Новейшие технологии фрезерных станков позволяют поддерживать жесткие допуски и увеличивать производительность, одновременно снижая потребность в рабочей силе.
Новая технология фрезерных станков позволяет достигать более жестких допусков, поддерживать высокую производительность и избегать предъявления новых требований к персоналу фрезерования. Том Честейн, менеджер по продукции Wirtgen American Milling, сказал: «Новое поколение управления уклоном, технология фрезерного барабана и новая операционная система позволяют легче повышать производительность, чем раньше, при достижении более высокого качества».
Процесс настройки режущих и контрольных машин также был упрощен. «По сравнению с оборудованием старого поколения, встроенная диагностика, простые настройки управления уклоном и автоматические процедуры калибровки значительно сокращают обязанности оператора», — сказал Кайл Хэммон, технический менеджер по продажам компании Astec.
Чтобы максимизировать производительность и качество поверхности, фрезерный станок должен быть способен определять изменяющуюся нагрузку на станок и соответствующим образом реагировать. Цель Astec — поддерживать высококачественные шаблоны фрезерования, максимизируя производительность и защищая станки и рабочих. Вот где в игру вступают новейшие технологии. Некоторые модели новых фрезерных станков имеют операционную систему, которая позволяет оператору выбирать между режимами фрезерования. Это позволяет оператору управлять режимом.
«Вы можете указать машине, какой у вас интервал между ножами и барабанами и какое качество рисунка вы хотите получить», — сказал Честейн. Эти настройки могут даже дать представление об используемом вами режущем инструменте. «Машина вычисляет эту информацию и определяет скорость машины, скорость режущего барабана и даже количество воды. Это позволяет операторам обслуживать свои производственные линии и транспортировать материалы, пока машина делает все остальное».
Для оптимизации производства и качества поверхности фрезерные станки должны иметь возможность определять изменяющиеся нагрузки и реагировать соответствующим образом. «Системы управления нагрузкой двигателя и контроля тяги позволяют поддерживать постоянную скорость работы станка и предотвращать возникновение дефектов на фрезеруемой поверхности внезапных изменений рабочей скорости», — сказал Хармон.
«Активная система управления нагрузкой, такая как система управления нагрузкой Caterpillar, позволяет оператору выжимать из машины максимум, не рискуя ее остановкой», — сказал Джеймсон Смейя, консультант по международным продажам Caterpillar. «Это может значительно повысить производительность машины, предугадывая, насколько сильно оператор выжимает из нее груз».
Caterpillar также предоставляет круиз-контроль. «Круиз-контроль позволяет оператору сохранять и восстанавливать целевую скорость фрезерования нажатием кнопки, тем самым помогая оператору поддерживать последовательный шаблон на протяжении всего проекта».
Такие функции, как управление нагрузкой, обеспечивают максимально эффективное использование доступной мощности двигателя. «Большинство холодных фрез позволяют операторам выбирать скорость двигателя и ротора, которые они хотят резать. Поэтому в приложениях, где скорость не является основным фактором или грузовики ограничены, операторы могут выбирать более низкие скорости двигателя и ротора, чтобы сократить расход топлива», — пояснил Смея. «Другие функции, такие как управление скоростью холостого хода, позволяют машине снижать скорость холостого хода до низкой при остановке и увеличивать скорость двигателя только по мере необходимости, когда активируются определенные функции».
Система управления машиной MILL ASSIST от Wirtgen помогает операторам оптимизировать результаты процесса фрезерования. Wirtgen Wirtgen фокусируется на повышении эксплуатационных расходов. «Последняя версия машины более экономична с точки зрения потребления топлива, воды и инструмента, при этом [снижая] уровень шума», — сказал Честейн. «Наличие операционной системы, которая информирует машину о том, чего мы пытаемся достичь, а также новой двухскоростной трансмиссии позволяет машине работать наилучшим образом, одновременно контролируя расходные материалы».
Также были разработаны держатели инструментов и зубья. «Обновленная технология резки дает нам больше уверенности в производительности и плавности фрезерования», — сказал Честейн. «Новые твердосплавные инструменты, а также современные инструменты PCD или алмазные инструменты позволяют нам фрезеровать дольше с меньшим износом. Это означает, что мы не останавливаемся часто, мы сохраним это дольше. Качественная модель. Эти последние инновации в технологии резки и более высокая производительность станка позволяют нам достигать качества и выхода материала».
Популярность алмазных режущих коронок продолжает расти. По данным Caterpillar, срок службы этих коронок в 80 раз больше, чем у твердосплавных, что позволяет значительно сократить время простоя.
Astec «Это особенно актуально в сложных условиях, когда твердосплавные сверла необходимо менять несколько раз в день», — сказал Смея. «Кроме того, алмазные сверла, как правило, остаются острыми на протяжении всего срока службы, что позволяет машине производить равномерные фрезерные узоры и поддерживать более высокую эффективность резки, тем самым повышая производительность и экономя до 15% топлива».
