Geautomatiseerd vanaf het begin

De speler laden...

Video van met portaal geladen draaibank

Er zijn veel redenen waarom jobshops nu automatisering overwegen. Voor sommigen dwingt de toegenomen druk van goedkope regio's hen om hun directe arbeidskosten te verlagen. Voor anderen stimuleert een gebrek aan geschoolde arbeidskrachten het gebruik van robots om machines te laden en te lossen. Het kan zijn dat de redenen om te automatiseren helemaal niets met arbeid te maken hebben. Een kwaliteitsprobleem kan bijvoorbeeld de inherente herhaalbaarheid van robotica aantrekkelijk maken. Of u nu helemaal opnieuw begint of overstapt van traditionele productie, veel winkels kunnen profiteren van automatisering. Misvattingen over hoe dit precies te doen, blijven echter wijdverbreid.

Veel winkeleigenaren geven de voorkeur aan een veilige, stapsgewijze benadering bij het implementeren van automatisering. Ze geloven dat het beter is om een ​​systeem te kopen dat geschikt is voor een familie van onderdelen, en deze onderdelen één voor één in de cel te perfectioneren. Deze aanpak stelt winkels in staat om het automatiseringsconcept te testen en zaken als onderdeelplaatsing, presentatie en programmering te perfectioneren voordat ze in productie gaan. Automatiseringstechniek kan worden ontwikkeld en verfijnd, en de mogelijkheden van de cel kunnen worden bepaald voordat de winkel ervan afhankelijk is om bij te dragen aan de inkomstenstroom.

CNC Machine Products koos voor de minder bereisde weg en koos voor een algemene benadering van automatisering. De winkel was vanaf het begin afhankelijk van geautomatiseerde verwerking van onderdelen, hoewel het zich realiseerde dat het met een steile leercurve te maken had en dat problemen snel moesten worden opgelost.

De winkel, geleid door Greg Scheurich, president, maakt binnen- en buitenlagerraces voor klanten in vrijwel elke branche wereldwijd. De recente installatie van een tweetal robotbelaste draaibanken met dubbele spil van Fuji Machine America (Vernon Hills, Illinois) helpt het bedrijf zijn doelstellingen voor lean manufacturing te bereiken door te concurreren met buitenlandse fabrikanten. Het voltooit ook een nieuwe ronde van de automatiseringsverplichting van de winkel.

IN ZAKEN, AUTOMATISCH

De hoofdactiviteit van de heer Scheurich was een gereedschapsdistributeur die gereedschappen in de hele regio kocht en verkocht. Terwijl hij door de plaatselijke winkels liep, ontdekte hij dat mensen hem vroegen om winkels aan te bevelen waarvan hij dacht dat ze gekwalificeerd waren om verschillende soorten onderdelen te bewerken. Als tussenpersoon zou de heer Scheurich klanten in contact brengen met leveranciers. Op een dag stelde een grote lagerleverancier in de regio voor dat de heer Scheurich een paar machines zou kopen en zelf lagerraces zou gaan rijden. Het is dus via de tool-distributeurrelaties dat C.N.C. Machine Products werd geboren in 1988

De winkel in Joplin, Missouri begon met een paar automatische draaibanken met één spindel. Een originele machinelijst hangt aan de muur van de vergaderruimte van de winkel als herinnering aan de oorspronkelijke rechtvaardiging om de eerste twee CNC-spanmachines te kopen.

Vanaf het begin vond de heer Scheurich het duidelijk dat hij een geautomatiseerde strategie moest vinden om te werken. "Omdat dit een tweede bedrijf was, wilden we echt niet dat het zou afleiden van onze primaire activiteit", legt hij uit. "Het proces moest goed genoeg zijn om automatisch te lopen." Sinds 1988 heeft het bedrijf verschillende uitbreidingen meegemaakt. De eerste winkel van meneer Scheurich was slechts 5.000 vierkante meter groot. Het tweede gebouw was ongeveer 10.000 vierkante voet. De derde is nu meer dan 50.000 vierkante voet.

