Wie verändert das Internet der Dinge das Laserschneiden?

Internet der Dinge und Laserschneiden
In diesem Leitfaden wird untersucht, wie das industrielle IoT die Laserschneidindustrie verändert, welche Risiken es birgt und welche kommenden Trends Hersteller beachten müssen.

Inhaltsverzeichnis

IoT und KI machen Laserschneidmaschinen intelligenter und produktiver als je zuvor. Die intelligenten Laserschneider verfügen über erweiterte Datenübertragung, Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, Fernzugriff und vieles mehr. Aber das ist nur die Spitze des Eisbergs!

In diesem Artikel wird untersucht, wie das IoT die Welt des Laserschneidens verändert, welche Risiken es birgt und welche kommenden Trends den Unternehmen zum Erfolg verhelfen werden. Lass uns anfangen.

Was ist das Internet der Dinge (IoT)?

Internet der Dinge (IoT) ist ein Überbegriff für ein System von Geräten, die mit dem Internet verbunden werden und Echtzeitdaten über ein drahtloses Netzwerk austauschen können. Ihre alltäglichen intelligenten Thermostate, WLAN-Kameras, intelligenten Waschmaschinen und Fernseher sind typische Beispiele für IoT-fähige Geräte.

Internet der Dinge

IoT ist das Rückgrat der Vierten Industriellen Revolution (Industrie 4.0)Aufgrund seiner einzigartigen Anwendungen in der Fertigungsindustrie hat es sich zu einem eigenen Bereich namens Industrial Internet of Things (IIoT) entwickelt.

Die Fertigungsindustrie erlebt rasante Verbesserungen in Effizienz, Geschwindigkeit und Genauigkeit sowie eine verbesserte Fähigkeit zur Bewältigung komplexer Aufgaben, die zuvor mit herkömmlichen Methoden Äonen in Anspruch genommen hätten. Aus diesem Grund das führende Technologieunternehmen Accenture schätzt, dass der IIoT-Markt in den kommenden Jahren auf 14.2 Billionen US-Dollar anwachsen wird.

Wie verändert das Internet der Dinge (IoT) das Laserschneiden?

Laserschneiden ist bereits heute der fortschrittlichste Herstellungsprozess und hat mit der Kombination von IoT und künstlicher Intelligenz (KI) einen enormen Sprung in Bezug auf Leistung und Rentabilität gemacht. Die Schlüsselkomponenten von IoT-fähige Laserschneidsysteme die all die Magie möglich machen Sensoren, Konnektivität zu einem zentralen System und Datenanalyse

IoT-basierte Lasertechnologie kann Echtzeitdaten verarbeiten und über ein Cloud-System übertragen, was den Schneidprozess erheblich optimiert, vorbeugende Wartungsmaßnahmen ermöglicht, die Kommunikation mit mehreren Maschinen erleichtert und die Möglichkeit des Fernzugriffs bietet.

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Integration von IoT und Laserschneiden 

Die Integration des IoT in moderne Faserlaserschneidemaschinen hat sie so effizient gemacht, dass die CO2-Maschinen von vor 10 Jahren wie alte Pferde wirken. Lassen Sie uns die wichtigsten Vorteile, die IoT für die Laserschneidfertigung mit sich bringt, im Detail besprechen.

1. Datenerfassung in Echtzeit 

Durch IoT kann der Bediener der Maschine beobachten Schnittparameter wie Laserlichtintensität, Laserleistung, Linsenzustand, Schnittgeschwindigkeit, Temperaturen usw. in Echtzeit. Diese Daten können auch in die Cloud hochgeladen werden, sodass Mitarbeiter aus der Ferne darauf zugreifen können.

Wenn der Schnitt nicht den Anforderungen entspricht, gibt das IoT-fähige Lasersystem rechtzeitig Warnungen aus und hilft dem Bediener, die notwendigen Anpassungen der Schnittparameter vorzunehmen. Zusätzlich, Datenfernzugriff verbessert die erheblich Sicherheit der Arbeitsumgebung, da sich die Arbeiter nicht im selben Raum wie die Maschine aufhalten müssen.

IoT gepaart mit maschinellem Lernen ermöglicht ebenfalls bessere Ergebnisse Materialauswahl für das Laserschneiden. Im Jahr 2021 entwickelten Mustafa Doga Dogan, ein Doktorand, und sein Team am MIT CSAIL SensiCut, ein Gerät, das Dutzende ähnlich aussehender Materialien in einer Instanz unterscheiden kann.

Durch IoT kann der Bediener der Maschine die Schnittparameter beobachten.

