Construya un sistema de fabricación flexible con automatización CNC – Aumente productividad y eficiencia

¿Desea mejorar la productividad de su fábrica usando un Sistema de Fabricación Flexible? ¿Desea construir su propia solución de fabricación flexible con sus máquinas herramienta CNC?

En este artículo, descubrirá cómo funcionan estas soluciones de fabricación automatizadas y semi-automatizadas, entenderá los beneficios de la fabricación flexible, y aprenderá cinco formas de construir una solución de fabricación flexible usando las máquinas herramienta CNC y tecnologías correctas.

¿Qué son los Sistemas de Fabricación Flexible?

Un Sistema de Fabricación Flexible (FMS) implica configurar un sistema de fabricación que permite cierta flexibilidad para adaptarse a cambios en piezas o procesos de fabricación. Hay dos tipos de flexibilidad en tales sistemas:

• Flexibilidad de enrutamiento que analiza el cambio de la capacidad del sistema para producir nuevas piezas o tipos de productos; y
• Flexibilidad de máquina que permite a diferentes máquinas realizar la misma operación en una pieza.

En una fábrica de fabricación de piezas, un FMS puede integrar dos o más máquinas herramienta CNC, manejo automatizado de materiales así como soluciones de manejo de herramientas. Al hacerlo, un FMS tiene la flexibilidad para realizar operaciones repetidas pero variadas o cambiar el orden de operaciones ejecutadas en una pieza usando un horario predeterminado con intervención manual mínima.

Un subconjunto de un FMS es lo que llamamos una Célula de Fabricación Flexible (FMC) – esto generalmente incluye una máquina y un palé u otro sistema automatizado para manejar materiales o piezas. A menudo tales soluciones son más comunes debido a su menor inversión inicial y costes operativos continuos comparados con el uso de múltiples máquinas CNC en un FMS completo.

¿Cuáles son los Beneficios y Características de los Sistemas o Células de Fabricación Flexible?

Cada vez más fabricantes optan por soluciones flexibles en su instalación de producción. Como estos fabricantes, usted puede disfrutar de múltiples beneficios si elige hacerlo.

El primero es la capacidad de estos sistemas para identificar y distinguir entre las diferentes piezas procesadas por el sistema. Esto permite un cambio rápido de instrucciones de operación así como de una pieza a otra diferente durante el proceso de fabricación.

Segundo, los Sistemas de Fabricación Flexible (FMS) y Células de Fabricación Flexible (FMC) permiten a las líneas de producción usar estrategias de mecanizado 24/7.

Las instalaciones basadas en FMS y FMC también aseguran que su empresa pueda enfrentar los desafíos de la producción «Alta Mezcla – Bajo Volumen». Hacerlo le ayuda a utilizar recursos disponibles como espacio y mano de obra más eficazmente.

La fabricación flexible también reduce horas no productivas, cuando una máquina necesita ser cargada con una nueva pieza o material.

Aunque los sistemas flexibles han estado en lugar por muchos años en países desarrollados, sus beneficios los han hecho cada vez más populares en países de fabricación de bajo coste. Tales soluciones de automatización mejoran significativamente la productividad de los operadores de máquina, una consideración importante dado el aumento de costes laborales y escasez de mano de obra calificada.

Con FMS y automatización, puede necesitar contratar operadores más calificados para diseñar, gestionar y ejecutar su instalación de producción. Sin embargo, estos operadores calificados serán más efectivos y productivos, una situación ganar-ganar para dueño de empresa y empleados.

5 Características de Sistemas de Fabricación CNC Flexibles con Soluciones Automatizadas

Hoy en día, una amplia gama de soluciones de automatización de fabricación flexible están disponibles para cada necesidad, espacio o presupuesto. Pero, ¿qué deberían tener estas soluciones para su sistema de mecanizado CNC?

Aquí están sus cinco características más importantes.

#1 Intercambiabilidad y Flexibilidad de Máquina Herramienta CNC

Primero, su sistema de fabricación debería permitir que sus piezas de trabajo o herramientas sean intercambiadas flexiblemente.

Puede usar un Cambiador Automático de Piezas (AWC) para permitir que diferentes herramientas, ubicadas dentro del ATC (Cambiador Automático de Herramientas) de la máquina, trabajen en sus diversas piezas. Un ejemplo es el Centro de Mecanizado 5 Ejes D2-5AX de Hwacheon, que está disponible con un AWC de 8 o 20 estaciones y con máximo 60 estaciones de herramientas ATC.

