Barrières doorbreken voor Lights-out Precisiebewerking

Wat Is Lights-out Bewerking — en Hoe Realistisch Is Het?

Lights-out bewerking is een methode om productie te automatiseren om de benodigde menselijke interactie te minimaliseren of te elimineren. Dit idee van mensen te vervangen door een apparaat of proces dat dezelfde werk sneller, beter of goedkoper doet, is niet nieuw.

In de afgelopen jaren is de aantrekkingskracht van robotica en automatisering blijven groeien, ook in het veld van precisiebewerking. Volledig geautomatiseerde lights-out productie — met potentieel voor verhoogde productiviteit, hogere doorvoersnelheid, energiebesparing en lagere arbeidskosten — is waarschijnlijk de droom van elke eigenaren van een bewerkingsbedrijf.

Maar de realiteit is een uitdaging, vooral in de wereld van precisiebewerking. Zelfs bij operaties die beweren volledig geautomatiseerde, lights-out productie aan te bieden, is het een beetje een fantasie om te zeggen dat een precisiebewerkingsservice "zelf draait" dag en nacht.

Criteria voor Haalbare Lights-out Bewerking

Elke lights-out productieoperatie — of in CNC precisiebewerking of een andere productiemethode — moet enkele fundamenten op orde hebben om succesvol te zijn:

• Alle machines, inclusief gereedschappen, randapparatuur en programmering, moeten naadloos samenwerken. De apparatuur moet continue operatie kunnen weerstaan, idealiter met de mogelijkheid om zichzelf te monitoren en automatisch te corrigeren of af te schakelen bij problemen.
• Hetzelfde geldt voor de mechanismen die materiaal in de apparatuur voeden, koelmiddel leveren, afval verwijderen en afgeronde producten afvoeren.
• En tegen de droom van "geen mensen nodig" in, is externe monitoring door een persoon — weer met de mogelijkheid om kleine problemen te corrigeren of het systeem af te sluiten bij grote problemen — een extra voordeel.

Misschien het belangrijkste: bepalen of een machine in staat is tot continue lights-out operatie, vereist uit te zoeken of het het hoogste betrouwbaarheidsniveau levert. Het doel is een Cpk van ≥1,67 — dat wil zeggen, de capaciteit voor 99,9999% van de onderdelen om aan de eisen te voldoen.

Dat is (letterlijk) een toelaatbare foutenratio van slechts één op de miljoen.

En zelfs als een machine lights-out operatie kan aan, is de geaccepteerde benchmark doorgaans dat lights-out alleen een haalbare oplossing is als het een rendement op investering levert binnen twee jaar.

Waar Lights-out Operatie Vandaag de Dag Wordt Gebruikt

Er zijn veel toepassingen waar robotica een zegen is, zelfs als alleen een deel van het productieproces geautomatiseerd is. In alles van bierbrouwen tot verpakking, van FedEx-hubs tot Amazon-magazijnen tot luchthavenbagageafhandeling, speelt automatisering een belangrijke rol in twee omstandigheden:

• Waar het één-op-de-miljoen betrouwbaarheid biedt

OF

• Waar er de mogelijkheid is om het proces op een kosteneffectieve manier zelf te corrigeren

Enkele Veelvoorkomende Voorbeelden

Geautomatiseerde verpakkingsoperaties gebruiken ingebouwde go/no-go afwijking om kwaliteit te waarborgen tijdens lights-out operatie. Bijvoorbeeld, een camera kan controleren of het product van de lijn goed is, en de machine kan slecht product afvoeren of zichzelf uitschakelen als een probleem optreedt.

Robotische weerstandspuntlassen wordt breed gebruikt voor continue operatie in de auto-industrie. (U kunt meer lezen over weerstandspuntlassen op onze website.) Feitelijk is dit waarschijnlijk het beeld waar mensen het meest aan denken als ze zich robots op een productielijn voorstellen.

Echter, in tegenstelling tot de productie van een kartondoos, vereist dit type operatie een ander kwaliteitscontrole-niveau. Immers, u kunt een hele auto niet gewoon afvoeren omdat een las slecht is. Hoe controleert u of een elektrode ergens op een heel lange en complexe productielijn niet is uitgevallen?

Primaire Toepassingen voor Automatisering

In Japan voert FANUC Corporation wat breed wordt beschouwd als de ultieme geautomatiseerde, lights-out productie. Ze hebben robots 24/7 draaiend in een gigantisch complex van 22 fabrieken om andere robots te produceren voor klanten zoals Tesla Motors en Apple. Volgens FANUC Robotics America Vice President Gary Zywiol: "Niet alleen is het lights-out, we zetten ook de airconditioning en verwarming uit."