2. Vorausschauende und vorbeugende Wartung 

Datenerfassung in Echtzeit Hilft auch bei der Überwachung des Maschinenzustands. In vielen Fällen kommt es schon lange vor der geplanten Wartung zu Fehlfunktionen von Maschinen, sodass eine rechtzeitige Überwachung über IoT-Systeme den Bediener warnt, lange bevor der Punkt erreicht wird, an dem es kein Zurück mehr gibt.

Darüber hinaus trägt IoT dazu bei, Ausfallzeiten zu reduzieren und ermöglicht die Planung von Wartungsarbeiten außerhalb der Hauptverkehrszeiten erheblich Verbesserung der Rentabilität. Es ist keine Untertreibung, dass IoT und KI herkömmliche Praktiken durch intelligente vorausschauende Wartung völlig verändert haben.

3. Schnitte optimieren

Neue intelligente Laserschneidmaschinen haben Kameras und Mikrofone die die Spitzenqualität in Echtzeit überwachen. Wenn der Bediener früher eine Anomalie in der Schnittqualität feststellte, musste er die Maschine anhalten und eine Feinabstimmung vornehmen. Beim IoT hingegen hört und beobachtet das System den Laserschneidprozess, Optimierung Parameter automatisch, um die Kantenqualität zu verbessern.

Das IoT-integrierte Laserschneidsystem kann nun bestimmen mehr als 250 Schnittbedingungen durch maschinelles Lernen. Das ist wie der Kern jahrzehntelanger menschlicher Erfahrung und Intuition.

4. Qualitätskontrolle 

IoT hilft auch enorm bei der Qualitätskontrolle des Nachschneideprozesses. Die intelligente Steuerung erfasst alle Informationen über die Kantenqualität sowie die Prozessparameter, die zu dieser Endqualität führen. Mit Datenanalyse und KIkönnen Hersteller die Hauptursache für schlechte Schnittqualität genau bestimmen.  

Reduzierung der Qualitätskontrolle durch das Internet der Dinge.

Darüber hinaus optimiert sich das System selbst, um zukünftige Pannen zu verhindern, und wird mit jedem Prozess intelligenter. Hersteller, die IoT-gestützte Laserschneidmaschinen einsetzen, erzielen dadurch höhere Gewinne. 

Die Einbeziehung intelligenter Technologien in die Laserschneidindustrie öffnet auch Türen für eine effizientere Produktion Lean Manufacturing Ökosystem, das sich darauf konzentriert minimaler Abfall und hohe Produktivität

5. Verbesserte Automatisierung

Automatisierung in CNC- und Laserschneidmaschinen ist nichts Neues. Dadurch wird die Effizienz des Schneidprozesses erheblich verbessert, die Anpassungsfähigkeit der Maschine wird jedoch beeinträchtigt. Bei IIoT-unterstützten Systemen hilft die Echtzeit-Datenerfassung jedoch dabei, den automatischen Prozess zu steuern und an das aktuelle Szenario anzupassen, so wie es jeder menschliche Ingenieur tun würde, wodurch der Prozess unendlich intelligenter wird.  

Zusätzlich Mehrere IIoT-unterstützte Maschinen können sich miteinander verbinden und über ein drahtloses Netzwerk kommunizieren, Reduzierung von Engpässen und Verbesserung des Automatisierungsprozesses im Fertigungssektor.

6. Verbesserte Lieferkette 

Ein reibungsloser Ablauf Supply Chain ist die Lebensader eines jeden Laserschneidunternehmens. Mit zunehmendem Arbeitsumfang sind jedoch Störungen und Ineffizienzen unvermeidlich. Dank industriellem IoT Fast alle analogen Geräte können problemlos kommunizieren, Verbesserung der Lieferkette und des Lagerbestands. Zum Beispiel die zeitnahe Bestellung neuer Rohstoffe oder der Zugriff auf Echtzeitdaten darüber, wann ein Produkt versandbereit sein wird.

Verbesserung der Lieferkette durch das industrielle Internet der Dinge.

Alle Informationen können problemlos übertragen werden Wi-Fi (oder Ethernet) und Mobilfunknetze und liegt jederzeit in Ihren Händen. Darüber hinaus können Branchenexperten mit dieser ganzheitlichen Datenbank bessere Erkenntnisse gewinnen.

7. Integration von KI 

IIoT ergänzt künstliche Intelligenz (KI) und ebnet den Weg für die industrielle Revolution. Mit Hilfe von KI können die komplexen physikalischen Prozesse beim Laserschneiden gründlich untersucht werden. IoT hingegen sammelt Echtzeitdaten, mit denen die KI trainieren kann. 

Forscher am Institut für Festkörperphysik der Universität Tokio haben einen Deep-Learning-Algorithmus namens entwickelt Meister Datengenerator, das hochwertige Daten zu Herstellungsprozessen sammelt. Dieser Fortschritt wird voraussichtlich Sie verbessern die Effizienz, Genauigkeit und Präzision moderner Maschinen erheblich.