Конструкция ротора имеет важное значение для обеспечения ожидаемых результатов. «Многие конструкции ротора имеют различную степень зазора между зубьями, что позволяет оператору получить текстуру рисунка, необходимую для окончательной фрезерованной поверхности, при этом удаляя как можно больше материала», — сказал Смея.
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 производить гладкие контуры», — сказал Смея. «Например, холодные фрезы Cat поставляются в стандартной комплектации с Cat GRADE, которая имеет функции наклона и уклона, обеспечивая универсальность и гибкость для любого количества применений. Независимо от того, является ли целью удаление целевой глубины, фрезерование для улучшения гладкости или фрезерование для точных контуров дизайна, Cat GRADE можно настроить и отрегулировать для достижения наилучших результатов практически во всех применениях».
Контроль наклона был улучшен, чтобы облегчить достижение постоянной глубины и/или наклона. Честейн сказал: «Упрощенная, но современная технология обеспечивает операторам быструю и точную реакцию, а также снижает их рабочее давление».
«Мы видим, что все больше и больше 3D-технологий внедряются в фрезерную промышленность», — добавил он. «Если настройки верны, эти системы работают хорошо». Система усреднения использует звуковые датчики для усреднения длины станка или более длинных глубин резания.
Сложная работа способствует 3D-контролю уклона. «По сравнению со стандартными 2D-системами, 3D-система контроля уклона позволяет машине фрезеровать с более высокой точностью», — сказал Хэммон. «В более сложных проектах, требующих разной глубины и боковых уклонов, 3D-система автоматически вносит эти изменения.
«3D-система действительно должна создавать цифровую модель на основе данных о дороге, собранных до фрезерования», — отметил он. «По сравнению с традиционными 2D-операциями, создание и внедрение цифровых моделей на фрезерном станке требует больше предварительной работы и дополнительного оборудования».
CaterpillarPlus, не каждая работа подходит для 3D-фрезерования. «Хотя 3D-фрезерование обеспечивает наилучшую точность относительно проектных спецификаций, технология, необходимая для достижения этой точности, требует значительных инвестиций, а также дополнительного управления площадкой, которое подходит только для специальных применений», — сказал Смейя.
«Рабочие места с хорошим обзором, контролируемыми расстояниями и минимальными помехами для станций 3D-управления (например, аэропорты) являются хорошими кандидатами для использования 3D-контроля уклона, который помогает соблюдать строгие правила», — сказал он. «Однако 2D-контроль уклона, с хордами или без них, по-прежнему является эффективным способом соответствия многим современным требованиям фрезерования без необходимости использования дополнительного оборудования».
Orange Crush LLC — генеральный подрядчик из Чикаго, отвечающий за ряд проектов, включая строительство асфальтобетонных и бетонных дорог и земляные работы. Компания занимается мощением дорог и подсобных помещений, а также коммерческой недвижимостью.
«Мы можем использовать шесть асфальтобетонных заводов в районе Чикаго», — сказал генеральный менеджер Сумие Абдиш. «У нас есть пять шлифовальных групп и семь шлифовальных машин (фрезерных станков)».
С помощью SITECH Midway компания Orange Crush решила установить систему управления Trimble 3D master на свою последнюю фрезерную машину Roadtec RX 700. Хотя 3D-фрезерование является относительно новым направлением, подрядчик имеет большой опыт в 3D-укладке.
«Мы сначала оснастили наших укладчиков, потому что мы почти закончили [проект] платной дороги», — сказал Абдиш. Но он считает, что лучше всего начать с фрезерного станка. «Я твердо верю в необходимость начинать с нуля. Я думаю, что лучше сначала сделать 3D-фрезерование, а затем ламинировать фрезерованные материалы вместе».
Решение 3D-тахеометра позволяет более строго контролировать все аспекты от вывода до точности. Это действительно оказалось полезным для недавнего проекта Norfolk Southern Railway Yard в Энглвуде, штат Иллинойс. Orange Crush должна поддерживать строгие оценки, а технология 3D-тахеометра устраняет необходимость постоянно чертить цифры перед прокатным станом и постоянно перепроверять работу.
«У нас есть человек за мельницей 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 была доказана. «Она получила денежный балл с первого раза», — сказал Абдиш. «Ваша производительность в этом приложении увеличилась на 30%, особенно когда у вас есть фрезерный станок с переменной глубиной и вы поддерживаете определенную высоту и уклон в каждой позиции».
Технология требует больших инвестиций, но окупаемость может быть очень быстрой. Orange Crush оценивает, что она окупила почти половину своих технологических инвестиций только в проекте Norfolk South. «Я скажу, что к этому времени в следующем году мы заплатим за систему», — предсказал Абдиш.
Подготовка площадки обычно занимает около двух часов с Orange Crush. «Когда вы впервые выходите на измерение, вам нужно рассчитать два часа утром и калибровать каждый раз, когда вы переводите машину с одного задания на другое», — сказал Абдиш. «Прежде чем отправить туда грузовик, вы должны доставить машину туда за несколько часов».