Van 1988 tot 2000 groeide het bedrijf zeer snel en kende het veel groeipijnen. In 2000 nam het bedrijf een beleid aan dat hielp om de groei te beheersen en voorspelbaarder te maken. De heer Scheurich geeft toe dat hij in het begin niet voorbereid was op een aantal uitdagingen van automatisering en te maken had met enkele misvattingen. Hier zijn er drie:

Misvatting 1:Automatisering is te duur. CNC Machine Products bestond nog maar een paar jaar toen het zijn eerste robotcel kocht. De heer Scheurich herinnert zich een verkoper die al een tijdje bij hem langskwam om een ​​horizontaal tegenovergestelde draaibank met dubbele spil en een portaalrobot aan te bieden om onderdelen te laden en te lossen. In een tijd dat een CNC-draaibank met één spindel kon worden gekocht voor ongeveer $ 80.000, leek het onbereikbaar om $ 320.000 te betalen voor de geautomatiseerde draaibank. (Het zou vier keer de prijs zijn voor slechts twee keer de spindels.) Die verkoper was toevallig in de winkel toen een potentiële klant belde, en meneer Scheurich stond de verkoper toe om het onderdeel te citeren op basis van de betrokken hoeveelheid. Er werd vastgesteld dat de prijs concurrerend was en dat de machine in vijf jaar kon worden betaald.

De heer Scheurich geeft toe dat hij echt niet dacht dat de winkel de machine lang genoeg zou laten draaien om het te betalen, omdat er veel dingen waren die fout hadden kunnen gaan. "Afgezien van wat de spreadsheet zei, vertelde mijn gevoel me iets anders", merkt hij op. In feite was de realiteit voor de heer Scheurich dat de machine veel sneller werd betaald dan vijf jaar. Nadat de eerste machine was geïnstalleerd en werkte, werd bovendien binnen enkele maanden na de eerste een tweede machine geïnstalleerd. Hoewel de geautomatiseerde machines qua initiële kosten duurder waren dan niet-geautomatiseerde machines, leidden de voordelen in toegenomen capaciteit en verhoogde productiviteit op de lange termijn tot grotere winsten en een grotere doorvoer.

Misvatting 2:Automatisering zorgt ervoor dat werknemers hun baan verliezen. Sommige winkels wenden zich tot automatisering om het directe arbeidsgedeelte van de onderdeelkosten te verminderen. Hoewel robotgebruik de directe arbeid helpt verminderen, heeft C.N.C. Machine Products richtte zich voornamelijk op automatisering om de capaciteit te vergroten. "Robotische automatisering op onze draaibanken heeft niet geleid tot ontslagen", zegt de heer Scheurich. "Vroeger hadden we meer mensen dan we volledig konden gebruiken, maar de vraag liep snel in." Automatisering in de werkplaats betekent dat de operators meer tijd hebben om onderdelen te meten, wisselplaten scherp te houden en ervoor te zorgen dat de machines worden onderhouden.

Gary Hoofnagle, vice-president en productiemanager van de winkel, is van mening dat hoewel automatisering de winkel heeft laten groeien, die groei niet had kunnen plaatsvinden zonder toegewijde mensen. De heer Hoofnagle is van mening dat automatisering mensen helpt, en mensen helpen automatisering. Hij gelooft dat mensen behendiger zijn dan machines om zich aan te passen aan wisselende omstandigheden, terwijl machines geschikter zijn dan mensen voor repetitieve taken. Hij zegt dat wanneer de twee goed met elkaar zijn getrouwd, het resultaat een succesvolle, efficiënte automatisering is.