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Die Vorteile der Integration von IoT in das Laserschneiden

IoT bringt der Branche enorme Vorteile und wird für Hersteller immer beliebter. Die Vorteile überwiegen die teuren Ausrüstungskosten und führen zu höheren Gesamtgewinnen. Hier erfahren Sie, wie sich Standard-Laserschneidmaschinen von IoT-unterstützten unterscheiden.

AreasTraditionelleIoT unterstützt
InspektionenProfessionelle Ingenieure führen spezielle planmäßige Inspektionen durch. Dies kann zu längeren Ausfallzeiten und unnötigen Verzögerungen führen.Sammelt automatisch alle relevanten Daten zum Maschinenzustand in Echtzeit und benachrichtigt den Bediener frühzeitig, wenn eine Störung auftritt. Hilft außerdem bei der Planung von Inspektionen, wenn dies erforderlich ist.
WartungWartungskontrollen werden regelmäßig durch Techniker vor Ort durchgeführt. Wenn ein Problem auftritt, wird eine Anfrage an die Wartungsabteilung gesendet, die das Reparaturteam entsendet. Allerdings gibt es während des gesamten Prozesses viele Zeitverluste.Das IIoT-System erstellt automatisch Wartungsberichte der Maschine und sendet diese über ein drahtloses Netzwerk an die zuständige Abteilung. Die betroffenen Behörden werden umgehend benachrichtigt, wodurch Ausfallzeiten reduziert und katastrophale Ausfälle verhindert werden.
OPTIMIERUNGDie Schnittparameter werden von den Mitarbeitern auf der Grundlage des Endergebnisses optimiert. Dies erfolgt in der Regel durch eine Fahrerflucht und hängt von der Erfahrung und Intuition des Arbeitnehmers ab.Echtzeitdaten werden in die KI- und IoT-Systeme eingespeist. Die Schnittqualität wird vor Ort genau überwacht und optimiert. Dadurch wird der Herstellungsprozess verbessert und Materialverschwendung vermieden.
WarnungenSollte es zu einer Störung kommen, ist das Personal vor Ort das erste, das auf Warnmeldungen reagiert. Wenn die Maschine einen Notstopp erfordert und die Mitarbeiter das Problem nicht lösen können, wird eine Meldung an die zuständige Abteilung gesendet.IIoT-gestützte Systeme bieten Frühwarnungen, lange bevor es zu einem vollständigen Systemausfall kommt. Darüber hinaus werden alle bisherigen Systemausfälle analysiert und neue Erkenntnisse gewonnen, um zukünftige Unfälle zu verhindern.
MaschinenbewertungMaschinen werden daraufhin bewertet, ob die Teile ausgetauscht, nachgerüstet oder repariert werden müssen. Dies geschieht in der Regel dann, wenn die Effizienz der Maschine drastisch abnimmt oder sie ganz ausfällt.IoT sammelt große Datenmengen in Echtzeit und gibt Empfehlungen basierend auf bestehenden Trends.
ArbeitsersparnisSelbst bei automatischen CNC-Systemen ist immer noch menschliches Eingreifen erforderlich, was das Risiko menschlicher Fehler erhöhen und die Arbeitskosten erhöhen kann.In den meisten Fällen machen IIoT und KI menschliches Eingreifen überflüssig, wodurch das Fehlerrisiko verringert wird und Produktivität und Gewinn gesteigert werden.
IIoT-gestütztes Lasermaschinen-Ökosystem.

Herausforderungen und Überlegungen des industriellen IoT

Das industrielle Internet der Dinge ist ein echter Game-Changer in der modernen Welt Roboter-Laserschneiden. Es bringt jedoch auch spezifische Herausforderungen für die intelligente Fertigung mit sich. Lassen Sie uns die negativen Aspekte des IoT besprechen und wie Forscher daran arbeiten, diese zu beheben.

1. Internet-Sicherheit 

Die umfangreiche Infrastruktur miteinander verbundener Maschinen über ein drahtloses Netzwerk macht das System anfällig für Cyberangriffe aus mehreren Richtungen. Es bestehen Sicherheitsbedenken hinsichtlich des Datenschutzes und des Betriebs.

Daher wird derzeit aktiv daran geforscht, das IIoT-System mit den neuesten Sicherheitsmaßnahmen zu überarbeiten. Darüber hinaus, blockchain Technologie wird als Antwort auf die Stärkung der Integrität von IIoT-Systemen angesehen.

