ขั้นต่อไปของการผลิตแบบไม่ใช้คนควบคุม

พยากรณ์การสึกหรอของเครื่องมือล่วงหน้าเพื่อเพิ่มความเชื่อถือได้และลดวัสดุเหลือทิ้งให้กับงานกลึงเหล็กกล้า.

ผลการศึกษาวิจัยโดยมหาวิทยาลัยเป่ยหางในประเทศจีน ซึ่งมีการตีพิมพ์ในวารสาร International Journal of Production Research แสดงให้เห็นว่า การบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์นั้นมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณภาพของผลิตภัณฑ์ แต่ในฐานะผู้ผลิต คุณจะสามารถนำเอาความสามารถในการพยากรณ์และประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของงานกลึงเหล็กกล้านี้มารวมเข้ากับการลดจำนวนแรงงานคนภายในโรงงานหรือการผลิตโดยไม่ใช้คนควบคุมได้อย่างไร Rolf Olofsson ผู้จัดการฝ่ายผลิตภัณฑ์ของ Sandvik Coromant บริษัทชั้นนำระดับโลกด้านเครื่องมือตัดเฉือนโลหะ จะมาอธิบายให้คุณเข้าใจว่า ทำไมเครื่องมือที่เหมาะสมและกระบวนการผลิตที่ปราศจากข้อผิดพลาด ถึงเป็นกุญแจสำคัญที่จะนำไปสู่ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพ

ในขณะที่งานวิจัยของมหาวิทยาลัยเป่ยหางให้ความสำคัญกับ "ความสัมพันธ์ระหว่างแผนการบำรุงรักษา การวางแผนการผลิต และคุณภาพ" แต่ Sandvik Coromant เห็นว่า แนวโน้มที่กำลังมาแรงในปัจจุบันนั้น คือการที่บริษัทผู้ผลิตเครื่องจักรมีการนำระบบตรวจสอบกระบวนการทำงานมาติดตั้งรวมไว้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องจักร CNC สมัยใหม่

รายงาน Digital Factories 2020 เมื่อเร็วๆ นี้ของ Pricewaterhouse Coopers (PwC) ให้คำแนะนำไว้ว่า "บริษัทต่างๆ จะต้องเปลี่ยนมาตัดสินใจอย่างฉลาดมากขึ้น โดยการนำระบบวิเคราะห์เชิงพยากรณ์และการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) มาใช้" โดยบริษัทผู้ผลิตจำนวน 98% จากที่ถูกสำรวจในรายงานดังกล่าวให้ข้อมูลว่า มีการตั้งเป้าหมายที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตโดยการนำการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์มาใช้ ในขณะเดียวกันก็มีการคาดการณ์ว่า ตลาดของระบบตรวจสอบกระบวนการผลิตทั่วโลกนั้นจะมีมูลค่าเติบโตขึ้นจาก 4,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ในปี 2018 เป็น 6,400 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ภายในปี 2023 โดยจะมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีแบบทบต้น (Compound Annual Growth Rate หรือ CAGR) อยู่ที่ 9.8% ตามการประเมินของบริษัทวิจัย Markets and Markets

จากแนวโน้มดังกล่าว ความสามารถในการพยากรณ์ล่วงหน้าจึงมีความสำคัญมากยิ่งขึ้นสำหรับงานกลึงเหล็กกล้าในปัจจุบัน โดยเฉพาะในยุคที่การใช้คนควบคุมการผลิตนั้นมีข้อจำกัดมากขึ้นเนื่องจากข้อกำหนดด้านการรักษาระยะห่างทางสังคมภายในโรงงาน ดังนั้น เราจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าการผลิตแบบไม่ใช้คนควบคุมนั้นคือวิถีทางใหม่แห่งอนาคต แต่การจะทำเช่นนี้ได้นั้น เราจำเป็นจะต้องมีความสามารถในการตรวจหาการสึกหรอของเครื่องมือ เพื่อป้องกันปัญหาเครื่องมือหักโดยไม่คาดคิด

ไร้มนุษย์ควบคุม

การเปลี่ยนเม็ดมีดบ่อยๆ กระบวนการผลิตที่สะดุดติดขัด และการไม่สามารถหาเม็ดมีดที่เหมาะกับงานหรือวัสดุได้ ล้วนเป็น "จุดเสียเวลา" สำหรับการผลิตสมัยใหม่

