اتوماسیون سنگ زنی CNC برای کارگاه ها: چگونه می توان خروجی را بدون اضافه کردن اپراتور افزایش داد

امروزه کارگاه ها با یک تنگنای دوگانه شدید مواجه هستند. مجموعه ای از اپراتورهای سنگ زنی بسیار ماهر که به سرعت در حال کوچک شدن است، برای برآورده کردن نیازهای فزاینده مشتریان تلاش می کنند. داده‌های صنعت حاکی از آن است که 22 درصد از این ماشین‌کاران کهنه کار تا سال 2025 بازنشسته خواهند شد. در همین حال، مشتریان انتظار تحمل سخت‌تر و زمان تحویل سریع‌تر از همیشه را دارند.

سنگ زنی سنتی به شدت به بارگیری دستی، اندازه گیری در حین فرآیند و پانسمان چرخ دستی بستگی دارد. این رویکرد قدیمی خروجی را به شدت به حضور فیزیکی و استقامت روزانه اپراتور محدود می کند. وقتی ماشین‌ها در زمان استراحت یا تغییر شیفت‌ها بیکار می‌نشینند، نمی‌توانید تولید را مقیاس کنید.

اجرای هدفمند اتوماسیون سنگ زنی CNC برای کارگاه ها به شما امکان می دهد خروجی تولید را به طور کامل از تعداد کار جدا کنید. با در نظر گرفتن اتوماسیون به عنوان یک افزایش دهنده فرآیند به جای جایگزینی ساده نیروی کار، می توانید به تولید بدون مراقبت برسید. این استراتژی کیفیت ثابت و حاشیه های بالاتر را تضمین می کند، حتی در محیط های تولیدی پیچیده، با ترکیب بالا و با حجم کم.

خوراکی های کلیدی

• اتوماسیون در کارگاه ها دیگر محدود به تولید با حجم بالا نیست. روباتیک انعطاف پذیر مدرن و ابزارهای تغییر سریع امکان اجرای کارآمد با ترکیب بالا را فراهم می کند.

• ادغام بازرسی در چرخه و پانسمان چرخ اتوماتیک به شدت اتکای دستگاه به مداخلات دستی اپراتور را کاهش می دهد.

• انتخاب استراتژی اتوماسیون مناسب مستلزم همراستایی خانواده‌های قطعات با انواع ماشین‌های خاص است (به عنوان مثال، آسیاب‌های بدون مرکز در مقابل استوانه‌ای).

• پیاده‌سازی موفقیت‌آمیز بر پایه‌گذاری زمان‌های راه‌اندازی فعلی، شناسایی یک 'قهرمان اتوماسیون' داخلی و مرحله‌بندی فناوری برای مدیریت هزینه‌های اولیه و فضای طبقه متکی است.

مورد تجاری: چرا آسیاب CNC را در محیطی با ترکیب بالا به صورت خودکار انجام دهید؟

بسیاری از صاحبان کارگاه‌ها، اتوماسیون را ابزاری می‌دانند که منحصراً برای تولید انبوه در نظر گرفته شده است. این طرز فکر منسوخ شده، پتانسیل سود زیادی را روی میز باقی می گذارد. محیط های با ترکیب بالا در واقع از اتوماسیون انعطاف پذیر بسیار سود می برند. شما فقط باید دیدگاه خود را در مورد نحوه تعامل اپراتورها با تجهیزات تغییر دهید.

جداسازی خروجی از Headcount

کمبود نیروی کار ماهر یک واقعیت اجتناب ناپذیر است. شما دیگر نمی توانید به راحتی راه خود را از یک عقب ماندگی استخدام کنید. اتوماسیون مستقیماً این شکاف را برطرف می کند. نقش اپراتور را از بارگذاری دستی مکرر به مدیریت سلول تغییر می دهد. یک ماشین‌کار ماهر می‌تواند بر سه یا چهار سلول خودکار به طور همزمان نظارت کند. آنها بر بهینه سازی برنامه ها، عیب یابی و کنترل کیفیت تمرکز می کنند. ربات کارهای سنگین را انجام می دهد.

