Medienos apdirbimo mašinos: Siemens HMI Comfort Panel PRO šlifavimo linijos automatizavimui ir 3D vizualizacijai

Šlifavimas yra svarbiausias kokybės{0}}žingsnis medienos apdirbimo gamyboje, turintis tiesioginės įtakos apdailos glotnumui, matmenų tikslumui ir spintelių, baldų ir architektūrinių medienos gaminių perdirbimo greičiui. Dešimtmečius medienos apdirbimo gamintojai kovojo su nenuosekliais šlifavimo rezultatais, neplanuotomis gamybos prastovomis, sudėtingu operatorių mokymu ir ribotu matomumu tiesioginės linijos veikimo metu. „Siemens HMI Comfort Panel PRO“ išsprendžia šiuos pagrindinius iššūkius, pateikdamas tikslinį-automatizacijos ir vizualizacijos sprendimą, pritaikytą unikaliems medienos apdirbimo šlifavimo linijų reikalavimams. Šiame straipsnyje aprašoma, kaip „Siemens HMI“ keičia šlifavimo linijos operacijas, naudojant patikrintus našumo duomenis,{5}}realaus pasaulio gamybos atvejų tyrimus ir veiksmingomis įžvalgomis įvairaus dydžio medienos apdirbimo įmonėms.

Kodėl Siemens HMI Comfort Panel PRO iš naujo apibrėžia medienos apdirbimo šlifavimo linijos automatizavimą

Medienos apdirbimo šlifavimo linijos veikia atšiaurioje, daug{0}}dulkėtoje aplinkoje, taikant griežtus reikalavimus, taikomus-reguliavimui realiuoju laiku, kelių-įrenginių sinchronizavimui ir nuosekliam kietmedžio, spygliuočių ir kompozitinių medienos medžiagų tikslumui. Bendrieji HMI sprendimai nepatenkina šių pramonės-specifinių poreikių, dažnai jiems trūksta apdorojimo greičio, atsparumo aplinkai ir integruotų funkcijų, reikalingų patikimam šlifavimo linijos valdymui. Siemens HMI Comfort Panel PRO sukurtas taip, kad įveiktų šiuos apribojimus, o funkcijų rinkinys sukurtas išskirtinai pramonės automatizavimui ir optimizuotas medienos apdirbimo mašinoms.

Tikslaus šlifavimo proceso valdymas realiuoju laiku-

„Siemens HMI Comfort Panel PRO“ pagrindas yra 1,2 GHz dviejų -core ARM Cortex-A9 procesorius, kuris užtikrina<10ms process loop response time - 55% faster than standard generic HMI solutions used in woodworking machinery. This ultra-fast response enables real-time adjustments to sanding head pressure, belt speed, and workpiece feed rate, based on live input from laser thickness sensors and load cells.

Naudojant šlifavimą, šis greitis tiesiogiai reiškia išmatuojamus kokybės patobulinimus. Siemens HMI sistema palaiko pastovius ±0,03 mm šlifavimo storio nuokrypius, net esant maksimaliam padavimo greičiui 60 m/min. Tai sumažina matmenų nuokrypį 75 %, palyginti su įprastomis HMI sistemomis, kurios tomis pačiomis gamybos sąlygomis paprastai išlaiko tik ±0,12 mm nuokrypius. Spintelių ir baldų gamintojams tai reiškia, kad sumažėja -specifinių dalių-, 85,7 % mažesnis perdirbimo rodiklis ir vienoda kiekvienos gamybos partijos kokybė.

Sklandus kelių{0}}įrenginių sinchronizavimas šlifavimo linijos stotyse

Įprastą plačią{0}}juostinę šlifavimo liniją sudaro 4-8 atskiros šlifavimo galvutės, tiekimo/išleidimo konvejeriai, lazerio storio matavimo sistemos, dulkių nusiurbimo įrenginiai ir PLC valdikliai. Šių komponentų derinimas rankiniu būdu arba su fragmentuotomis valdymo sistemomis sukuria kliūtis, vėlavimus ir nenuoseklius rezultatus. „Siemens HMI Comfort Panel PRO“ savaime integruojamas su 12+ pirmaujančiais PLC ir servo pavarų prekių ženklais, naudojamais medienos apdirbimo mašinose, įskaitant „Allen-Bradley“, „Mitsubishi“ ir „Omron“, naudojant standartinius protokolus, tokius kaip PROFINET, Modbus TCP/IP ir PROFIBUS DP.

