جدیدترین فناوری ماشین فرز می‌تواند تلرانس‌های دقیقی را حفظ کرده و تولید را افزایش دهد، در حالی که تقاضا برای کارگران را کاهش می‌دهد.
فناوری جدید ماشین فرز به شما این امکان را می‌دهد که به تلرانس‌های دقیق‌تری دست یابید، بهره‌وری بالا را حفظ کنید و از تحمیل فشارهای جدید بر پرسنل فرزکاری جلوگیری کنید. تام چستین، مدیر محصول فرزکاری ویرتگن آمریکا، گفت: "نسل جدید کنترل شیب، فناوری درام فرزکاری و سیستم عامل جدید، افزایش بهره‌وری را نسبت به گذشته آسان‌تر کرده و در عین حال به کیفیت بالاتری دست یابید."
فرآیند راه‌اندازی دستگاه‌های برش و نظارت نیز ساده شده است. کایل هامون، مدیر فروش فنی Astec، گفت: «در مقایسه با تجهیزات نسل قدیمی‌تر، تشخیص عیب در دستگاه، تنظیمات ساده کنترل شیب و رویه‌های کالیبراسیون خودکار، مسئولیت‌های اپراتور را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.»
برای به حداکثر رساندن خروجی و کیفیت سطح، دستگاه فرز باید بتواند تغییر بار روی دستگاه را تشخیص داده و بر اساس آن واکنش نشان دهد. هدف Astec حفظ الگوهای فرزکاری با کیفیت بالا در عین به حداکثر رساندن خروجی و محافظت از ماشین آلات و کارگران است. اینجاست که جدیدترین فناوری وارد عمل می‌شود. برخی از مدل‌های دستگاه فرز جدید دارای سیستم عاملی هستند که به اپراتور اجازه می‌دهد بین حالت‌های فرزکاری انتخاب کند. این به اپراتور اجازه می‌دهد حالت را کنترل کند.
چستین گفت: «شما می‌توانید به دستگاه بگویید که چه فاصله‌ای بین تیغه و خط درام دارید و می‌خواهید به چه کیفیت الگویی برسید.» این تنظیمات حتی می‌توانند بینشی در مورد ابزار برشی که استفاده می‌کنید ارائه دهند. «دستگاه این اطلاعات را محاسبه کرده و سرعت دستگاه، سرعت درام برش و حتی مقدار آب را تعیین می‌کند. این به اپراتورها اجازه می‌دهد تا خطوط تولید خود را حفظ کرده و مواد را منتقل کنند در حالی که دستگاه بقیه کارها را انجام می‌دهد.»
برای بهینه‌سازی تولید و کیفیت سطح، دستگاه‌های فرز باید بتوانند بارهای متغیر را تشخیص داده و بر اساس آن واکنش نشان دهند. هارمون گفت: «سیستم‌های کنترل بار موتور و کنترل کشش برای حفظ سرعت ثابت دستگاه و جلوگیری از ایجاد نقص در سطح فرز شده به دلیل تغییرات ناگهانی در سرعت کار، در محل خود قرار دارند.»
جیمسون اسمیجا، مشاور فروش جهانی کاترپیلار، گفت: «یک سیستم مدیریت بار فعال مانند کنترل بار کاترپیلار به اپراتور اجازه می‌دهد تا بدون خطر از کار افتادن دستگاه، آن را تا حداکثر ظرفیتش به کار گیرد. این امر می‌تواند با حدس زدن میزان فشار وارده توسط اپراتور به دستگاه، بهره‌وری آن را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.»
کاترپیلار همچنین کروز کنترل ارائه می‌دهد. «کروز کنترل به اپراتور اجازه می‌دهد تا با فشار دادن یک دکمه، سرعت فرز هدف را ذخیره و بازیابی کند و در نتیجه به اپراتور کمک می‌کند تا الگوی ثابتی را در طول پروژه حفظ کند.»
عملکردهایی مانند کنترل بار، کارآمدترین استفاده از قدرت موتور موجود را تضمین می‌کنند. اسمیجا توضیح داد: «بیشتر رنده‌های سرد به اپراتورها اجازه می‌دهند سرعت موتور و روتور مورد نظر خود را برای برش انتخاب کنند. بنابراین، در کاربردهایی که سرعت در اولویت نیست یا کامیون‌ها محدود هستند، اپراتورها می‌توانند سرعت موتور و روتور پایین‌تری را برای کاهش مصرف سوخت انتخاب کنند.» «سایر عملکردها مانند کنترل سرعت درجا به دستگاه اجازه می‌دهد تا هنگام توقف، سرعت درجا را به حداقل برساند و فقط در صورت فعال شدن عملکردهای خاص، سرعت موتور را در صورت نیاز افزایش دهد.»
