Lights-out manufacturing: 5 sleutel-elementen voor volledig geautomatiseerde fabrieken

"Lights-out" manufacturing gebruikt industrie 4.0-technologie om uw operaties te automatiseren zodat ze zonder menselijke arbeid draaien. Het stelt bedrijven in staat om machines na werktijden en ondanks personeelstekorten te laten draaien. Hier zijn vijf factoren die helpen om lights-out manufacturing voor u werkzaam te maken.

De afgelopen maanden hebben productiebedrijven te maken gehad met supply chain-storingen, faciliteitssluitingen en beperkte personeelsbeschikbaarheid door de COVID-19-pandemie.

Als gevolg zijn automatiseringsoplossingen zoals robotica en softwarebesturingen aantrekkelijker geworden. De belofte van lights-out manufacturing is eveneens gegroeid en kan een significante factor zijn om bedrijven te helpen op volle capaciteit te opereren.

Volledig geautomatiseerde fabrieken die lights-out manufacturing gebruiken, vereisen geen menselijke ingriep. Dat betekent dat in plaats van machines en tools stil te laten staan, het management ze 's avonds en in het weekend kan laten draaien, wanneer werknemers thuis zijn of niet beschikbaar.

Er zijn voorbehouden. Er moet voldoende werk zijn voor de machines en apparatuur om de investering te rechtvaardigen. Niet alle te produceren onderdelen zijn geschikt voor onbevoegde bewerking – hoewel de meeste dat wel zijn met de juiste aanpak en uitvoering.

Toch geldt: hoe meer u weet over het automatiseren van fabrieken, hoe meer potentiële output er is om de bottom line te helpen. Hier zijn vijf essentiële elementen die nodig zijn om lights-out manufacturing een realiteit te maken.

1. De juiste parts mix

U zou kunnen denken dat lights-out manufacturing alleen mogelijk is voor winkels die relatief eenvoudige, ruime tolerantie-onderdelen per duizend produceren, bij voorkeur van aluminium of andere vrij bewerkbare materialen.

Niets is minder waar. Veel winkels hebben de lichten uitgezet bij dichtbijliggende toleranties, hoog complexe titanium- en Inconel-componenten – zelfs in één-op-een hoeveelheden.

Het recept voor succes in deze omgevingen is niet zozeer gebaseerd op welk metaal u bewerkt of welke toleranties u hanteert. Het gaat meer om de stappen die u onderneemt om de variabelen van bewerking te overwinnen.

Als het proces stabiel en voorspelbaar is, zijn de meeste onderdelen kandidaten voor een zekere mate van automatisering, mits het volgende intact is:

• Spanbesturing
• Toollevensduurbeheer
• In-process metrologie

Een familie van onderdelen of een vaak herhaald onderdeel is een uitstekende startplaats voor elk lights-out-initiatief.

Bekijk een definitieve gids voor Lights-out Manufacturing:

2. De juiste machinekenmerken en tools

Elke CNC-werktuigmachine kan geautomatiseerd worden, hoewel dat duidelijk makkelijker is met bepaalde apparatypen.

Bijvoorbeeld: draaibanken komen standaard met hydraulisch spannen, een voorwaarde voor elke automatisering. Veel zijn ook uitgerust met spantransportbanden en hoogdruk-koelsystemen die helpen te waarborgen dat dwalende spannen geen probleem veroorzaken tijdens de nacht.

Monteer een magazijnstijl staafvoeder en een in-process probingsysteem om de dingen in de gaten te houden, en de kans is groot dat u de machine onbeheerd voor een extra shift of twee kunt laten draaien.

Het gebruik van een verticaal bewerkingscentrum vereist meer inspanning. U hebt nodig:

• Een robot om onderdelen te laden en te lossen
• Een transportband om grondstof in en bewerkte onderdelen uit te bewegen
• Een geautomatiseerd spanklem of palletsysteem
• Een effectieve manier om spannen uit het werkgebied te krijgen

Horizontale bewerkingscentra zijn de meest automatiseringsvriendelijke van allen. Een HMC elimineert veel VMC-tekortkomingen, vooral wanneer uitgerust met een palletpool of lineair palletsysteem.