Alternativamente, puede emplear un Sistema Multi-Palé (MPS) como Hwacheon Multi Palé (HMP) que está disponible en dos tamaños de palé – 400 x 400 mm o 500 x 500 mm palés. Estos pueden estar disponibles para una o dos máquinas con diferentes niveles de configuración como sigue:

1 máquina: 1 Nivel tiene 7 palés

2 Niveles tiene 14 palés

3 Niveles tiene 21 palés

2 máquinas: 1 Nivel tiene 4 palés

2 Niveles tiene 8 palés

3 Niveles tiene 12 palés

Para cada sistema HMP, una estación de configuración normalmente se incluye en el nivel uno de su configuración de máquina herramienta. Tales sistemas multi-palé están disponibles para las siguientes máquinas herramienta CNC de Hwacheon:

• VESTA-660 / VESTA-850B / VESTA-1000+ / VESTA-1050B / VESTA-1300 / VESTA-1300B / VESTA-2000
• SIRIUS-UM+ / SIRIUS-UL+ / SIRIUS-UZ / SIRIUS-UX
• M3-5AX / M4-5AX

También están disponibles para trabajar con cualquier dos máquinas seleccionadas con un HMP en el medio. Esta será la versión para dos máquinas con un número reducido de palés. También puede mezclar una máquina CNC de 3 ejes con una de 5 ejes si es necesario.

Tales sistemas se proporcionan con la compra de una máquina Hwacheon y un sistema de automatización Hwacheon.

#2 Procesos de Mecanizado Consistentes y Repetibles

La segunda característica de soluciones FMS y FMC es su capacidad para lograr producción consistente y repetible. Pueden ajustarse para manejar mejor variaciones en producciones Alta Mezcla – Bajo Volumen como modificaciones en secuencia de proceso, cambios de volumen de producción, cambios de diseño y muchos otros cambios.

#3 Gestión Flexible de Configuraciones de Herramientas y Accesorios

Gracias a su mayor modularidad, el utillaje y accesorios flexibles e intercambiables pueden configurarse antes de la producción real. Sin embargo, es importante que el software interno de su máquina CNC monitorice el estado de su herramienta; una advertencia oportuna debería proporcionarse si la vida de su herramienta está terminando para que pueda cambiar su herramienta manualmente o hacerlo automáticamente usando una «hermana herramienta».

La preparación efectiva de herramientas es una disciplina importante en un FMS. Hacerlo le permite organizar sus diversos accesorios con nueva materia prima o piezas de manera oportuna, sistemática y sin problemas. Al conectar y coordinar entre sus departamentos de utillaje y accesorios, así como los operadores de las máquinas, puede diseñar un mejor flujo de material organizado y proceso de gestión de herramientas de corte. La asignación oportuna de accesorios, nueva materia prima o piezas así como herramientas de corte también le ayuda a evitar tiempo de inactividad en su sistema FMC/FMS.

Un ejemplo de un sistema de monitorización de herramientas es Hwacheon M-Vision. Desarrollado y perfeccionado a partir de los años de Hwacheon operando nuestros propios sistemas FMS en nuestra fábrica, puede atender una amplia variedad de sistemas FMS como mecanizar una amplia selección de varias piezas de fundición o producción de alto volumen para piezas de automóvil. Además, puede usar Hwacheon M-Vision para monitorizar el estado de máquinas individuales o unidades FMS/FMC arregladas múltiples.

#4 Estándares Comunes de Programación

Para asegurar interoperabilidad, debería considerar el uso de software estandarizado disponible para que sus ingenieros y operadores puedan acceder o compartir los mismos archivos. Tener parámetros operativos estandarizados y procedimientos de codificación asegura que las mismas herramientas puedan usarse de la misma manera para producir resultados repetibles. Esto también significa que debería conocer el rango de herramientas disponibles y mantenerlas en almacenes más grandes en su máquina.

Nota: Tenga cuidado de tener un almacén de herramientas ATC demasiado grande; estos no solo son costosos sino que pueden resultar en herramientas mantenidas demasiado tiempo sin mantenimiento adecuado. Esto podría resultar en conos de portaherramientas sucios que afectan negativamente la precisión de su husillo con el tiempo. Para prevenir esto, asegúrese de tener un programa de limpieza regular.

#5 Mantenimiento Preventivo Regular

Una de las mejores prácticas en fabricación flexible es incluir un programa regular de mantenimiento preventivo.

Tareas simples como la limpieza regular de partes mecánicas móviles expuestas, eliminación de virutas, y comprobación de niveles de aceite, refrigerante o flujo de aire tienden a ser ignoradas. A largo plazo, esto tendrá un impacto negativo en sus procesos de mecanizado flexible y reducirá la eficiencia general de sus máquinas y sistema. En resumen, limpie, reponga y reemplace, puede disfrutar de más ahorros que los costes iniciales de sus máquinas asegurando su productividad y precisión a largo plazo.

Resumen y Conclusión

Un sistema de fabricación flexible proporciona una forma rentable de mejorar la productividad de su taller y producir piezas de calidad a tiempo y siempre. También le permite fabricar muchas variaciones de piezas en pequeñas cantidades, desde piezas individuales, lotes pequeños y medianos, hasta producciones en serie, permitiendo la producción Alta Mezcla – Bajo Volumen.

Al incorporar un sistema FMS y FMC, puede aumentar la eficiencia de su horario de producción mientras minimiza el tiempo de inactividad. Con el tiempo, puede duplicar y expandir sus sistemas de fabricación y mejorar su competitividad.

Esto permite a fabricantes como usted no solo aceptar más y nuevos pedidos, sino manejar una variedad más amplia de pedidos, mejorando así el rendimiento final de su instalación.