سیستم کنترل دستگاه آسیاب ویرتگن (MILL ASSIST) به اپراتورها کمک می‌کند تا نتایج فرآیند آسیاب را بهینه کنند. ویرتگن ویرتگن بر افزایش هزینه‌های عملیاتی تمرکز دارد. چستین گفت: «آخرین نسخه این دستگاه از نظر مصرف سوخت، آب و ابزار اقتصادی‌تر است، در حالی که سطح سر و صدا را کاهش می‌دهد. داشتن یک سیستم عامل که دستگاه را از آنچه که ما در تلاش برای دستیابی به آن هستیم مطلع می‌کند، و همچنین یک گیربکس دو سرعته جدید، به دستگاه اجازه می‌دهد تا در بهترین حالت خود کار کند و در عین حال بر مواد مصرفی نیز نظارت داشته باشد.»
نگهدارنده‌های ابزار و دندانه‌ها نیز توسعه یافته‌اند. چستین گفت: «فناوری برش به‌روز شده به ما اطمینان بیشتری در عملکرد و صافی فرزکاری‌مان می‌دهد. ابزارهای کاربیدی جدیدتر، و همچنین ابزارهای PCD یا الماسی فعلی، به ما این امکان را می‌دهند که با سایش کمتر، مدت زمان بیشتری فرزکاری کنیم. این بدان معناست که ما اغلب متوقف نمی‌شویم، و این را برای مدت طولانی‌تری حفظ خواهیم کرد. یک مدل با کیفیت. این نوآوری‌های جدید در فناوری برش و عملکرد بالاتر دستگاه به ما امکان می‌دهد به خروجی با کیفیت و مواد اولیه دست یابیم.»
محبوبیت مته‌های برش الماسه همچنان رو به افزایش است. طبق گفته کاترپیلار، این مته‌ها طول عمری ۸۰ برابر بیشتر از مته‌های کاربیدی دارند که می‌تواند زمان از کارافتادگی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
آستک گفت: «این امر به ویژه در کاربردهای دشوار که مته‌های کاربیدی باید چندین بار در روز تعویض شوند، صادق است.» «علاوه بر این، مته‌های الماسی در طول چرخه عمر خود تیز می‌مانند، که این امر دستگاه را قادر می‌سازد الگوهای فرزکاری ثابتی تولید کند و راندمان برش بالاتری را حفظ کند، در نتیجه بهره‌وری را افزایش داده و تا 15٪ در سوخت صرفه‌جویی می‌کند.»
طراحی روتور برای اطمینان از نتایج مورد انتظار ضروری است. اسمیجا گفت: «بسیاری از طرح‌های روتور دارای درجات مختلفی از فاصله دندانه‌های برش هستند که به اپراتور اجازه می‌دهد تا ضمن برداشتن حداکثر مواد ممکن، بافت الگوی مورد نیاز برای سطح فرز نهایی را به دست آورد.»
با رسیدن به سطح هدف برای اولین بار و حذف دوباره‌کاری، انتظار می‌رود یک دستگاه فرز مجهز به جدیدترین فناوری کنترل سطح، بهره‌وری را به میزان قابل توجهی افزایش دهد، به طوری که هزینه سرمایه‌گذاری اولیه به سرعت جبران شود.
اسمیجا گفت: «به لطف سیستم‌های کنترل درجه‌بندی مدرن، ماشین‌های فرز امروزی می‌توانند بسیار دقیق باشند و خطوط صافی ایجاد کنند. به عنوان مثال، رنده‌های سرد کاترپیلار به صورت استاندارد با Cat GRADE عرضه می‌شوند که دارای عملکردهای شیب و شیب‌بندی است و تطبیق‌پذیری و انعطاف‌پذیری را برای هر تعداد کاربردی فراهم می‌کند. چه هدف، حذف عمق هدفمند، فرزکاری برای بهبود صافی یا فرزکاری برای خطوط طراحی دقیق باشد، Cat GRADE را می‌توان تنظیم و تنظیم کرد تا تقریباً در همه کاربردها به بهترین نتایج دست یافت.»
کنترل شیب بهبود یافته است تا دستیابی به عمق و/یا شیب ثابت آسان‌تر شود. چستین گفت: «فناوری ساده اما پیشرفته، پاسخ‌های سریع و دقیقی را در اختیار اپراتورها قرار می‌دهد و در عین حال فشار کاری آنها را نیز کاهش می‌دهد.»