นอกเหนือจากคุณสมบัติความต้านทานการสึกหรอของเครื่องมือแล้ว ยังมีปัจจัยอีกหลายอย่างด้วยกันที่ทำให้บริษัทผู้ผลิตชิ้นส่วนเหล็กกล้าไม่สามารถผลิตชิ้นงานได้ตรงตามจำนวนที่ต้องการในแต่ละกะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตชิ้นงานจากวัสดุในกลุ่ม ISO P15 และ P25 ซึ่งต้องการลักษณะการทำงานที่แตกต่างออกไปสำหรับงานตัดเฉือนแต่ละรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นค่าการตัด ผิวสำเร็จ ระยะกินลึก ผิวงานเรียบหรือหยาบ และเป็นการตัดต่อเนื่องหรือตัดกระแทก

ในการทำงานกับวัสดุกลุ่มนี้ เม็ดมีดคาร์ไบด์ที่มีความต้านทานการสึกหรอสูงถือเป็นหัวใจสำคัญสำหรับการผลิตแบบไม่ใช้คนควบคุม หรือแม้แต่การผลิตอัตโนมัติเต็มรูปแบบโดยไม่ต้องใช้คนภายในโรงงานเลย

แล้วความต้านทานการสึกหรอนั้นหมายถึงอะไร คุณสมบัตินี้อาจประกอบด้วยปัจจัยหลายอย่าง เช่น ความต้านทานการแตกหักซึ่งมีความสำคัญสูงสุด เช่นเดียวกับคมตัดที่สามารถต้านทานการเสียรูปถาวรเนื่องจากอุณหภูมิร้อนจัด นอกจากนี้ การเคลือบผิวเม็ดมีดยังจะต้องสามารถป้องกันการสึกหรอด้านหน้า การสึกหรอเป็นหลุมด้านบน และการสะสมของเศษวัสดุที่คมตัดได้เช่นกัน จุดสำคัญก็คือ ชั้นเคลือบผิวจะต้องสามารถยึดเกาะกับวัสดุเม็ดมีดได้ดี ซึ่งถ้าหากชั้นเคลือบไม่สามารถยึดเกาะกับเม็ดมีดได้ จะทำให้วัสดุเม็ดมีดสัมผัสกับชิ้นงานและส่งผลให้เกิดความเสียหายได้อย่างรวดเร็ว

วิธีที่จะช่วยป้องกันปัญหาจากการสึกหรอดังกล่าวได้ก็คือ การจำกัดการสึกหรอที่ต่อเนื่องและควบคุมได้ และกำจัดการสึกหรอที่ไม่ต่อเนื่องและควบคุมไม่ได้ ซึ่งแนวทางนี้อาจทำได้ไม่ง่ายนัก เนื่องจากในปัจจุบัน ผู้ผลิตมักจะทำการตัดเฉือนโดยจำกัดจำนวนคนที่จะควบคุมการทำงานหรือแม้แต่อาจไม่ใช้คนเลย อย่างไรก็ตามมีเทคโนโลยีหลายอย่างด้วยกันที่เหมาะสำหรับแนวทางนี้ การบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์และการบำรุงรักษาเชิงป้องกันเป็นหัวข้อที่ถูกหยิบยกขึ้นมาพูดถึงอยู่บ่อยๆ ไม่ว่าจะเป็นซอฟต์แวร์และเซ็นเซอร์อัจฉริยะที่ทำหน้าที่เสมือนกับ 'เป็นหูเป็นตา' ของเครื่องจักรและคอยปรับปัจจัยการทำงานตามสภาพการสึกหรอของเครื่องมือ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดอยู่เสมอ

ทั้งนี้จะเห็นได้ว่า เราสามารถใช้เซ็นเซอร์เพื่อให้ได้ลักษณะการสึกหรอที่ดีขึ้น แต่จะเป็นอย่างไรถ้าเรามีระบบเครื่องมือที่ดีขึ้นด้วยอีกทางหนึ่ง

การป้องกันปัญหาเครื่องมือหัก

ในการเลือกเกรดเพื่อให้ประสิทธิภาพการทำงานสูงขึ้นนั้น เกรดที่ดีที่สุดหมายถึง เกรดที่สามารถจำกัดการสึกหรอที่เกิดขึ้นได้ รวมทั้งอาจจะสามารถป้องกันไม่ให้เกิดการสึกหรอขึ้นเลยสำหรับการทำงานบางประเภท การสึกหรอที่สามารถพยากรณ์ล่วงหน้าได้มีประโยชน์มากสำหรับการผลิตแบบไม่ใช้คนควบคุมและการผลิตโดยใช้ระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