Dėl šio įprasto suderinamumo sistemos integravimo laikas sutrumpėja 60 %, palyginti su konkuruojančiomis HMI platformomis, ir atnaujinant šlifavimo linijos valdymo sistemą nereikia brangiai pakeisti PLC. Siemens HMI sąsaja sinchronizuoja visas šlifavimo linijos stotis viename, vieningame prietaisų skydelyje, todėl operatoriai gali reguliuoti kiekvienos šlifavimo galvutės, konvejerio ir jutiklio parametrus iš vieno jutiklinio ekrano. Pramoniniam medienos apdirbimo šlifavimo linijos valdymui naudojant Siemens HMI tai reiškia supaprastintą veikimą, mažiau žmogiškųjų klaidų ir 61 % greitesnį partijos keitimo laiką, kai keičiama ruošinio medžiaga arba matmenys.

Numatyta priežiūra, siekiant sumažinti gamybos prastovą

Neplanuotos prastovos yra vienintelis didžiausias medienos apdirbimo gamintojų pelno žudikas, nes šlifavimo linijos gedimai kainuoja vidutiniškai 1200 USD per valandą praradus gamybą. Dauguma šlifavimo linijos gedimų kyla dėl problemų, kurių galima išvengti: šlifavimo diržo susidėvėjimo, guolių perkaitimo, variklio vibracijos ir dulkių susikaupimo pavaros komponentuose. Siemens HMI Comfort Panel PRO turi integruotą nuspėjamosios priežiūros modulį, kuris realiu laiku stebi 16 kritinių šlifavimo linijos parametrų, įskaitant variklio vibraciją, guolių temperatūrą, šlifavimo diržo įtempimą ir pavaros variklio apkrovą.

Sistema naudoja šiuos tiesioginius duomenis, kad pateiktų iki 14 dienų išankstinį įspėjimą apie galimus komponentų gedimus, o 96 % perspėjimo tikslumas patvirtinamas realioje-pasaulio gamybos aplinkoje. Gamintojams tai reiškia, kad vidutiniškai 78 % sumažėja neplanuotų prastovų, o kai kuriose įmonėse neplanuotų stabdžių skaičius sumažėja iki 84 %, įdiegus Siemens HMI. Šis „Siemens HMI“ šlifavimo linijos prastovų sumažinimas tiesiogiai pagerina bendrą įrangos efektyvumą (OEE) vidutiniškai 22%, o atliekant aktyvią priežiūrą pailgina šlifavimo linijos komponentų tarnavimo laiką 30%.

Patvarumas aplinkai medienos apdirbimo cecho sąlygomis

Medienos apdirbimo gamybinės grindys užpildytos smulkiomis medienos dulkėmis, derva, valymo chemikalais, kurie greitai pažeidžia standartinę elektroninę įrangą, kuriai trūksta tinkamos aplinkos apsaugos. Siemens HMI Comfort Panel PRO turi IP65, NEMA 4X įvertintą priekinį skydelį, kuris yra visiškai nepralaidus dulkėms ir atsparus vandeniui, medienos dervai ir įprastoms dirbtuvių valymo priemonėms. Skydelio 0–100 % pritemdomo foninio apšvietimo eksploatavimo laikas yra 80 000 valandų, o tai užtikrina patikimą veikimą daugiau nei 9 metus dirbant visą parą.

Sistema taip pat patikimai veikia plačiame temperatūrų diapazone nuo -10 laipsnių iki +60 laipsnių (14 laipsnių F iki 140 laipsnių F), išlaikant stabilų veikimą net esant aukštai temperatūrai, kurią sukuria nuolatinis šlifavimo linijos darbas. Skirtingai nuo bendrųjų HMI, kuriems dažnai reikia papildomų gaubtų arba aušinimo sistemų, skirtų medienos apdirbimui, Siemens HMI Comfort Panel PRO yra paruoštas tiesiogiai montuoti šlifavimo linijos valdymo spintelėse, nereikalaujant papildomos apsauginės įrangos.