Automatisering wordt ook gebruikt in allerlei processen die vijandig zijn voor mensen. Dit omvat productiestappen waar kwaliteits- of veiligheidskwesties spelen, alsook waar een mens niet kan werken op het snelle tempo van een machine, zoals de bovengenoemde autospotlassen.

Dus, wanneer de werkomgeving of taak hoge temperatuur, hoge snelheid of giftige stoffen omvat, is robotica een enorme voordeel.

Uitdagingen voor Lights-out in CNC Precisiebewerking

Het is allemaal zeer intrigerend. Maar hoewel we niet tegen lights-out bewerking zijn, blijven we op de juiste wijze sceptisch over de haalbaarheid in een precisiebewerkingsbedrijf, waar continue ongecontroleerde automatisering een uitdaging blijft.

Gebruikte Materialen

Bijvoorbeeld, in onze wereld hangt de mogelijkheid tot lights-out bewerking niet alleen af van de onderdeelgeometrie, maar ook van het gebruikte materiaal. Over het algemeen is een zacht materiaal — een dat het gereedschap niet zo snel verslijt als een harder materiaal of geen veel draadvormige span produceert die om het gereedschap zou wikkelen — een betere kandidaat voor lights-out taken.

Dat betekent dat met een geschikt zacht materiaal u uw machine om 17:00 kunt instellen om de hele nacht te draaien, en 's ochtends terugkeert naar een mand vol onderdelen die binnen tolerantie zitten, zonder dat gereedschappen gebroken of versleten zijn.

Echter, een hard materiaal zoals roestvrij staal wordt door niemand aanbevolen voor lights-out CNC precisiebewerking. Dat komt doordat zo'n hard, zacht materiaal de gereedschappen snel kan verslijten of breken. Of u komt 's ochtends een hoop onderdelen tegen die buiten specificatie zitten, wat het geladen materiaal verspilt en uw leveringsschema in de war schopt.

Vereiste Toleranties

Toleranties zijn een andere belangrijke overweging. Als u een tolerantie heeft van ±0,005" (0,127 mm) en een betrouwbaar materiaal, is lights-out precisiebewerking geen probleem. Maar als u een tolerantie heeft van ±0,0005" (0,0127 mm) of daaronder, zoekt u de problemen op.

Dat komt doordat, afhankelijk van het materiaal, het proces het gereedschap gaat verslijten. Als u een buitendiameter (OD) van 0,0002" (0,00508 mm) houdt en het proces onbeheerd laat draaien, zullen uw onderdelen 's ochtends waarschijnlijk buiten specificatie zijn door gereedschapsverslijting.

Materiaal Do's en Don'ts in Lights-out Bewerking

Bepaalde materialen zijn van nature meer geschikt voor lights-out CNC precisiebewerking. Bijvoorbeeld, messing, 6061 aluminiumlegering en bepaalde kunststoffen die geen lange, draadvormige span produceren die om het gereedschap kunnen wikkelen, kunnen worden gebruikt.

Zelfs 303 roestvrij staal kan voor lights-out bewerking worden geprobeerd. U zou de apparatuur echter eerst moeten programmeren om een paar uur te draaien om het te testen op het handhaven van tolerantie en controle op gereedschapsverslijting.

Sommige materialen zijn absoluut niet geschikt voor lights-out productie. Dit omvat de lieveling van de medische hulpmiddelenindustrie, 304 roestvrij staal, dat moeilijk te bewerken is, draadvormige span produceert en graten vormt. Daarnaast zijn 316, 17-4 en de meeste andere roestvrij stalen moeilijk te bewerken en kunnen uw gereedschappen beschadigen.

Superlegeringen kunnen niet lights-out bewerkt worden, en titanium moet nooit, NOOIT onbeheerd worden gelaten. (We hebben video's gezien van een machine die vlam vangt door vonken van titaniumonderdelen — wat best wel cool was, maar zeker niet aanbevolen!)

Andere Struikelblokken in het Donker

Voor precisiebewerking van duizenden onderdelen, kan Metal Cutting's reeks up-to-date CNC Zweedse draaimachines lights-out productie ondersteunen, in het sens dat we de staafvoeder kunnen laden en de machine op automatisch kunnen zetten. Afhankelijk van de diameter, kunnen we maximaal twaalf staven van 0,630" (16 mm) diameter laden; met de kleinste standaard startdiameters van 0,090" (2,25 mm), kunnen we er nog meer laden.