او افزود: «ما شاهد ورود روزافزون فناوری‌های سه‌بعدی به صنعت فرزکاری هستیم. اگر تنظیمات درست باشند، این سیستم‌ها به خوبی کار می‌کنند.» سیستم میانگین‌گیری از حسگرهای صوتی برای میانگین‌گیری طول ماشین یا عمق برش بیشتر استفاده می‌کند.
کار پیچیده برای کنترل شیب سه‌بعدی مفید است. هامون گفت: «در مقایسه با سیستم‌های استاندارد دوبعدی، سیستم کنترل شیب سه‌بعدی به دستگاه این امکان را می‌دهد که با دقت بالاتری فرزکاری کند. در پروژه‌های پیچیده‌تر که به عمق‌ها و شیب‌های جانبی متفاوتی نیاز دارند، سیستم سه‌بعدی به‌طور خودکار این تغییرات را اعمال می‌کند.»
او اشاره کرد: «سیستم سه‌بعدی واقعاً نیاز به ایجاد یک مدل دیجیتالی بر اساس داده‌های جاده‌ای جمع‌آوری‌شده قبل از عملیات فرزکاری دارد. در مقایسه با عملیات سنتی دوبعدی، ساخت و پیاده‌سازی مدل‌های دیجیتالی روی دستگاه فرزکاری نیاز به کار بیشتر از قبل و تجهیزات اضافی دارد.»
کاترپیلار پلاس، هر کاری برای فرزکاری سه‌بعدی مناسب نیست. اسمیجا گفت: «در حالی که فرزکاری سه‌بعدی بهترین دقت را نسبت به مشخصات طراحی ارائه می‌دهد، فناوری مورد نیاز برای دستیابی به این دقت نیاز به سرمایه‌گذاری قابل توجه و همچنین مدیریت سایت اضافی دارد که فقط برای کاربردهای خاص مناسب است.»
او گفت: «محل‌های کاری با دید خوب، فواصل قابل کنترل و حداقل تداخل با ایستگاه‌های کنترل سه‌بعدی (مانند فرودگاه‌ها) کاندیداهای خوبی برای بهره‌مندی از کنترل شیب سه‌بعدی هستند که به رعایت مقررات سختگیرانه کمک می‌کند. با این حال، کنترل شیب دوبعدی، با یا بدون آکورد، هنوز هم راهی مؤثر برای برآورده کردن بسیاری از مشخصات فرزکاری امروزی بدون نیاز به سخت‌افزار اضافی است.»
شرکت اورنج کراش (Orange Crush LLC) یک پیمانکار عمومی مستقر در شیکاگو است که مسئولیت مجموعه‌ای از پروژه‌ها، از جمله ساخت و ساز و حفاری جاده‌های آسفالت و بتنی را بر عهده دارد. این شرکت، جاده‌ها و بخش‌های فرعی و همچنین املاک تجاری را آسفالت می‌کند.
سومی عبدیش، مدیر کل، گفت: «ما می‌توانیم از شش کارخانه آسفالت در منطقه شیکاگو استفاده کنیم. ما پنج گروه سنگ‌زنی و هفت دستگاه سنگ‌زنی (ماشین‌های فرز) داریم.»
با کمک SITECH Midway، شرکت Orange Crush تصمیم گرفت سیستم کنترل اصلی Trimble 3D را روی جدیدترین دستگاه فرز Roadtec RX 700 خود نصب کند. اگرچه فرزکاری سه‌بعدی نسبتاً جدید است، اما پیمانکار تجربه گسترده‌ای در زمینه آسفالت‌کاری سه‌بعدی دارد.
عبدیش گفت: «ما ابتدا سنگفرش‌های خود را مجهز کردیم زیرا تقریباً کارمان در [پروژه] جاده عوارضی تمام شده بود.» اما او فکر می‌کند بهترین راه شروع با یک دستگاه فرز است. «من کاملاً به شروع از صفر اعتقاد دارم. فکر می‌کنم بهتر است ابتدا فرز سه‌بعدی انجام دهید و سپس مواد آسیاب شده را با هم لمینت کنید.»
راهکار توتال استیشن سه‌بعدی امکان کنترل دقیق‌تر همه جنبه‌ها، از خروجی گرفته تا دقت، را فراهم می‌کند. این امر در واقع برای پروژه اخیر راه‌آهن نورفولک جنوبی در انگلوود، ایلینوی، مفید بوده است. شرکت اورنج کراش باید نمرات دقیق را حفظ کند و فناوری توتال استیشن سه‌بعدی نیاز به ترسیم مداوم اعداد در مقابل کارخانه نورد و بررسی مداوم کار را از بین می‌برد.