Misvatting 3:Automatisering is alleen geschikt voor grote volumes. CNC Machine Products kocht zijn eerste geautomatiseerde machines voor een aantal contracten van een stabiele leverancier met in totaal 250.000 lagerringen per jaar. Jarenlange ervaring met automatisering heeft het bedrijf echter winstgevend gemaakt met orders met een hoge mix en een laag volume van slechts ongeveer 5.000 onderdelen per jaar. Van toen tot nu is er niets veranderd aan het rechtvaardigen van nieuwe machines, behalve dat de heer Scheurich bereid is grote volumes van een enkel onderdeelnummer in te ruilen voor een familie van onderdelen met minder volume. Verbeteringen in het gebruik van automatisering stellen hem in staat om bestellingen met een driejarig contract en volumes tussen 5.000 en 100.000 te accepteren en toch winstgevend te blijven.
Hoewel sommige winkels machines proberen vast te houden omdat ze worden afbetaald, is C.N.C. Machine Products heeft een andere aanpak. Vanaf het begin was de heer Scheurich van plan om de machines slechts vijf jaar te gebruiken. Tegenwoordig kan hij de periode verlengen tot zeven of acht jaar omdat ontwikkelingen in mechanisch en elektrisch ontwerp de betrouwbaarheid van de machine hebben verbeterd. Het bedrijf vervangt periodiek oude modellen door nieuwe om de restwaarde van de machines te maximaliseren en de nauwkeurigheid te behouden. Dit biedt ook de mogelijkheid om het proces routinematig te herzien en het personeel betrokken te houden bij de huidige technologie. In deze winkel is het ontwikkelen van de menselijke kant van de vergelijking een cruciale stap om automatisering flexibel en winstgevend te maken.

DE VOORDELEN

Een manier waarop deze winkel heeft geprofiteerd door vanaf het begin automatisering te omarmen, is een algehele verbetering van de productiviteit. De heer Hoofnagle schat dat een paar draaibanken met één spindel zonder automatisering die door één operator worden onderhouden, 50 tot 65 procent van de spindelbenutting hadden, afhankelijk van de operator. Aan de andere kant biedt een opstelling van twee geautomatiseerde machines (vier spindels) een spindelbenutting van 80 tot 90 procent.

In dit geval passen de machines de machinist aan, niet andersom. De robot laadt slakken of ringen van de werkvoorraad in de boorkop van de draaibank. Wanneer de verwerking is voltooid, neemt de robot het voltooide onderdeel van de boorkop en laat het op een kleine transportband aan het andere uiteinde van de machine vallen. De lijn van onderdelen die zich vormt, houdt de afgewerkte onderdelen op orde. Dit kan handig zijn bij het perfectioneren van proceswijzigingen en fungeert als wachtrij voor de operator, zodat elk onderdeel kan worden gecontroleerd voordat het naar de warmtebehandelingsafdeling wordt gestuurd. De operators zijn er trots op dat de laadtafels vol en de loshellingen leeg zijn. Dit is iets dat de heer Hoofnagle zegt te hebben opgemerkt waar de met portaal geladen draaibanken worden gebruikt.

Een ding dat de heer Scheurich doet om te voorkomen dat voorraadtekorten de werkplanning verstoren, is door een ruime voorraad voorraad op locatie te houden. Deze praktijk kan worden ontmoedigd door sommigen die het als extra inventaris bestempelen. De heer Scheurich behandelt de aandelen echter als een eigen zaak. Hij koopt wanneer zich kansen voordoen en verkoopt aan zichzelf en anderen wanneer daar behoefte aan is. Dit heeft geholpen om de lijnen draaiende te houden wanneer een tekort aan materiaal zou leiden tot sluitingen.

Naast het verhogen van de productiviteit op het werkcentrum, is een ander voordeel van goed doordachte automatisering dat het de capaciteit verhoogt. Wanneer geautomatiseerde processen natuurlijker en betrouwbaarder worden, neemt de hoeveelheid tijd die de machine aan het einde van de dienst onbeheerd kan draaien toe. Door andere machines aan de cel toe te voegen, wordt de directe en indirecte arbeid over meer onderdelen verdeeld en beginnen de kosten te dalen. De beste geautomatiseerde banenwinkels zien geen 40 of zelfs 80 uur in een werkweek. Ze zien 168 mogelijke uren (niet voor de operator, alleen voor de machines). Erop vertrouwen dat de machines altijd het juiste doen, is de eerste stap om dit prestatieniveau te bereiken.