Wat het machinetype of merk ook is, het moet de spindoelvermogen hebben om metaal effectief te verwijderen, nauwkeurig genoeg zijn om de deeltoleranties te halen zonder toezicht en uitermate betrouwbaar zijn.

Nieuwere machines zijn ook uitgerust met Ethernet-gebaseerde netwerkmogelijkheden. Ze komen ook vaak met geavanceerde sensoren die het makkelijker maken om bewerkingscondities te monitoren en gebeurtenissen die 's nachts kunnen zijn voorgedaan te analyseren.

3. Automatiseringsvriendelijke tooling en spannen

Een machine moet voldoende extra toolstations en een vorm van toollevensduurbeheer hebben om de lights-out-mogelijkheden te maximaliseren.

Dit maakt het CNC-machineprogrammeurs gemakkelijk om vervangende snijtools op vooraf bepaalde intervallen op te roepen of wanneer het probingsysteem aangeeft dat een tool gesleten is. Dit is minder een punt van zorg bij het bewerken van materialen zoals zachte staal of aluminium, maar wordt steeds belangrijker bij roestvrij staal en superalliages.

Dit is nog een sterk argument voor een HMC: De meeste machinebouwers bieden opties voor massive toolmagazijnen en gecentraliseerde toolopslagsysteem. Een multitasking draaibank met toolwisselmogelijkheden is een veel betere keuze voor lights-out werk dan een basis tourettdraaibank.

Wat is de juiste tooling? Het is enigszins irrelevant vanuit een automatiseringsperspectief, hoewel investeren in dual-contact Capto, HSK, KM of equivalente toolhoudersystemen altijd een goed idee is voor winkels die machine-uptime en efficiëntie waarderen.

Andere toolingtypen die belangrijk zijn voor lights-out manufacturing: quick-change zero-point-stijl klemmen, quick-change kaken en fixaties, en hydraulische of pneumatische klemmen. Al deze toolinggebieden verhogen de flexibiliteit op de werkvloer en verminderen machinedowntime.

4. Remote monitoring, software en machinisten op roeping

Spindel- of touret-gemonteerd proberen is cruciaal voor gebroken tool detectie, werkstukplaatsingsvalidatie en in-process meting. Deze systemen zijn nu standaard op veel werktuigmachines.

De tijd van complexe macro-programma's is voorbij. De huidige monitoringssystemen en software zijn veel gebruiksvriendelijker dan vroeger.

Proberen is een noodzakelijk onderdeel van elke lights-out bewerkingsstrategie, maar winkels zouden ook een zekere mate van remote monitoring mogelijkheden moeten hebben. Dit kan zo simpel zijn als een notificatie van de CNC naar de GSM van de op roep staande machinist voor de week over een machine die uitvalt.

U kunt ook camera's in elke machine monteren en deze monitoren via het virtuele particuliere netwerk van het bedrijf.

Het is de moeite waard om te vermelden dat een lights-out benadering nog steeds enige menselijke ingriep vereist, zoals wanneer een machine onverwacht stopt of een tool faalt. Het laatste wat een winkel wil is een complete werkstaking die de dagproductie beïnvloedt. Het doel is immers downtime te vermijden.

5. Een investering van tijd en kapitaal

Lights-out manufacturing vereist inspanning in procesontwikkeling en -validatie, opstelling en beheer van de probing routines, tool life management, robots en greppers, en remote monitoring systemen.

Daarnaast moeten de werktuigmachines zelf in uitstekende werkende orde worden gehouden. Geef speciale aandacht aan routinematige machine- en toolonderhoud, koelvloeistofbeheer en werkvloerorganisatie, zodat late nachtverrassingen tot een minimum worden beperkt.

Naar lights-out gaan is een allesomvattende reis. Het maximaliseert de beschikbare bewerkingsuren en het potentieel van een winkel.

Werkt u met lights-out manufacturing? Welke uitdagingen heeft u tegengekomen? Deel uw gedachten in de reacties hieronder.