عبدیش اظهار داشت: «ما یک نفر را پشت دستگاه فرز با یک مریخ‌نورد داریم، کمی هزینه اضافی دارد، اما بهتر از این است که مجبور شویم به عقب برگردیم چون دو یا سه نتیجه از ده نتیجه را از دست داده‌ایم.»
صحت دقت سیستم Astec ثابت شده است. عبدیش گفت: «این سیستم برای اولین بار امتیاز مالی را کسب کرد. خروجی شما در این کاربرد 30 درصد افزایش یافته است، به خصوص وقتی که یک دستگاه فرز با عمق متغیر دارید و در هر موقعیت، ارتفاع و شیب خاصی را حفظ می‌کنید.»
این فناوری به سرمایه‌گذاری زیادی نیاز دارد، اما بازگشت سرمایه می‌تواند بسیار سریع باشد. شرکت Orange Crush تخمین می‌زند که تقریباً نیمی از سرمایه‌گذاری فناوری خود را تنها در پروژه نورفولک جنوبی بازیابی کرده است. عبدیش پیش‌بینی کرد: «من می‌گویم که تا همین موقع در سال آینده، هزینه این سیستم را پرداخت خواهیم کرد.»
راه‌اندازی سایت معمولاً با Orange Crush حدود دو ساعت طول می‌کشد. عبدیش گفت: «اولین باری که برای اندازه‌گیری بیرون می‌روید، باید دو ساعت صبح را محاسبه کنید و هر بار که دستگاه را از یک کار به کار دیگر منتقل می‌کنید، آن را کالیبره کنید. قبل از اینکه کامیون را به آنجا بفرستید، باید دستگاه را چند ساعت قبل به آنجا برسانید.»
برای پیمانکاران، آموزش اپراتور چالش دلهره‌آوری نیست. عبدیش به یاد می‌آورد: «آنقدرها هم که فکر می‌کردم چالش بزرگی نیست. فکر می‌کنم منحنی یادگیری یک سنگفرش‌کار طولانی‌تر از یک پولیش‌کار است.»
فردی که مسئول هدایت اندازه‌گیری/کنترل دستگاه است، مسئول تنظیم هر کار است. عبدیش گفت: «او برای کنترل هر کار بیرون می‌رود و سپس با SITECH برای انجام اولین اندازه‌گیری دستگاه همکاری می‌کند.» به‌روز نگه داشتن این فرد مهم‌ترین بخش آموزش است. «کارکنان واقعی بلافاصله آن را پذیرفتند.»
به لطف تجربه مثبت به دست آمده، Orange Crush قصد دارد با افزودن سیستم Trimble به Wirtgen 220A که اخیراً خریداری کرده است، قابلیت‌های فرزکاری سه‌بعدی خود را گسترش دهد. عبدیش گفت: «وقتی پروژه‌ای دارید، چیزی دارید که شما را در کنترل سلسله مراتبی دقیق نگه می‌دارد، که این فقط یک ایده است. این بزرگترین چیز برای من است.»
افزایش درجه اتوماسیون و کنترل ساده‌شده به این معنی است که کارکنان مجبور نیستند مرتباً دکمه‌ها را فشار دهند و در نتیجه منحنی یادگیری کاهش می‌یابد. چستین گفت: «با کاربرپسند کردن کنترل عملیات و کنترل شیب، اپراتورهای تازه‌کار می‌توانند به جای دستگاه ۳۰ ساله که تسلط بر آن به مهارت و صبر زیادی نیاز دارد، راحت‌تر از دستگاه جدید استفاده کنند.»
علاوه بر این، سازنده ویژگی‌های منحصر به فردی را ارائه می‌دهد که می‌تواند راه‌اندازی دستگاه را ساده و سرعت بخشد. اسمیجا گفت: «سنسور تعبیه‌شده در دستگاه، امکان استفاده از عملکردهای «صفر کردن» و «انتقال خودکار برش» کاترپیلار را برای ساده‌سازی راه‌اندازی فراهم می‌کند.»
فناوری ترازبندی ویرتگن می‌تواند ارتفاع، عمق و فاصله را تنظیم کند تا نتایج بسیار دقیقی به دست آید و حجم کار اپراتور کاهش یابد. اسمیجا توضیح می‌دهد که تنظیم مجدد ویرتگن می‌تواند به سرعت دستگاه را به «ارتفاع خراش» اولیه بازگرداند تا برای برش بعدی آماده باشد. انتقال خودکار برش به اپراتور اجازه می‌دهد تا انتقال‌های از پیش تعیین‌شده عمق و شیب را در فاصله معین برنامه‌ریزی کند و دستگاه به طور خودکار کانتور مورد نیاز را ایجاد می‌کند.