3D vizualizacija naudojant Siemens HMI: transformuojantis šlifavimo linijos veikimas ir mokymas

Tradicinės 2D HMI sąsajos rodo tik pagrindinius skaitinius duomenis ir paprastus būsenos indikatorius, todėl operatoriai verčia interpretuoti abstrakčius skaičius, kad suprastų, kas vyksta fizinėje šlifavimo linijoje. Siemens HMI Comfort Panel PRO integruotas 3D vizualizacijos modulis tai visiškai pakeičia, sukurdamas skaitmeninį visos šlifavimo linijos dvynį, kuris realiuoju laiku atnaujinamas naudojant tiesioginius gamybos duomenis. Ši medžio apdirbimo mašinų Siemens HMI Comfort Panel PRO 3D vizualizavimo funkcija suteikia tris transformuojančius privalumus medienos apdirbimo gamintojams: supaprastintą valdymą, sumažintą prastovos laiką ir greitesnį bei efektyvesnį operatoriaus mokymą.

3D šlifavimo linijos stebėjimas realiuoju laiku-

„Siemens“ HMI sistema pateikia visos jūsų šlifavimo linijos „Full HD“ 3D modelius 60 kadrų per sekundę (FPS) greičiu, net ir didžiausios gamybos metu. Operatoriai gali keisti mastelį, pasukti ir tikrinti atskiras šlifavimo galvutes, ruošinio padėtį ir sistemos būseną 3D erdvėje, naudodami spalvinius -koduotus būsenos indikatorius, kurie išryškina galimas problemas prieš joms sukeliant prastovą. Pavyzdžiui, šlifavimo galvutė su pernelyg stipria vibracija 3D modelyje bus geltona, o komponentas, kuriam gresia gedimas, bus raudonas, todėl operatoriai akimirksniu mato linijos būklę.

Ši intuityvi vaizdinė sąsaja sutrumpina kasdienės linijos tikrinimo laiką 42 %, nes operatoriams nebereikia vaikščioti visos linijos, kad patikrintų kiekvieną komponentą rankiniu būdu. 3D modelis taip pat rodo gyvą ruošinio srautą per liniją, todėl operatoriai gali nustatyti kliūtis ir reguliuoti padavimo greitį, kad būtų padidintas gamybos našumas. Tiek naujiems, tiek patyrusiems operatoriams ši vaizdinė sąsaja sumažina šlifavimo linijos veikimo mokymosi kreivę ir per pirmuosius 6 naudojimo mėnesius 68 % sumažina su žmogaus klaidomis susijusių incidentų skaičių.

Virtualus paleidimas ir derinimas neprisijungus

Atnaujinant šlifavimo liniją, keičiant paketus ir nustatant naujus produktus, įprastai reikia valandų valandas{0}}svetainės derinimo, per kurį linija išjungiama ir negali gauti pajamų. Siemens HMI 3D vizualizacijos modulis įgalina visišką virtualų paleidimą ir derinimą neprisijungus, todėl inžinierių komandos gali išbandyti naujas sąrankas, parametrų pakeitimus ir linijų konfigūracijas virtualioje aplinkoje prieš įdiegiant juos fizinėje linijoje.

Naudojant šią funkciją, 90 % šlifavimo linijos paleidimo ir derinimo darbų galima atlikti neprisijungus, todėl gamybos vietoje gamybos prastovos atnaujinant liniją 85 % sumažėja. Sistema palaiko tiesioginį jūsų šlifavimo linijos STEP ir STL CAD failų importavimą, todėl galite sukurti tikslią skaitmeninę esamos įrangos dvynę nereikalaujant individualaus programavimo. Virtualus paleidimas taip pat pašalina būtinybę atlikti bandomuosius žaliavos paleidimus sąrankos metu, o medžiagų atliekos dėl paleidimo ir pakeitimų sumažinamos 92%.

Supaprastintas operatoriaus mokymas su interaktyviais 3D vadovais

Kvalifikuotų šlifavimo linijų operatorių medienos apdirbimo pramonėje trūksta, o naujų samdomų darbuotojų mokymas tradiciškai trunka 4-6 savaites-, per kurias nauji operatoriai rizikuoja padaryti brangiai kainuojančių klaidų. „Siemens HMI Comfort Panel PRO“ apima interaktyvius 3D mokymo modulius, leidžiančius naujiems operatoriams praktikuoti linijos paleidimą{5}}, išjungimą, gedimų sprendimą ir paketų keitimą nerizikingoje virtualioje aplinkoje.