از بین بردن خرابی پنهان

فرآیندهای دستی ریز توقف های بی شماری را در طول یک شیفت ایجاد می کنند. یک اپراتور انسانی باید قطعات، قطر سنج ها را به صورت دستی بشویید و گاهی اوقات برای ابزارسازی در مغازه راه برود. این ثانیه‌های بدون ارزش افزوده در هفته به ساعت‌ها از زمان اسپیندل از دست رفته انباشته می‌شوند. هر مدرن ماشین سنگ زنی CNC جفت شده با مراقبت رباتیک این ناکارآمدی های دقیق را هدف قرار می دهد. در حالی که ربات وظایف ثانویه را انجام می دهد، دستگاه به کار خود ادامه می دهد.

در حال باز کردن ظرفیت 'Lights-Out'.

زمانی که ساعت‌های دوک بدون مراقبت را ثبت می‌کنید، بازده مالی به طرز چشمگیری تغییر می‌کند. تصور کنید یک شیفت دوم کم حضور یا یک شیفت سوم کاملاً بدون مراقبت اجرا می شود. شما برای این ساعت ها نرخ اضافه کاری حق بیمه پرداخت نمی کنید. گرفتن تنها چهار ساعت اضافی از سنگ زنی بدون مراقبت در روز، دوره بازپرداخت تجهیزات شما را به شدت کوتاه می کند. این ظرفیت جدید به شما این امکان را می دهد که قراردادهای بزرگتر را با اطمینان پیشنهاد دهید.

کاهش کیفیت و ضایعات

انسان ها خسته می شوند. خستگی منجر به ناهماهنگی قطعات، نادیده گرفتن فواصل اندازه گیری و در نهایت به ضایع شدن مواد می شود. مکانیسم های بارگیری خودکار و کاوش در چرخه این انباشتگی خطاهای انسانی را از بین می برد. ربات ها هر قسمت خالی را با فشار و موقعیت یکسان بارگذاری می کنند. این امر ثبات مطلق را در عملیات سنگ زنی با تحمل بسیار محکم تضمین می کند.

بهترین روش ها برای ایجاد پرونده تجاری

• قبل از نقل قول از یک سیستم اتوماسیون، زمان اجرای واقعی اسپیندل را به مدت یک هفته پیگیری کنید.

• هزینه ضایعات تولید شده در آخرین ساعت شیفت های طولانی را محاسبه کنید.

• فاکتور در هزینه سفارشات انجام نشده به دلیل محدودیت ظرفیت.

تطبیق راه حل های اتوماسیون با ماشین سنگ زنی CNC شما

شما نمی توانید یک ربات یک اندازه بخرید و انتظار موفقیت فوری داشته باشید. اتوماسیون موفقیت آمیز مستلزم قاب بندی سخت افزار به طور مستقیم در اطراف برنامه سنگ زنی خاص شما است. معماری ماشین های مختلف، استراتژی های مدیریت مواد کاملا متفاوتی را می طلبد.

اتوماسیون آسیاب بدون مرکز CNC

الف آسیاب بدون مرکز CNC در توان عملیاتی مداوم رشد می کند. عملیات غوطه وری و تغذیه از طریق جریان نیاز به جریان ثابتی از مواد برای به حداکثر رساندن کارایی دارد.

برای دویدن مداوم با حجم بالا، فیدرهای کاسه و مسیرهای ارتعاشی مطمئن ترین جریان مواد را فراهم می کنند. آنها قسمت های استوانه ای کوچک را به طور خودکار جهت می دهند و آنها را مستقیماً به چرخ تنظیم می کنند. برای شفت های بزرگتر یا سنگین تر، لودرهای دروازه ای خودکار بهترین کار را دارند. دروازه‌ها از بالا پایین می‌آیند و فضای کف را صرفه‌جویی می‌کنند و در طول چرخه سنگ‌زنی فعال، به سرعت قسمت خالی بعدی را مرحله‌بندی می‌کنند.

اتوماسیون آسیاب استوانه ای CNC

در اینجا انعطاف پذیری رسیدگی به قطعات به تمرکز اصلی تبدیل می شود. الف آسیاب استوانه ای CNC اغلب قطعات پلکانی، مخروطی یا با قطرهای متفاوت را پردازش می کند. بارگذاری اینها بین مراکز نیاز به مهارت دارد.

ربات های مشارکتی شش محوره (cobots) در این محیط عالی هستند. آنها حرکات مچ دست انسان را تقلید می کنند تا هندسه های پیچیده را در پاکت های کاری محکم مانور دهند. ابزار مدولار انتهای بازو کاملاً حیاتی است. شما باید از تنظیمات dual-gripper استفاده کنید. یک گیره قسمت تمام شده را جدا می کند در حالی که گیره دوم بلافاصله قسمت خالی خام را وارد می کند. این زمان بارگذاری را به نصف کاهش می دهد.

اتوماسیون ماشین داخلی (اتوماسیون 'مخفی')

روبات های خارجی فقط نیمی از معما را حل می کنند. برای دستیابی به عملیات بدون نظارت واقعی، باید متغیرهای داخلی را خودکار کنید. اگر ماشینی باید برای تنظیمات دستی متوقف شود، ربات خارجی بیکار می‌نشیند.

پانسمان خودکار

چرخ های مات کیفیت قطعه را از بین می برند و زمان چرخه را افزایش می دهند. استفاده از سیستم تغذیه مداوم لباس (CDCF) یا مکانیسم‌های پانسمان بالای سر، چرخ‌ها را دائماً تیز نگه می‌دارد. این سیستم ها چرخ را پوشانده و دما را بدون توقف تولید کنترل می کنند. کنترل CNC به طور خودکار کاهش قطر چرخ را جبران می کند.

اندازه گیری درون ماشینی

سیستم‌های کاوشگر پیشرفته به‌صورت پویا در طول چرخه، افست‌ها را تنظیم می‌کنند. آنها به طور کامل چک های میکرومتر دستی را جایگزین می کنند. پروب قطعه را قبل از پایان نهایی اندازه گیری می کند، جبران سایش را به روز می کند و تضمین می کند که قطعه به نوار تحمل برخورد کند. این امر مانع از خراب شدن قطعات خارج از تحمل می‌شود.

اشتباهات رایج در انتخاب ماشین

• نادیده گرفتن سیستم خنک کننده سنگ زنی بدون مراقبت نیاز به خنک کننده با فشار بالا و نوار نقاله های تراشه خودکار برای جلوگیری از تجمع لجن دارد.

• خرید ربات قبل از تأیید نرم افزار دستگاه می تواند از طریق پروتکل های مدرن مانند MTConnect یا OPC-UA ارتباط برقرار کند.

غلبه بر خطرات اجرای کارگاه و نگرانی های انعطاف پذیری

صاحبان کارگاه ها به طور طبیعی در برابر سیستم های سفت و سخت مقاومت می کنند. شما با چرخش سریع بین سفارشات مشتریان مختلف زنده می‌مانید. ایده چسباندن یک ربات دائمی به زمین غیرقابل تصور است. با این حال، اتوماسیون مدرن به طور خاص به این نگرانی های انعطاف پذیری می پردازد.

ریسک 1: دام 'زمان راه اندازی' (از دست دادن انعطاف پذیری)

مدیران فروشگاه می ترسند که اتوماسیون بین دسته های کوچک تغییر کند. اگر برنامه ریزی یک ربات برای اجرای 20 قسمتی 4 ساعت طول بکشد، ضرر می کنید.

شما با اتخاذ اصول تبادل یک دقیقه ای قالب ها (SMED) این مشکل را کاهش می دهید. مواد خود را از قبل روی پالت های موبایل آماده کنید. از دستگیره های ربات پنوماتیکی با تغییر سریع استفاده کنید. مهمتر از همه، قطعات خود را در 'خانواده ها' گروه بندی کنید که هندسه های مشابهی را به اشتراک می گذارند. هنگامی که قطعات دارای قطرهای مشابه هستند، به ندرت نیاز به تغییر فک های گیره یا مسیر اصلی ربات دارید.

ریسک 2: محدودیت فضای کف

روبات های صنعتی سرپوشیده سنتی حجیم هستند. آنها به نرده های ایمنی عظیم نیاز دارند. آنها ترافیک لیفتراک را مختل می کنند و جریان مواد را در کف مغازه محدود می کنند.

قبل از خرید باید محیط فیزیکی فروشگاه خود را بررسی کنید. استخرهای پالت خودکار با صرفه جویی در فضا یا روبات های نصب شده روی ماشین را انتخاب کنید. چرخ دستی‌های کوبوت سیار انعطاف‌پذیری باورنکردنی را ارائه می‌دهند. می‌توانید یک کوبات را تا یک آسیاب بچرخانید، آن را در مکان یاب‌های طبقه قفل کنید و یک دسته را اجرا کنید. پس از اتمام، آن را به یک ماشین تراش CNC می‌چرخانید. این استفاده از دارایی شما را به حداکثر می رساند و در عین حال حداقل ردپایی را حفظ می کند.

ریسک 3: شکاف مهارت های اپراتور

بسیاری از مالکان نگران هستند که کارکنان فعلی آنها نتوانند رباتیک پیچیده را برنامه ریزی کنند. آن‌ها می‌ترسند که نیاز به استخدام یک مهندس روباتیک گران‌قیمت داشته باشند تا سلول را فعال نگه دارد.

اتوماسیون مدرن از رابط های مکالمه انسان و ماشین (HMI) استفاده می کند. اپراتورها کد خام نمی نویسند. آنها از نمادهای صفحه نمایش لمسی کشیدن و رها کردن برای آموزش نقاط بین راهی ربات استفاده می کنند. شما باید با قاب بندی اتوماسیون به عنوان یک ابزار توانمند، کارگران فعلی خود را ارتقا دهید. به آنها نشان دهید که امنیت شغلی و ارزش فنی آنها را افزایش می دهد. کارهای کثیف، کسل کننده و خطرناک را از روال روزانه آنها حذف می کند.

خلاصه ای از خطرات و کاهش های اتوماسیون

چارچوب تصمیم گیری برای ارزیابی سرمایه گذاری های اتوماسیون

پرش به سمت اتوماسیون بدون نقشه راه، ناامیدی را تضمین می کند. برای ارزیابی جایی که سرمایه بالاترین بازده را دارد، به یک رویکرد ساختاریافته نیاز دارید. برای اطمینان از استقرار موفقیت آمیز، این چارچوب پیشرو را دنبال کنید.

1. OEE فعلی خود را پایه گذاری کنید (اثربخشی کلی تجهیزات)

قبل از نقل قول از یک سیستم، باید میزان استفاده از اسپیندل فعلی را به دقت اندازه گیری کنید. زمان خرابی موجود خود را به دقت دسته بندی کنید. چقدر زمان برای راه اندازی می گذرد؟ بارگذاری دستی چقدر است؟ چقدر برای بازرسی؟ اگر آسیاب شما فقط 25 درصد از شیفت را برش می دهد، شما یک کاندیدای اصلی برای اتوماسیون دارید. شما نمی توانید معیارهایی را که اندازه گیری نمی کنید بهبود ببخشید.

2. خانواده های جزئی را شناسایی کنید، نه فقط موارد پرت حجم بالا

کل ترکیب محصول خود را به صورت استراتژیک ارزیابی کنید. فقط به دنبال قسمتی نباشید که 10000 بار در سال درست می کنید. یک کاندیدای اتوماسیون ایده آل، خانواده ای از قطعات با قطر و طول مشابه است. این به ربات و آسیاب اجازه می دهد تا SKU های مختلف را با حداقل تغییر فیزیکی پردازش کنند. نرم افزار تغییرات را کنترل می کند در حالی که سخت افزار ثابت می ماند.

3. 'قهرمان اتوماسیون' داخلی خود را پیدا کنید

موفقیت نیاز به مالکیت داخلی سختگیرانه دارد. یک سرنخ فنی در داخل مغازه خود را شناسایی کنید که مشتاق بهینه سازی فرآیند است. این شخص به عنوان پل ارتباطی بین اپراتورهای فروشگاه، مدیریت و یکپارچه ساز تجهیزات خارجی عمل می کند. بدون قهرمان اختصاصی، سلول رباتیک جدید احتمالاً در لحظه ای که یک کد خطای پیچیده ظاهر می شود، گرد و غبار جمع می کند.

4. باز کردن معماری و پشتیبانی را تأیید کنید

اطمینان حاصل کنید که اتوماسیون انتخابی به طور یکپارچه با سیستم های قدیمی موجود شما ادغام می شود. سیستم های حلقه بسته اختصاصی شما را درگیر قراردادهای خدمات گران قیمت می کنند. نرم افزار معماری باز تقاضا کنید. علاوه بر این، تمام استانداردهای انطباق ایمنی را تأیید کنید. اگر بدون حصار فیزیکی کار می کند، سیستم شما باید شامل تشخیص برخورد داخلی، توقف های اضطراری یکپارچه، و لیزرهای اسکن ایمنی مناسب باشد.

بهترین روش ها برای ادغام

• قبل از امضای سفارش خرید نهایی، شبیه سازی سه بعدی سلول رباتیک را از یکپارچه ساز خود درخواست کنید.

• برای عرضه مرحله ای برنامه ریزی کنید. ابتدا یک فرآیند پایدار را خودکار کنید تا اعتماد تیم ایجاد شود.

• مطمئن شوید که قهرمان اتوماسیون منتخب شما زمان تمرین اختصاصی را به دور از سهمیه تولید عادی خود دریافت می کند.

نتیجه گیری

اتوماسیون در کارگاه ها دیگر یک لوکس تجربی نیست. این به عنوان یک دفاع ضروری در برابر کمبود شدید نیروی کار و کاهش مداوم حاشیه سود عمل می کند. افزایش ظرفیت خود بدون افزودن اپراتورهای اضافی به شما مزیت رقابتی بسیار خوبی در چشم انداز تولید مدرن می دهد.

شما باید انتظارات واقع بینانه داشته باشید. انعطاف‌پذیری واقعی مستلزم سرمایه‌گذاری اولیه در استانداردسازی فرآیند است. به یاد داشته باشید، اتوماسیون فرآیندهای موجود را تقویت می کند. شکستگی ها را تعمیر نمی کند. اگر فرآیند سنگ زنی شما به صورت دستی ناپایدار باشد، یک ربات به سادگی ضایعات فلزی را سریعتر تولید می کند.

گام بعدی فوری شما باید یک ممیزی کامل از طبقه مغازه باشد. قطعات تولید فعلی خود را به خانواده های منطقی بر اساس هندسه گروه بندی کنید. سپس، با یک کارشناس تخصصی یکپارچه سازی مشورت کنید تا یک استراتژی استقرار مرحله ای و با ROI بالا را ترسیم کنید. اقدام امروز ظرفیت تولید شما را برای فردا تضمین می کند.

سوالات متداول

س: آیا یک کارگاه می تواند آسیاب دسته ای کوچک را به طور سودآور خودکار کند؟

ج: بله. با گروه بندی قطعات مشابه در خانواده ها و استفاده از گیره های تغییر سریع و برنامه نویسی مکالمه، فروشگاه ها می توانند به طور کارآمدی اجراهای کوچک 20 تا 50 قطعه را خودکار کنند. نکته کلیدی استاندارد کردن کار فیزیکی است به طوری که تغییرات از طریق نرم افزار به جای تنظیمات مکانیکی اتفاق می افتد.

س: ردپای معمولی مورد نیاز برای مراقبت از ماشین رباتیک چیست؟

پاسخ: در حالی که روبات‌های صنعتی محصور شده سنتی به فضای کف قابل توجهی نیاز دارند، ربات‌های مشترک مدرن (cobots) بسیار فشرده‌تر هستند. آنها یا سیستم های دروازه ای یکپارچه می توانند قابلیت های مراقبت خودکار را در کمتر از 10 تا 15 فوت مربع از فضای کف اضافی اضافه کنند.

س: آیا اتوماسیون جایگزین نیاز به یک ماشین سنگ زنی با تجربه می شود؟

پاسخ: نه. این به سادگی نقش آنها را تغییر می دهد. فیزیک اساسی سنگ زنی - انتخاب چرخ، کاربرد مایع خنک کننده، سرعت ها و تغذیه - هنوز به تخصص عمیق انسانی نیاز دارد. اتوماسیون اجرای مکرر را مدیریت می کند. این به متخصص اجازه می دهد تا بر چندین ماشین به طور همزمان نظارت کند و به شدت بر برنامه نویسی و کنترل کیفیت تمرکز کند.