اسمیجا افزود: «ویژگی‌های دیگر، مانند دوربین با کیفیت بالا با راهنماهای پیشرفته، تنظیم صحیح دستگاه را در ابتدای هر برش جدید برای اپراتور آسان‌تر می‌کند.»
به حداقل رساندن زمان صرف شده برای راه‌اندازی می‌تواند سود خالص را افزایش دهد. چستین گفت: «با استفاده از جدیدترین فناوری، راه‌اندازی دستگاه فرز آسان‌تر شده است. کارکنان فرزکاری می‌توانند دستگاه را در عرض چند دقیقه برای کار آماده کنند.»
پنل کنترل رنگی دستگاه فرز Roadtec (Astec) با یک برچسب شفاف مشخص شده است که کار با آن ساده و سرراست است. فناوری Astec همچنین ایمنی را بهبود می‌بخشد. هامون گفت: «آخرین ویژگی‌های پیاده‌سازی شده برای دستگاه فرز Astec CMS مربوط به ایمنی هستند. اگر هنگام دنده عقب رفتن، شخصی یا جسم بزرگتری در پشت دستگاه شناسایی شود، سیستم تشخیص جسم عقب، دستگاه فرز را متوقف می‌کند. به محض اینکه شخص از منطقه تشخیص خارج شود، اپراتور می‌تواند مسیر دستگاه را معکوس کند.»
با این حال، حتی با وجود این پیشرفت‌ها، فرزکاری هنوز یکی از کاربردهایی است که جایگزینی مهارت‌های اپراتوری برای آن دشوار است. چستین گفت: «من شخصاً فکر می‌کنم که فرزکاری همیشه به عوامل انسانی نیاز دارد. وقتی همه چیز خوب پیش می‌رود، اپراتورها می‌توانند آن را حس کنند. وقتی اوضاع خوب نیست، می‌توانند بشنوند. این امر به ایمن‌تر و آسان‌تر شدن کار با این ماشین‌ها کمک زیادی می‌کند.»
جلوگیری از خرابی، پروژه آسیاب را در مسیر درست نگه می‌دارد. اینجاست که فناوری تله‌ماتیک قواعد بازی را تغییر می‌دهد.
هامون گفت: «تله‌ماتیک ابزاری قدرتمند برای کاهش زمان از کارافتادگی و جمع‌آوری داده‌های عملکرد در لحظه است. داده‌های تولید، مصرف سوخت و زمان بیکاری چند نمونه از اطلاعاتی هستند که می‌توان هنگام استفاده از سیستم تله‌ماتیک از راه دور به دست آورد.»
شرکت Astec سیستم تله‌ماتیک Guardian را ارائه می‌دهد. هامون گفت: «سیستم تله‌ماتیک Guardian امکان ارتباط دوطرفه بین دستگاه و کاربر نهایی یا تکنسین خدمات مورد تایید را فراهم می‌کند. این امر سطح بالاتری از قابلیت نگهداری و جمع‌آوری داده‌ها را در هر دستگاه فراهم می‌کند.»
وقتی مشکلی در دستگاه فرز وجود دارد، باید در اسرع وقت شناسایی و تعمیر شود. چستین گفت: «دستگاه فرز جدید نه تنها باید عملیات را ساده کند، بلکه تشخیص و عیب‌یابی این دستگاه‌ها را نیز ساده‌تر کند.» زمان از کار افتادن دستگاه حتی بدتر است.»
ویرتگن سیستمی را توسعه داده است تا به صورت پیشگیرانه کاربران را از مشکلات احتمالی مطلع کند. چستین گفت: «این دستگاه‌های جدید وقتی برخی از تجهیزات روشن نمی‌شوند، از کار می‌افتند یا به اشتباه خاموش می‌شوند، به اپراتور اطلاع می‌دهند.» «انتظار می‌رود این امر تعداد چاله‌هایی را که [از قبل] در جاده‌ها در چند سال گذشته ایجاد شده است، کاهش دهد.»
ویرتگن همچنین برای کاهش زمان از کارافتادگی، افزونگی را در دستگاه فرز خود ایجاد کرده است. چستین گفت: «وقتی ما دچار مشکل می‌شدیم، یک پشتیبان داخلی وجود داشت، بنابراین دستگاه فرز می‌توانست بدون افت کیفیت یا تولید به کار خود ادامه دهد.»
زمان ارسال: ۲۹ آگوست ۲۰۲۱