Для подрядчиков обучение операторов не является сложной задачей. «Это не такая уж большая задача, как я думал», — вспоминает Абдиш. «Я думаю, что кривая обучения укладчика асфальта длиннее, чем у полировщика».
Лицо, отвечающее за руководство измерениями/управлением машиной, отвечает за настройку каждой работы. «Он выйдет, чтобы контролировать каждую работу, а затем будет работать с SITECH, чтобы сделать первое измерение машины», — сказал Абдиш. Информирование этого лица является самой важной частью обучения. «Фактический персонал сразу же принял это».
Благодаря полученному положительному опыту Orange Crush планирует расширить свои возможности 3D-фрезерования, добавив систему Trimble к недавно приобретенному Wirtgen 220A. «Когда у вас есть проект, у вас есть что-то, что будет держать вас в строгом иерархическом контроле, что является всего лишь идеей», — сказал Абдиш. «Для меня это самое главное».
Повышенная степень автоматизации и упрощенное управление означают, что персоналу не нужно часто нажимать кнопки, тем самым сокращая кривую обучения. «Сделав управление работой и наклоном удобными для пользователя, начинающие операторы могут легче использовать новую машину, вместо 30-летней машины, для освоения которой требуется много навыков и терпения», — сказал Честейн.
Кроме того, производитель предоставляет уникальные функции, которые могут упростить и ускорить настройку машины. «Датчик, встроенный в машину, позволяет использовать функции Caterpillar «обнуление» и «автоматический переход к резке» для упрощения настройки», — сказал Смейя.
Технология выравнивания Wirtgen может регулировать высоту, глубину и интервал для получения чрезвычайно точных результатов и снижения нагрузки на оператора. Сброс Wirtgen может быстро вернуть машину на исходную «высоту царапины», чтобы она была готова к следующему срезу, объясняет Смея. Автоматические переходы резки позволяют оператору программировать заранее определенные переходы глубины и уклона в пределах заданного расстояния, и машина автоматически создаст требуемый контур.
Смея добавил: «Другие функции, такие как высококачественная камера с направляющими режущей кромки, облегчают оператору задачу правильного выравнивания машины в начале каждого нового реза».
Минимизация времени, затрачиваемого на настройку, может увеличить конечный результат. «Использование новейших технологий сделало настройку фрезерного станка для запуска проще», — сказал Честейн. «Сотрудники фрезерного цеха могут настроить станок для работы за считанные минуты».
Цветная панель управления фрезерной машины Roadtec (Astec) отмечена четкой этикеткой, которая проста и понятна в эксплуатации. Технология Astec также повышает безопасность. «Новейшие функции, реализованные для фрезерной машины Astec CMS, связаны с безопасностью», — сказал Хэммон. «Если при движении задним ходом позади машины обнаруживается человек или более крупный объект, система обнаружения объектов сзади остановит фрезерную машину. Как только человек покидает зону обнаружения, оператор может изменить траекторию движения машины».
Однако даже с этими достижениями фрезерование по-прежнему остается одним из видов применения, в котором навыки оператора трудно заменить. «Я лично считаю, что фрезерование всегда требует человеческого фактора», — сказал Честейн. «Когда дела идут хорошо, операторы это чувствуют. Когда дела идут не так, они это слышат. Это очень помогает сделать эти машины более безопасными и простыми в эксплуатации».
Предотвращение простоев позволяет проекту фрезерования идти по графику. Именно здесь телематическая технология меняет правила игры.
«Телематика — это мощный инструмент для сокращения простоев и сбора данных о производительности в режиме реального времени», — сказал Хэммон. «Производственные данные, расход топлива и время простоя — вот несколько примеров информации, которую можно получить удаленно при использовании телематической системы».
Astec предоставляет телематическую систему Guardian. «Телематическая система Guardian обеспечивает двустороннюю связь между машиной и конечным пользователем или утвержденным сервисным специалистом», — сказал Хэммон. «Это обеспечивает более высокий уровень ремонтопригодности и сбора данных на каждой машине».
Когда возникает проблема с фрезерным станком, ее необходимо выявить и отремонтировать как можно скорее. Честейн сказал: «Новый фрезерный станок должен не только упростить эксплуатацию, но и упростить диагностику и устранение неисправностей этих станков». Простой станка еще хуже».
Wirtgen разработала систему для упреждающего уведомления пользователей о потенциальных проблемах. Честейн сказал: «Эти новые машины будут уведомлять оператора, когда какое-либо оборудование не включено, неисправно или просто выключено по ошибке». «Ожидается, что это сократит количество ям, [уже] созданных на дороге за последние несколько лет».
Wirtgen также установила избыточность на своей фрезерной машине, чтобы сократить время простоя. «Когда мы выходили из строя, у нас была встроенная резервная копия, поэтому фрезерная машина могла продолжать работать, не жертвуя качеством или производительностью», — сказал Честейн.
Время публикации: 29-авг-2021