เพื่อให้เกิดการสึกหรอน้อยที่สุด สิ่งสำคัญคือจะต้องเลือกเม็ดมีดคาร์ไบด์ที่เหมาะกับงาน และให้ประสิทธิภาพได้อย่างสม่ำเสมอและพยากรณ์ล่วงหน้าได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ Sandvik Coromant เปิดตัวเกรดคาร์ไบด์ใหม่สองเกรดสำหรับงานกลึงวัสดุในกลุ่ม ISO P ได้แก่ เกรด GC4415 และ GC4425 ซึ่งผ่านการออกแบบปรับปรุงให้มีความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานความร้อน และความเหนียวดีขึ้น

ทั้งสองเกรดนี้เหมาะเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานกับเหล็กกล้าอัลลอยต่ำและเหล็กกล้าที่ไม่ใช่อัลลอย โดยสามารถตัดเฉือนชิ้นงานได้เป็นจำนวนมากและให้อายุการใช้งานที่ยาวนานยิ่งขึ้น ทั้งยังเหมาะสำหรับการผลิตเป็นจำนวนมากและการผลิตแบบกลุ่ม

ชื่อเกรด GC4415 และ GC4425 หมายถึงกลุ่มวัสดุ P15 และ P25 โดยทั้งสองเกรดมีการผลิตด้วยเทคโนโลยี Inveio^® รุ่นที่สอง เทคโนโลยี Inveio เป็นเทคโนโลยีที่ทำให้ผลึกในชั้นเคลือบผิวอะลูมินา มีการเรียงตัวไปในทิศทางเดียวกัน ทำให้มีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะตัวที่สามารถสังเกตเห็นได้เมื่อส่องด้วยกล้องจุลทรรศน์

ผลึกในชั้นเคลือบผิวอะลูมินาจะหันขึ้นด้านบนในทิศทางเดียวกัน ซึ่งช่วยสร้างให้เกิดชั้นป้องกันที่แข็งแกร่งที่บริเวณการตัด โดยเทคโนโลยีเคลือบผิว Inveio รุ่นที่สองมีการปรับปรุงทิศทางการเรียงตัวของผลึกให้ดีขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้เม็ดมีดมีความต้านทานการสึกหรอและอายุการใช้งานเพิ่มขึ้นอีกขั้น รวมทั้งยังช่วยให้สามารถพยากรณ์การสึกหรอล่วงหน้าได้อย่างแม่นยำ




สู่เป้าหมายเดียวกัน

เกรด GC4415 และ GC4425 สร้างความประทับใจให้กับลูกค้าของ Sandvik Coromant มาแล้วหลายราย โดยเม็ดมีดเกรด GC4425 นั้นสามารถตัดเฉือนชิ้นงานได้ถึง 270 ชิ้นในขณะที่เม็ดมีดจากแบรนด์อื่นสามารถตัดเฉือนได้เพียง 150 ชิ้น

ลูกค้าในกลุ่มวิศวกรรมทั่วไปจากสหรัฐอเมริกาได้ทำการทดสอบเปรียบเทียบระหว่างประสิทธิภาพของเกรด GC4415 กับเม็ดมีดคาร์ไบด์แบรนด์อื่น โดยเม็ดมีดทั้งสองรุ่นถูกนำมาทดสอบใช้งานกับการกลึงผลิตแบบกลุ่มและการเก็บผิวละเอียดให้กับชิ้นงานเหล็กกล้า 330HB โดยมีการเปลี่ยนเครื่องมือใหม่เมื่อตรวจพบผิวงานไม่ได้คุณภาพ การทดสอบเม็ดมีดทั้งสองรุ่นมีการหล่อเย็นด้วยอีมัลชั่นเหมือนกัน

ผลการทดสอบแสดงให้เห็นอย่างชัดเจน โดยเม็ดมีด GC4415 ช่วยให้ลูกค้าสามารถเพิ่มค่าการตัดได้เป็นสองเท่า ซึ่งความเร็วตัด (vc) นั้นจะอยู่ที่ 280 ม./นาที (918 ฟุต/นาที) สำหรับ GC4415 เทียบกับ 200 ม./นาที (656 ฟุต/นาที) สำหรับเครื่องมือจากแบรนด์อื่น และอัตราป้อนงาน (fn) ที่ 0.15 มม./รอบ (0.006 นิ้ว/รอบ) เทียบกับ 0.1 มม./รอบ (0.004 นิ้ว/รอบ) เมื่อใช้เครื่องมือจากแบรนด์อื่น