Automatisering heeft ook een interessant nevenvoordeel:verbeterde kwaliteitsstatistieken. Doordat de machines elke keer precies hetzelfde doen, komen procesfouten snel aan het licht. Machines zullen geen kleine dingen doen die menselijke operators onbewust doen om deze omstandigheden te helpen verminderen, tenzij ze daarvoor zijn ontworpen. Er moet bijvoorbeeld worden nagedacht over het elke keer breken van chips. Het nestelen van chipvogels is iets dat door mensen beladen machinecellen niet al te hard proberen te elimineren. Het wordt gezien als onstuitbaar en de operator zal het gereedschap toch schoonmaken bij het laden van het onderdeel, dus waarom zou je je druk maken? In geautomatiseerde cellen moet echter zorgvuldig worden nagedacht over chipvorming en -evacuatie. De Fuji TNW-3500R machines die C.N.C. Onlangs geïnstalleerde Machine Products pakken deze situatie innovatief aan. De machines gebruiken een combinatie van koelvloeistof door de spil en geprogrammeerde luchtstralen om de onderdelen te wassen en de klauwplaten door te spoelen. Ze gebruiken ook flipstations om de onderdelen meerdere keren van de ene bewerking naar de andere te draaien. Hierdoor vallen eventuele resterende chips van de onderdelen tijdens het omdraaien. Machines die de spindels hebben die samenkomen om het onderdeel uit te wisselen, hebben deze mogelijkheid meestal niet.

ARBEIDSSCHORT - WAAR IS DE BOOM?

Naast deze voordelen doemt er nog een reden op om te automatiseren. Voor sommigen is het probleem van het tekort aan arbeidskrachten nu aanwezig:de kloof tussen de operator die nodig is en degene die beschikbaar is, wordt elke dag groter. Instellingen zoals Tooling U (www.toolingu.com) bieden een online trainingshulpmiddel om de kloof te dichten. Ook hebben veel fabrikanten van werktuigmachines tijd en geld geïnvesteerd om gebruikers te helpen personeel op te leiden voor optimale prestaties. Maar wat als de dag komt dat er niemand is om te solliciteren op een openstaande functie? Volgens recente statistieken van het Department of Labor zullen tussen nu en 2015 naar schatting 40 miljoen "babyboomers" met pensioen gaan, terwijl slechts 11 miljoen vervangingen op de markt zullen komen. Door het gebruik van automatisering op een ernstig arbeidstekort voorbereiden, kan dit beperkte personeelsbestand ver genoeg worden opgerekt om in de toekomst de eindjes aan elkaar te knopen.

NIET TRIP

De heer Scheurich en de heer Hoofnagle waarschuwen winkels die overwegen te automatiseren om hun handmatige proces goed te bekijken voordat ze besluiten te automatiseren. In sommige gevallen is het handmatige proces niet erg betrouwbaar en moet het sowieso worden bijgewerkt - ga er niet alleen van uit dat het handmatige proces geschikt is voor automatisering. Begin indien nodig met een schoon vel papier en evalueer het proces voor automatisering voordat u besluit door te gaan. Bekijk alle beschikbare verbeteringen in machines, opspan- en snijgereedschapaanvoer en -snelheden om automatisering de beste kans op succes te geven. Maak gebruik van alle geavanceerde functies van de machinebesturing, zoals het beheer van de standtijd, redundante gereedschappen en in-process ijken. “Automatisering werkt goed bij C.N.C. Producten omdat de onderdelen passen bij het proces en het proces goed samengaat met de apparatuur”, zegt de heer Hoofnagle.