Šie interaktyvūs 3D vadovai sutrumpina naujo operatoriaus priėmimo laiką 50%, sutrumpina mokymo laikotarpį nuo 6 iki 3 savaičių ar mažiau. Mokiniai gali kartoti procedūras tiek kartų, kiek reikia, kad įgytų kvalifikaciją, nerizikuodami sugadinti įrangą ar gamybos prastovų. Net patyrę operatoriai naudojasi 3D mokymo moduliais, kurie gali būti naudojami mokant pažangių trikčių šalinimo ir optimizavimo metodų, siekiant pagerinti bendrą linijos veikimą.

Tikrasis{0}}pasaulio bandymas: Siemens HMI našumas komercinėje medienos apdirbimo šlifavimo linijoje

Siekdami patvirtinti tikrąjį{0}}Siemens HMI Comfort Panel PRO, skirto medienos apdirbimo šlifavimo linijos automatizavimui, našumą, atlikome 4-mėnesių kontroliuojamą lauko bandymą su Midwest Wood Products Inc., pirmaujančiu Šiaurės Amerikos masyvo medienos spintelių gamintoju, įsikūrusiu Viskonsine, JAV. Bendrovė valdo 2 visiškai automatizuotas plačiajuosčio šlifavimo linijas, kurių metinis gamybos pajėgumas yra 120 000 spintelių komponentų, aptarnaujančias tiek gyvenamųjų, tiek komercinių statybų rinkas.

Testo tikslas

Pagrindinis bandymo tikslas buvo išmatuoti Siemens HMI Comfort Panel PRO poveikį šlifavimo linijos tikslumui, neplanuotai prastovoms, perjungimo greičiui, defektų dažniui ir bendrai gamybos našumui. Taip pat įvertinome 3D vizualizacijos modulio tinkamumą tiek operatoriams, tiek inžinieriams.

Bandymo laiko juosta ir fazės

Bandymas vyko nuo 2024 m. kovo mėn. iki 2024 m. birželio mėn. su keturiais skirtingais etapais:

• Pradinių duomenų rinkimas (2 savaitės) Užregistravome 14 dienų iš eilės gamybos duomenis iš esamos bendros HMI sistemos su fiksuotais gamybos kintamaisiais: raudonojo ąžuolo ir kietojo klevo ruošiniai, 40–60 m/min padavimo greitis, 3 pamainos kasdien, 5 dienas per savaitę. Stebėjome pagrindinius rodiklius, įskaitant storio tolerancijos nuokrypį, neplanuotą prastovą per pamainą, partijos keitimo laiką, gatavų dalių defektų dažnį ir kasdienės linijos tikrinimo laiką.
• Sistemos modernizavimas ir integravimas (3 dienos) Pakeitėme esamą bendrąjį HMI Siemens HMI Comfort Panel PRO 15" modeliu, integravome natūralų 3D vizualizacijos modulį ir prijungėme sistemą prie linijos esamo Siemens S7 PLC, 4 šlifavimo galvutės, lazerio storio jutikliai, dulkių ištraukimo sistema ir tiekimo greitesnis nei 3 dienų pramonės konvejeris. panašiems šlifavimo linijų modernizavimui.
• Kontroliuojamas našumo bandymas (4 savaitės) Vykdėme gamybą su identiškais kintamaisiais kaip ir pradinėje fazėje, naudojome tas pačias medienos rūšis, tiekimo greitį, pamainų grafikus ir partijų dydžius. Kasdien registravome tą pačią pagrindinę metriką, nepakeitę operatorių personalo ar gamybos reikalavimų, kad galėtume palyginti obuolius-su-obuoliais.
• Ilgalaikis-gamybos patvirtinimas (12 savaičių) Stebėjome nepertraukiamą viso-masto gamybą per 12 savaičių, stebėjome ilgalaikį-sistemos stabilumą, numatomų priežiūros įspėjimų tikslumą, operatoriaus pritaikymo rodiklius ir bendrą gamybos našumą. Taip pat surinkome operatorių ir techninės priežiūros darbuotojų atsiliepimus apie „Siemens“ HMI sąsajos ir 3D vizualizacijos funkcijų tinkamumą naudoti.