Monitoring Vereist

Echter, de aard van CNC precisiebewerking is dat tijdens een normale acht-uurs dienst, u nog steeds iemand nodig hebt die de lading monitort en zorgt dat alles correct draait. Dus, zelfs in precisiebewerkingsbedrijven die zeggen lights-out te draaien, kunt u redelijk zeker zijn dat er iemand is om te controleren dat er niets misgaat.

Staaflaadproblemen

Precisiebewerking geeft ook uitdagingen bij automatische staafllading. Eerst moet u altijd rekening houden met de diameter-tolerantie op het materiaal dat u gaat bewerken. Daarnaast betekent het niet dat u een staafloader heeft, dat deze het materiaal correct gaat laden, en er is een leercurve op praktisch elk project.

Bijvoorbeeld, als u werkt met kleinere diameteronderdelen, kan de machine, als deze niet perfect ingesteld staat, proberen twee staven tegelijk te laden, met zeer slechte resultaten.

Het Gereedschap Schoon Houden

Een ander vereiste is dat het lights-out proces hogedruklucht of een andere hoge-kwaliteitsmethode moet omvatten om het werkgebied vrij van span te houden, zodat ze niet opnieuw gesneden worden en het gereedschap vertrappen. U moet ook nadenken over hoe afgeronde onderdelen te ontladen, rekening houdend met hoe gevoelig die onderdelen kunnen zijn, om te zorgen dat ze na bewerking niet beschadigd raken.

Betrouwbaarheid van Lights-out in Precisiebewerking

Verkeerd begrijp ons niet — we zeggen niet dat lights-out productie onmogelijk is in CNC precisiebewerking. Maar het vereist het samenbrengen en input verkrijgen van alle belanghebbenden en leveranciers in de planningsfase, om ervoor te zorgen dat u heeft:

• Het perfecte materiaal
• De geschikte onderdeelafmetingen en geometrie
• Cpk ≥1,67 op de apparatuur
• Toleranties die niet zo strak zijn dat 99,9999% procesbetrouwbaarheid niet haalbaar is

Zelfs de meest precise bewerking zou er moeite mee hebben om één-op-de-miljoen betrouwbaarheid te leveren over het gereedschap, staafloader, koelmiddellevering en strakke toleranties. Maar als ALLE voorwaarden VOLDAN zijn, kan lights-out productie uitgewerkt worden.

Bijvoorbeeld, hier bij Metal Cutting kunnen we testen welke machine, gereedschap en materiaal de gespecificeerde resultaten in een lights-out proces zal halen. Of we kunnen een semi-lights-out proces testen, waar we een machine programmeren om extra onderdelen te produceren, niet in continue nachtoperatie, maar in een extra half dienst na uren.

Het ROI-kwestie in Precisiebewerking

Voor fabrikanten die hetzelfde product steeds weer maken, is het realiseren van een rendement op investering binnen de tweejarige benchmark voor lights-out productie haalbaar. Echter, CNC precisiebewerking gaat grotendeels om het fabriceren van veel verschillende onderdelen in een kortere termijn.

Dat betekent dat voor veel precisiebewerkingsbedrijven er simpelweg geen tijd is om te testen of hun operaties lights-out kunnen draaien. Daarnaast is twee jaar een lange tijd voor deze bedrijven om te wachten op ROI, waardoor lights-out bewerking kostendoorbrekend is…

Hier bij Metal Cutting quoteren we elke dag nieuwe bewerkingsprojecten van overal van 200 tot 20.000 stukken. Terwijl we wel projecten hebben die over jaren lopen, hebben we zelden projecten die continu twee jaar lopen. Dus is het zeldzaam dat alle planeten op een rij staan en we de tijd hebben om de opties voor lights-out productie te verkennen.

Uiteindelijk heeft strak-tolerantie bewerking zoveel variabelen dat het geen één-op-de-miljoen betrouwbaarheid kan garanderen, dus is het nog niet geschikt voor volledige lights-out productie. Toch, wat de uitdagingen van uw project ook zijn, automatiseringstechnologie zal zeker een groeiende rol blijven spelen in kleine-onderdeelproductie.

In de tussentijd, voor tips over het opstellen van de beste specificaties voor uw kleine onderdelen, download onze gratis gids, Hoe u uw Offerteaanvraag Optimaal Afstemt op uw Maximum Voordeel: Veelgestelde Vragen bij de Inkoop van Kleine Onderdelen.