Nå kommer de digitale verktøyene til maskineringsbransjen – og det skjer i Trondheim. Med hjelp til sensorutvikling fra forskere ved SINTEF Digital og Tecnec Larsen har Sandvik Coromant utviklet verktøy med sensorer, som gjør det mulig å ha full kontroll over dreieprosessen. Dette vil spare virksomhetene for tid og penger, sikre god og jevn kvalitet, samt unngå at mange deler blir til skrap.
Sensorer i verktøyene sørger for at de som lager komponenter til blant annet fly- og olje og gassindustrien, får viktig informasjon under prosessen og dokumentering av resultatet. Det fører til at man kan optimalisere produksjonen og unngå at uønskede hendelser skjer.
– Prosjektet har så langt vært en stor suksess, og er godt tatt imot. Det er klart det vil være en kjempebesparelse å ha en teknologi som unngår at skader skjer i disse prosessene hvor man ofte produserer svært komplekse og dyre deler, sier SINTEF-forsker Terje Mugaas.
Umulig å se sluttresultatet
Dette verktøyet har sensorer helt framme ved skjæret på det lange og slanke verktøyet. Sensorene er koblet til en sender som overfører dataene trådløst til en tablet eller pc. Foto: Håvard Egge.
Sandvik Teeness på Ranheim, som er et datterselskap av Sandvik Coromant, har stått for utviklingen av teknologien. De har spesialisert seg på verktøy til dreie-, frese- og boreoperasjoner av metaller. Det er her snakk om lange og slanke verktøy, som derfor lettere kan begynne å vibrere. Dette gjør det vanskelig å lage de glatte flatene man er avhengig av for å møte strenge krav.
Hovedutfordringen er at operasjonen ofte skjer langt innvendig i store komponenter, som gjør det umulig å se sluttresultatet før prosessen er ferdig – og her er det ingen angrerett. Det skal lite til før noe må skrapes.
– Tidligere måtte operatøren basere seg på erfaring og lytte til prosessen for å oppdage avvik, men dette har etter hvert blitt en vanskelig øvelse ettersom maskinene blir mer og mer lukkede, sier Mugaas.
Sensorer gir informasjon om hele prosessen
Nå skal altså flere sensorer plassert inne i verktøyet gjøre at brukerne får informasjon om hele prosessen slik at man kan vite hva som foregår selv i de dypeste hullene.
– Vi har plassert sensorer helt i front, så nærme skjæret som mulig, slik at vi får best mulig informasjon. Dette har vi muligheten til ettersom vi lager både verktøy og sensorer selv, sier prosjektleder ved Sandvik Coromant Tormod Jensen.
Sensorene er koblet til en sender plassert bakerst på verktøyet. Denne overfører alle dataene trådløst til en tablet eller pc.
Verdensledende innovasjon
I 2018 ble teknologien trukket fram som det mest innovative produktet på IMTS-messen i Chicago – en av verdens største maskineringsmesser med 129.000 besøkende og 2563 utstillere.
– Når så mange utstillere viser fram sitt siste skrik, og produktet vi har utviklet kommer på førsteplass er det grunn til å være stolt, sier Mugaas.
Teknologien er utviklet i et BIA-prosjekt støttet av Forskningsrådet. Jensen forteller at Sandvik Coromant har vært helt avhengig av midlene til forskning for å lykkes med teknologien.
Da forskerne hos oss begynte å jobbe med prosjektet var det ingen hos Sandvik Teeness som jobbet med elektronikk eller programmering. I dag er den tidligere spiker og naglefabrikken på Ranheim i utkanten av Trondheim helt i front på Industri 4.0-endringen i maskineringsbransjen, ifølge SINTEF-forsker Mugaas.
– Vi i SINTEF Digital har et mål om å bidra til digitaliseringen av norsk industri, og dette er et godt eksempel på et prosjekt hvor vi har fått muligheten til å digitalisere en tradisjonelt mekanisk prosess. Dette er den første maskineringsbedrift i verden som tar i bruk sensorer i slike verktøy, sier han.
Teknologien forbedrer prosessen for maskinering av dype hull på disse områdene:
Sensorer gir informasjon om skjærprosessen ved å overvåke vibrasjonsnivået og utbøyingen disse lange slanke verktøyene har. Sensorene er nøyaktige nok til å måle svært fine kutt som er i siste bearbeidingen av komponentene. Resultatet er mer informasjon, optimering av prosessen, reduksjon av produksjonstid og dokumentering av resultatet.
Dataene presenteres til en operatør på en tablet eller PC
Informasjonen fra sensorene vises i et lett forståelige brukergrensesnitt på en tablet eller PC.
– Her får man opp informasjon fra verktøyet direkte til brukeren. Algoritmene presenterer vibrasjonsnivået slik at man kan få beskjed om det er for høyt. Her kan man gå inn og sette terskelnivåer og justere. Slik kan man bli kjent med prosessen, sier Jensen.
I tillegg er det en søyle som detekterer uønskede vibrasjoner og varsler, og en som sier noe om hvor mye krefter som brukes. Dette forteller om belastningen på verktøyet.
– Her er det også et varselsignal, korreksjonsanbefalinger og automatikk som stopper maskinen når det er behov for det, sier Mugaas.
Avanserte komponenter
Sandvik Coromant sitt verktøy brukes til å lage komponenter til blant annet subsea-installasjoner, landingsstell på fly og bilmotorer. Det sier seg selv at disse har strenge krav til innvendige flater, men ved hjelp av sensorene får operatøren altså den informasjonen de trenger for å styre prosessen raskest mulig inn på riktig vei og hindre at uønskede ting opptrer.
– Ofte lages samme komponent mange ganger med samme verktøy, men å få laget den første kan være veldig tidkrevende ettersom det ofte er små differanser og vanskelig materiale. I serieproduksjoner kommer det også variasjoner i prosessen. For eksempel endringer i materialene som gjør at man må justere. På disse områdene vil teknologien vi utvikler ha størst verdi, sier ingeniør ved Sandvik Coromant Dan Östling.
Teknologien fører til at man ikke er avhengig av hvem som er operatør. Det gjør prosessinformasjonen ekstra verdifull.
Teknologien justerer seg selv
Den tidligste teknologien er allerede i salg. Nå jobbes det med å lukke tilbakekoblingssløyfen. Målet er å kunne sende informasjonen tilbake til maskinen slik at teknologien kan ta hånd om nødvendige justeringer selv.
Flere bedrifter i bransjen er inne i en digitaliseringsprosess, blant dem Aarbakke på Bryne, som har startet et prosjekt som skal se på hvordan Sandvik Coromant sine verktøy kan forbedre deres produksjon.
– Dette er et eksempel på at digitalisering av verktøyene åpner opp muligheter for Coromant sine kunder igjen, sier Mugaas.