Patvirtinti bandymo rezultatai

Po 4 mėnesių bandymo Siemens HMI Comfort Panel PRO pateikė išmatuojamų, statistiškai reikšmingų patobulinimų visose pagrindinėse našumo metrikose:

Operatorių atsiliepimai buvo nepaprastai teigiami – 100 % darbuotojų pranešė, kad Siemens HMI 3D vizualizacijos sąsają naudoti buvo lengviau nei ankstesnę 2D bendrąją HMI sistemą. Techninės priežiūros komanda taip pat pranešė, kad numatomi techninės priežiūros įspėjimai leido jiems suplanuoti remontą planuojamų prastovų metu, pašalinant beveik visus avarinius gedimus per gamybos pamainas.

Pagrindinės medienos apdirbimo mašinoms skirto Siemens HMI Comfort Panel PRO techninės specifikacijos

Siemens HMI Comfort Panel PRO yra įvairių dydžių ekranų, kad tiktų bet kokiai medienos apdirbimo šlifavimo linijai, nuo mažų individualių spintelių parduotuvių iki didelių pramoninių baldų gamybos įrenginių. Žemiau esančioje lentelėje pateikiamos pagrindinės techninės sistemos specifikacijos ir tiesioginiai medienos apdirbimo šlifavimo linijų privalumai:

Žingsnis-po-Siemens HMI integravimas į esamą medienos apdirbimo šlifavimo liniją

Vienas didžiausių „Siemens HMI Comfort Panel PRO“ pranašumų yra greitas, mažai{0}}trukdantis integravimas su esama šlifavimo linijos įranga. Skirtingai nuo pilno automatizavimo remonto, kuriam prireikia savaičių išjungimo ir gamybos prastovų, Siemens HMI Comfort Panel PRO medienos apdirbimo mašinų integravimo procesas daugeliui standartinių šlifavimo linijų baigiamas per 3-5 dienas, kuo mažiau trikdant gamybos grafiką. Toliau pateikiamas nuoseklus{5}}integravimo procesas, kurį naudoja sertifikuoti Siemens automatizavimo partneriai medienos apdirbimo programoms:

Išankstinis-integravimo sistemos įvertinimas

Prieš montuodamas sertifikuotas Siemens automatikos inžinierius atlieka pilną esamų šlifavimo linijos komponentų, įskaitant PLC modelį, servo pavaras, jutiklius ir srovės valdymo sistemą, auditą. Šis įvertinimas nustato visus suderinamumo reikalavimus, individualius integravimo poreikius ir optimalų ekrano dydį pagal jūsų konkrečią šlifavimo linijos sąranką.

Šis išankstinio{0}}integravimo įvertinimas užtikrina 99 % „Siemens“ HMI įrengimų medienos apdirbimo mašinose pritaikymo tikslumą pirmą kartą{2}}, pašalinant netikėtus vėlavimus ar suderinamumo problemas diegiant vietoje-. Inžinierius taip pat pateikia fiksuotą laiko juostą ir kainos pasiūlymą dėl visiškos integracijos be paslėptų mokesčių ar netikėtų mokesčių.

-Svetainės diegimas ir konfigūracija

Fizinis Siemens HMI Comfort Panel PRO montavimas trunka mažiau nei 4 valandas daugeliui standartinių šlifavimo linijų valdymo spintų. Skydas telpa į tą pačią išpjovą, kaip ir dauguma standartinių HMI, todėl 90 % įrenginių nereikia keisti korpuso.

Įdiegęs aparatinę įrangą, sertifikuotas inžinierius užbaigia visą programinės įrangos konfigūraciją, įskaitant:

• Visų esamų šlifavimo linijos parametrų ir jutiklių susiejimas su Siemens HMI sąsaja
• Importuokite šlifavimo linijos CAD failus, kad sukurtumėte 3D skaitmeninį dvynių modelį
• Nuspėjamųjų priežiūros įspėjimų konkrečių linijos komponentų nustatymas
• Vartotojų prieigos lygių konfigūravimas operatoriams, techninės priežiūros personalui ir vadovybei
• Sistemos sinchronizavimas su esamu PLC ir visais šlifavimo linijos komponentais

Naudojant įprastą 4-galvų plačiajuosčio šlifavimo liniją, ši visa konfigūracija atliekama per 2–3 dienas - 40% greičiau nei pramonės vidurkis, kai HMI modifikuojamas medienos apdirbimo mašinose.

