», — сказал Абдиш. «Для меня это самое главное».
Повышенная степень автоматизации и упрощенное управление избавляют персонал от необходимости часто нажимать кнопки, что сокращает время обучения. «Благодаря удобству управления работой и регулировке уклона, начинающим операторам стало проще работать с новой машиной, в отличие от 30-летней, освоение которой требует большого мастерства и терпения», — сказал Честейн.
Кроме того, производитель предлагает уникальные функции, которые упрощают и ускоряют настройку машины. «Встроенный в машину датчик позволяет использовать функции Caterpillar «обнуления» и «автоматического перехода к резке», упрощая настройку», — сказал Смейя.
Технология нивелирования Wirtgen позволяет регулировать высоту, глубину и расстояние между ними, получая чрезвычайно точные результаты и снижая нагрузку на оператора. Функция сброса Wirtgen позволяет быстро вернуть машину на исходную «высоту реза», чтобы она была готова к следующему срезу, объясняет Смейя. Автоматические переходы среза позволяют оператору программировать заданные переходы глубины и уклона в пределах заданного расстояния, и машина автоматически создаст требуемый контур.
Смейя добавил: «Другие функции, такие как высококачественная камера с направляющими режущей кромки, облегчают оператору правильное выравнивание машины в начале каждого нового реза».
Минимизация времени, затрачиваемого на настройку, может повысить конечный результат. «Благодаря новейшим технологиям настройка фрезерного станка перед запуском стала проще», — сказал Честейн. «Работники фрезерного цеха могут подготовить станок к работе за считанные минуты».
Цветная панель управления фрезерной машины Roadtec (Astec) имеет чёткую маркировку, что делает её простой и понятной в эксплуатации. Технологии Astec также повышают безопасность. «Новейшие функции, реализованные в фрезерной машине Astec CMS, направлены на безопасность», — сказал Хэммон. «Если при движении задним ходом позади машины обнаруживается человек или крупный объект, система обнаружения объектов сзади остановит машину. Как только человек покидает зону обнаружения, оператор может изменить траекторию движения машины».
Однако даже с учётом этих достижений фрезерование по-прежнему остаётся одной из областей, где навыки оператора трудно заменить. «Лично я считаю, что фрезерование всегда требует человеческого фактора», — сказал Честейн. «Когда всё идёт хорошо, операторы это чувствуют. Когда что-то идёт не так, они слышат. Это значительно повышает безопасность и удобство эксплуатации этих машин».
Предотвращение простоев позволяет проекту фрезерования идти по плану. Именно здесь телематические технологии меняют правила игры.
«Телематика — мощный инструмент для сокращения времени простоя и сбора данных о производительности в режиме реального времени», — сказал Хэммон. «Данные о производительности, расходе топлива и времени простоя — вот лишь некоторые примеры информации, которую можно получить удалённо с помощью телематической системы».
Компания Astec поставляет телематическую систему Guardian. «Телематическая система Guardian обеспечивает двустороннюю связь между машиной и конечным пользователем или авторизованным сервисным специалистом», — сказал Хэммон. «Это обеспечивает более высокий уровень ремонтопригодности и сбора данных по каждой машине».
При возникновении проблемы с фрезерным станком её необходимо выявить и отремонтировать как можно скорее. Честейн сказал: «Новый фрезерный станок должен не только упростить эксплуатацию, но и диагностику и устранение неисправностей». Простои станка — ещё большая проблема.
Компания Wirtgen разработала систему для заблаговременного оповещения пользователей о потенциальных проблемах. Честейн сказал: «Эти новые машины будут уведомлять оператора, если какое-либо оборудование не включено, неисправно или просто выключено по ошибке». «Ожидается, что это сократит количество выбоин, [уже] образовавшихся на дороге за последние несколько лет».
Компания Wirtgen также установила резерв на своей фрезе, чтобы сократить время простоя. «Когда машина выходила из строя, у нас был встроенный резерв, поэтому фреза могла продолжать работать без ущерба для качества или производительности», — сказал Честейн.
Время публикации: 29 августа 2021 г.