2. Konnektivität

Das IoT erfordert ständig eine Internetverbindung, aber im wirklichen Leben kommt es zwangsläufig zu einem Verbindungsverlust, entweder aufgrund von a Stromausfall oder Wartungsunterbrechung. Dies stört den Informationsfluss und kann zu Problemen führen. 

Laserschneidverfahren.

Die häufigen Unterbrechungen der Konnektivität können zur Übertragung fehlerhafter Daten über verschiedene Maschinen führen und so die Sicherheit von Maschinen (und Personen) im Netzwerk gefährden. Deshalb ist es wichtig, ein System mit narrensicherer Konnektivität einzurichten, um unglückliche Vorfälle zu verhindern.

3. Datenanstieg 

Industrielle IoT-Datennetzwerke funktionieren anders als verbraucherbasierte IoT-Geräte in unseren Häusern. Der Umfang der Datenerhebung beträgt exponentiell größer, die sich über ein riesiges Netzwerk von IIoT-unterstützten Maschinen erstreckt, das sich manchmal über verschiedene Produktionsstätten erstreckt. Dies kann zu Unsicherheiten bei der Entscheidungsfindung und Datenverarbeitung führen. 

Um dieses Problem anzugehen, ist ein gründliches Verständnis der Unternehmensziele erforderlich, um relevante Daten aus dem Rest herauszufiltern. Um dem entgegenzuwirken, streben Unternehmen nach einer robusten Datenvalidierung und -analyse.

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Wie wählt man Laserschneider im Zeitalter von Industrie 4.0 aus?

Berücksichtigen Sie folgende Dinge, bevor Sie sich für den Kauf von IoT-gestützten Laserschneidmaschinen entscheiden: 

1. Bewerten Sie die Integrationsfähigkeiten

Stellen Sie sicher, dass die Laserschneidmaschine eine nahtlose Integration mit Ihrer aktuellen Arbeitsausrüstung und Software bietet. Kompatibilität mit branchenüblichen Protokollen wie OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) wird einen reibungslosen Datentransfer ermöglichen.

2. Bewerten Sie die Konnektivitätsoptionen

Nicht alle IoT-Maschinen sind gleich. Wählen Sie diejenige aus, die diese Funktion bietet Fernüberwachung, Diagnose und Wartung So erhalten Sie Echtzeit-Einblicke in die Maschinenleistung und -produktivität. 

Integration von IoT und Laserschneiden.

3. Suchen Sie nach Skalierbarkeit und Flexibilität

Wählen Sie den Laserschneider, der Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit bietet, um mit den neuesten Industrie-4.0-Trends zu wachsen. IoT-unterstützte Laserschneider, die zukünftige Upgrades übernehmen können, sind die beste Wahl.

4. Cybersicherheitsmaßnahmen

Stellen Sie sicher, dass Sie einen IIoT-fähigen Laserschneider erhalten, der über robuste Cybersicherheitsmaßnahmen verfügt, wie z. B. den Schutz sensibler Daten, die Einschränkung unbefugten Zugriffs und Cyberangriffe. Dies ist eines der Dinge, bei denen Sie keinerlei Kompromisse eingehen müssen.

Die Zukunft des IoT beim Laserschneiden

Innovationen im industriellen IoT in der Laserschneidtechnologie stehen erst am Anfang. Kürzlich hat ein chinesisches Unternehmen, Goodix, hat eine neue und verbesserte Sensor- und Konnektivitätslösung entwickelt, die modernste Lasertreiber und Bildsensoren kombiniert, die in der Lage sind, Tiefen präzise zu messen und Bewegungen und Gesten zu erfassen.

Laserschneider werden mit Hilfe von IoT und KI bei intelligenter Wartung, Fortschrittsverfolgung und Fernzugriff besser werden, was Unternehmen dabei helfen wird, ihre Effektivität um ein Vielfaches zu steigern. Industrie 4.0 wird auch Herstellern dabei helfen nachhaltige Massenproduktion

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Zusammenfassung

Wir haben uns eingehend mit den revolutionären Trends von IIoT- und KI-gestützten Laserschneidmaschinen befasst und erfahren, wie die Zukunft voller technologischer Fortschritte ist. Allerdings sind solche IoT-fähigen intelligenten Maschinen noch relativ selten auf dem Markt und es bedarf einer gründlichen Überlegung, bevor ein Unternehmen ihre Vorteile auslotet. Wir sind sicher, dass der obige Leitfaden Ihnen dabei helfen wird, die richtige Richtung einzuschlagen.

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Sam Chen

Hey, ich bin Sam!

Ich bin der Gründer von Baison. Wir haben der Fertigungsindustrie dabei geholfen, ihre Produktivität und Kapazität mit unseren fortschrittlichen Lösungen zu steigern Faserlasersysteme für über 20 Jahre.

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