นอกจากนี้ ลูกค้ายังสามารถยืดอายุการใช้งานและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตอย่างเห็นได้ชัด โดยในภาพรวมแล้ว เม็ดมีดเกรด GC4415 พร้อมเทคโนโลยี Inveio ของ Sandvik Coromant สามารถผลิตชิ้นงานได้เป็นสองเท่าหรือ 80 ชิ้น ก่อนที่จะเกิดการสึกหรอ ในขณะที่เครื่องมืออื่นสามารถผลิตชิ้นงานได้เพียง 40 ชิ้นเท่านั้น ซึ่งเท่ากับประสิทธิภาพการผลิตเพิ่มขึ้น 100% และเม็ดมีดมีอายุการใช้งานเป็นสองเท่า

เพิ่มประสิทธิภาพด้วยระบบดิจิตอล

นอกเหนือไปจากเม็ดมีดเกรด GC4415 และ GC4425 ที่ช่วยให้ระบบเครื่องมือมีประสิทธิภาพสูงขึ้นแล้ว Sandvik Coromant ยังมีความก้าวหน้าในส่วนของผลิตภัณฑ์ดิจิตอลด้วยเช่นกัน โดยทีมผู้เชี่ยวชาญของเรามีการทำงานอย่างใกล้ชิดร่วมกับบริษัทผู้ผลิตเครื่องจักร ผู้ให้บริการระบบคลาวด์ และบริษัทระบบเครือข่าย เพื่อพัฒนาแพลตฟอร์มดิจิตอลในชื่อ CoroPlus^® ซึ่งเป็นระบบที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อข้อมูลระหว่างเครื่องมือและซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์ CoroPlus^® อาจจะเรียกได้ว่าเป็นภาพสะท้อนแห่งยุคสมัย ในอดีตที่ผ่านมานั้น ผู้ควบคุมเครื่องจักรต้องพึ่งประสบการณ์และสัญชาตญาณเพื่อปรับปรุงกระบวนการผลิตและตรวจหาการสึกหรอของเครื่องมือ แต่วันนี้ เครื่องมือที่มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ในตัวทำให้ผู้จัดการฝ่ายผลิตสามารถปรับ ควบคุม และตรวจสอบประสิทธิภาพการตัดเฉือนได้โดยอัตโนมัติในทันทีที่ต้องการ

แพลตฟอร์ม CoroPlus ผ่านการพิสูจน์แล้วถึงประสิทธิภาพในการตรวจสอบและควบคุมเครื่องมือที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ในตัว โดยช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับกระบวนการผลิตด้วยการกำจัด 'จุดเสียเวลา' ของการผลิตสมัยใหม่ ลดจำนวนครั้งในการหยุดการผลิตเพื่อเปลี่ยนเครื่องมือที่สึกหรอ (รวมถึงเม็ดมีดกลึงคาร์ไบด์) พร้อมทั้งยังช่วยลดปริมาณวัสดุเหลือทิ้งอีกด้วย

ยิ่งไปกว่านั้น การใช้แพลตฟอร์ม CoroPlus ร่วมกับเม็ดมีดเกรด GC4415 และ GC4425 หรือเครื่องมือประสิทธิภาพสูงรุ่นอื่นๆ ของ Sandvik Coromant ยังถือเป็นส่วนสำคัญของการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ด้วย เพราะการเลือกใช้ระบบซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมนั้น จะช่วยให้ผู้ผลิตสามารถพยากรณ์การสึกหรอของเครื่องมือได้อย่างแม่นยำ ทำให้สามารถป้องกันปัญหาเครื่องมือหักโดยไม่คาดคิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ทั้งหมดนี้ไม่ใช่แค่เป็นการพลิกโฉมให้กับการผลิตแบบไม่ใช้คนควบคุมเท่านั้น แต่ยังเป็นคำตอบที่จะช่วยเพิ่มความเชื่อถือได้ของกระบวนการผลิต ลดเวลาสูญเปล่า รวมทั้งสร้างความคุ้มค่าให้กับเงินลงทุน ซึ่งก็เป็นอย่างที่งานวิจัยของมหาวิทยาลัยเป่ยหางระบุไว้ว่า การบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์นั้นส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์

www.sandvik.coromant.com

  สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม…