Fabricación sin iluminación:5 elementos esenciales que necesita para automatizar su fábrica

La fabricación "Lights-out" utiliza la tecnología de la industria 4.0 para automatizar sus operaciones para que funcionen sin mano de obra humana. Permite a las empresas mantener las máquinas en funcionamiento fuera del horario laboral y a pesar de la escasez de talento. Aquí hay cinco factores que ayudarán a que la fabricación sin luces funcione para usted.

En los últimos meses, las empresas de fabricación se han enfrentado a interrupciones en la cadena de suministro, cierres de instalaciones y disponibilidad limitada de personal debido a la pandemia de COVID-19.

Como resultado, las soluciones de automatización como la robótica y los controles de software se han vuelto más atractivas. La promesa de la fabricación sin iluminación también ha crecido y podría ser un factor importante para ayudar a las empresas a operar a plena capacidad.

Las fábricas automatizadas que utilizan la fabricación sin iluminación están completamente automatizadas y no requieren la intervención de humanos. Significa que, en lugar de dejar que las máquinas y las herramientas permanezcan inactivas, la gerencia de un taller puede hacerlas funcionar durante las noches y los fines de semana, cuando los empleados están en casa o cuando los trabajadores no están disponibles.

Hay advertencias. Tiene que haber suficiente trabajo para las máquinas y equipos para justificar la inversión. No todas las piezas que se fabrican son adecuadas para el mecanizado sin supervisión, aunque la mayoría lo son con el enfoque y la ejecución correctos.

Sin embargo, incluso con esas limitaciones, cuanto más sepa sobre cómo automatizar las fábricas, mayor será el potencial de producción para ayudar al resultado final. Aquí hay cinco elementos esenciales necesarios para hacer realidad la fabricación sin luces.

1. La mezcla de partes correcta

Podría pensar que la fabricación sin necesidad de iluminación solo es posible para los talleres que producen miles de piezas relativamente simples y con poca tolerancia, preferiblemente de aluminio u otro material de mecanizado libre.

No tan. Muchos talleres han apagado las luces sobre componentes de titanio e Inconel altamente complejos y de baja tolerancia, incluso en cantidades únicas.

La receta para el éxito en estos entornos no se basa tanto en el metal que está cortando ni en las tolerancias que está manteniendo. Se trata más de los pasos que toma para conquistar las variables del mecanizado.

Si el proceso es estable y predecible, la mayoría de las partes son candidatas para algún nivel de automatización si lo siguiente está intacto:

• Mecánica de control de virutas
• Gestión de la vida útil de la herramienta
• Metrología en proceso

Una familia de piezas o una pieza que se repite con frecuencia es un lugar excelente para comenzar cualquier iniciativa de apagón.
 

Vea una guía definitiva para la fabricación sin iluminación:

2. Las características y herramientas adecuadas de la máquina

Cualquier máquina herramienta CNC puede automatizarse, aunque es decididamente más fácil con ciertos tipos de equipos.

Por ejemplo, los tornos vienen de serie con sujeción hidráulica, un requisito previo para cualquier automatización. Muchos también están equipados con transportadores de virutas y sistemas de refrigeración de alta presión que ayudan a garantizar que las virutas descarriadas no causen problemas durante la noche.

Atornille un alimentador de barras estilo revista y un sistema de sondeo en proceso para vigilar las cosas, y es muy probable que pueda mantener la máquina funcionando sin supervisión durante uno o dos turnos adicionales.

El uso de un centro de mecanizado vertical requiere más esfuerzo. Necesitarás:

• Un robot para cargar y descargar piezas
• Un transportador para mover la materia prima y sacar las piezas mecanizadas
• Un tornillo de banco automatizado o un sistema de tarimas
• Una forma eficaz de sacar las virutas del área de trabajo

Los centros de mecanizado horizontales son los más fáciles de automatizar de todos. Un HMC elimina muchas deficiencias de VMC, especialmente cuando está equipado con un grupo de palets o un sistema de palets lineales.

Sin embargo, sea cual sea el tipo o la marca de la máquina, debe tener la potencia de husillo necesaria para eliminar el metal de manera efectiva, ser lo suficientemente precisa para cumplir con las tolerancias de las piezas sin necesidad de cuidar a los niños y ser extremadamente confiable.

Las máquinas más nuevas también están equipadas con capacidad de red basada en Ethernet. También suelen venir con sensores avanzados que facilitan el seguimiento de las condiciones de mecanizado y el análisis de eventos que pueden haber ocurrido durante la noche.

3. Herramientas y sujeción de piezas compatibles con la automatización

Una máquina debe tener muchas estaciones de herramientas adicionales y algún tipo de función de gestión de la vida útil de la herramienta para maximizar sus capacidades de apagado.

Esto facilita a los programadores de máquinas CNC solicitar herramientas de corte de repuesto a intervalos predeterminados o cuando el sistema de sondeo indica que una herramienta se ha desgastado. Esto es menos preocupante cuando se cortan materiales como acero dulce o aluminio, pero se vuelve cada vez más importante con acero inoxidable y superaleaciones.
 

Esto presenta otro argumento sólido a favor de un HMC:la mayoría de los fabricantes de máquinas ofrecen opciones para almacenes de herramientas masivos y sistemas de almacenamiento de herramientas centralizados. Un torno multitarea con capacidad de cambio de herramientas es una opción mucho mejor para trabajos sin luz que un torno de torreta básico.

¿Cuál es la herramienta adecuada? Es algo irrelevante desde la perspectiva de la automatización, aunque invertir en sistemas de portaherramientas Capto, HSK, KM o equivalentes de doble contacto siempre es una buena idea para los talleres que valoran el tiempo de actividad y la eficiencia de la máquina.

Otros tipos de herramientas que son importantes para la fabricación de luces apagadas incluyen:sujeción de estilo de punto cero de cambio rápido, mordazas y accesorios de cambio rápido, y prensas hidráulicas o neumáticas. Todas estas áreas de herramientas aumentarán la flexibilidad del taller y reducirán el tiempo de inactividad de la máquina.

4. Supervisión remota, software y maquinistas de guardia

El sondeo montado en husillo o torreta es fundamental para la detección de herramientas rotas, la validación de la ubicación de la pieza de trabajo y la medición durante el proceso. Estos sistemas ahora son estándar en muchas máquinas herramienta.

Atrás quedaron los días de los complejos programas de macros. Los sistemas y el software de monitoreo de hoy en día son mucho más fáciles de usar que antes.

El sondeo es un componente necesario de cualquier estrategia de mecanizado sin luces, pero los talleres también deben tener algún nivel de capacidades de monitoreo remoto. Esto podría ser algo tan simple como una notificación del CNC al teléfono celular del maquinista de guardia durante la semana sobre una falla en la máquina.

También puede montar cámaras dentro de cada máquina y monitorearla a través de la red privada virtual de la empresa.

Vale la pena señalar que un enfoque de luces apagadas aún requiere alguna intervención humana, como cuando una máquina se detiene inesperadamente o falla una herramienta. Lo último que quiere cualquier taller es un paro total de trabajo que afecte la producción diurna. Después de todo, el objetivo es evitar el tiempo de inactividad.

5. Una inversión de tiempo y capital

La fabricación sin iluminación requiere un esfuerzo en el desarrollo y la validación de procesos, la configuración y la gestión de las rutinas de sondeo, la gestión de la vida útil de las herramientas, los robots y las pinzas, y los sistemas de control remoto.

Además de todo eso, las propias máquinas herramienta deben mantenerse en excelentes condiciones de funcionamiento. Preste especial atención al mantenimiento rutinario de máquinas y herramientas, la gestión del refrigerante y la organización del taller para reducir al mínimo las sorpresas nocturnas.

Apagar las luces es un viaje que lo abarca todo. Maximiza las horas de mecanizado disponibles y el potencial de un taller.

¿Está trabajando con la fabricación de luces apagadas? ¿Qué desafíos has enfrentado? Comparta sus pensamientos en los comentarios a continuación.