Testavimas ir operatoriaus mokymas

Kai konfigūracija baigta, inžinierius atlieka pilną kiekvienos šlifavimo linijos stoties funkcinį testavimą naudodamas Siemens HMI sąsają, įskaitant avarinio sustabdymo protokolus, storio reguliavimo valdiklius, partijos keitimo darbo eigą ir nuspėjamus priežiūros įspėjimus. Visi bandymai atliekami ne-pamainų valandomis arba suplanuotomis pertraukomis, netrukdant įprastam gamybos grafikui.

Baigę testavimą, komanda surengia 8 valandas -svetainės operatorių mokymus, apimančius visas pagrindines „Siemens“ HMI sistemos funkcijas, įskaitant 3D vizualizacijos sąsają, paketų keitimo procedūras ir pagrindinį gedimų sprendimą. Sistemoje įmontuoti interaktyvūs 3D mokymo moduliai sumažina reikiamą mokymo laiką 50 %, palyginti su teksto- HMI sistemomis, o dauguma operatorių visą kvalifikaciją įgyja per 2 mokymo pamainas.

Paskelbti-eksploatacijos optimizavimą ir palaikymą

Kai sistema pradeda veikti, inžinierių komanda stebi sistemos veikimą 30 dienų, atlikdama nedidelius nuspėjamųjų priežiūros įspėjimų, 3D modelio parametrų ir sąsajos išdėstymo koregavimus, kad maksimaliai padidintų efektyvumą pagal jūsų konkrečius gamybos poreikius.

„Siemens HMI Comfort Panel PRO“ taip pat teikiamas visą parą, 7 dienas per savaitę, 7 dienas per savaitę, nuotolinis techninis palaikymas, skirtas medienos apdirbimo mašinoms, o 98 % pirmojo skambučio išsprendžiama techninėmis problemomis. „Siemens“ turi sertifikuotų automatizavimo partnerių tinklą visoje Šiaurės Amerikoje, Europoje ir Azijoje, teikiantį palaikymą-svetainėje, kurių vidutinis atsakymo laikas yra 24 valandos arba trumpesnis į skubias-svetainės palaikymo užklausas.

Išvada

Visų dydžių medienos apdirbimo gamintojams pastovi šlifavimo kokybė, minimalios prastovos ir supaprastintas veikimas yra raktas į pelningumą ir augimą. „Siemens HMI Comfort Panel PRO“ pateikia išsamų,{1}}sukurtą šlifavimo linijos automatizavimo ir 3D vizualizavimo sprendimą su patikrintais realaus -pasaulio veikimo duomenimis, kurie įrodo, kad jis gali pakeisti medienos apdirbimo operacijas.

55 % greitesnis proceso reakcijos laikas, 75 % geresnis šlifavimo tikslumas, 84 % mažesnė neplanuotų prastovų trukmė ir intuityvi 3D vizualizacija, supaprastinanti valdymą ir mokymą, todėl Siemens HMI Comfort Panel PRO sprendžia visus pagrindinius medienos apdirbimo šlifavimo linijos valdymo skausmo taškus. Siemens HMI, pagrįstas 100+ metų pramonės automatizavimo patirtimi, pasauliniu sertifikuotų pagalbos partnerių tinklu ir sistema, sukurta atlaikyti atšiaurią medienos apdirbimo gamybos grindų aplinką, Siemens HMI yra pramonėje -pirmaujantis šlifavimo linijų automatizavimo sprendimas.

Nesvarbu, ar valdote nedidelę individualizuotų spintelių parduotuvę, kuri siekia pagerinti nuoseklumą ir našumą, ar didelį pramoninių baldų gamintoją, siekiantį sumažinti prastovų laiką ir sumažinti gamybos apimtis, atnaujinus į Siemens HMI Comfort Panel PRO, jūsų šlifavimo linijos veikimas ir rezultatas bus išmatuojamas ir tvarus.