Automatización CNC: Claves Esenciales para Optimizar la Eficiencia de Fabricación

En el entorno de fabricación actual de ritmo rápido, la automatización se ha convertido en un aspecto crucial del mecanizado CNC. Bien hecha, la automatización CNC puede revolucionar sus operaciones de fábrica y optimizar su eficiencia.

Sin embargo, incorporar automatización en el mecanizado CNC puede ser un proceso complejo y desafiante. A menudo requiere planificación e implementación cuidadosas para asegurar el éxito.

Cuando se trata de automatizar sus máquinas herramienta CNC, es esencial considerar varios factores y tener una estrategia bien pensada. La gran pregunta no es si automatizar, sino qué y cómo automatizar eficazmente.

¿Qué es la Automatización CNC?

La automatización CNC transforma cómo se usan las máquinas herramienta CNC en el proceso de producción. Al reducir la intervención humana, aumenta la productividad de su planta, reduce costes, mejora su entorno de trabajo y fortalece la calidad general de sus productos.

El primer aspecto de la automatización CNC es la transferencia de piezas o palets a través del proceso de fabricación. Esto implica moverlos de una máquina herramienta a otra o a dispositivos de apoyo como estaciones de lavado o celdas de medición. Al hacerlo, puede agilizar su proceso de fabricación para hacerlo más fluido y eficiente, mientras utiliza el tiempo de inactividad actual para aumentar la producción.

Otro aspecto clave de la automatización CNC es la gestión de información y datos. Esto incluye actualizar planes de ejecución de producción, optimizar la utilización de recursos y priorizar órdenes de producción. Hacerlo reduce errores y mejora la calidad general.

Qué Automatizar en el Mecanizado CNC

Pensando en qué debería automatizar en su proceso de mecanizado CNC? Típicamente, la automatización CNC se desglosa en dos componentes principales: el movimiento físico de artículos y la optimización de la planificación y gestión de producción.

#1 Automatizar Movimientos Físicos

Primero, considere cómo puede desplegar hardware automatizado para asistir en movimiento físico y operaciones en su planta. Algunas de estas actividades incluyen:

• Transferencias de piezas montadas en palets o dispositivos de sujeción hacia y desde la mesa de trabajo de la máquina.
• Carga y descarga automatizada de piezas con ayuda de robots o brazos mecánicos sobre fijaciones.
• Transferencia directa de piezas de trabajo a la mesa de la máquina o plato.
• Ajustes o cambios de herramienta automatizados
• Cambios de pinza y herramienta en robots
• Transferencias de herramienta a almacenes de herramientas
• Movimientos de piezas de trabajo hacia y desde procesos como desbarbado, lavado, tratamiento térmico, marcado, pulido y medición.
• Gestión y transferencias de materia prima
• Gestión y transferencias de productos semi-terminados
• Transferencia fácil a sistemas de medición

El beneficio más importante en automatizar estas tareas tediosas y laboriosas radica en crear un mejor entorno de trabajo para sus operadores de máquina. Más allá del bienestar del personal, la automatización ayuda a reducir errores, mejorar velocidad y eficiencia, fortalecer la calidad de piezas y aumentar la capacidad de producción.

#2 Planificación de Producción Automatizada

Luego, considere cómo puede desplegar automatización para optimizar su proceso de planificación de producción. Hay varios aspectos a considerar aquí.

a) Flujos de Información

Automatice cómo fluye la información entre sus diferentes sistemas de datos, maquinaria y celdas. Esto mantiene sus sistemas sincronizados, reduciendo la posibilidad de errores mientras mejora la eficiencia.

b) Planificación de Producción Dinámica

La automatización le ayuda a actualizar proactivamente su plan de producción basado en órdenes de producción y sus prioridades. Las órdenes pueden obtenerse automáticamente de un sistema ERP, reduciendo entradas manuales. Esto asegura que la producción siempre funcione sin problemas con órdenes cumplidas a tiempo.

c) Mejora de la Guía para Operadores de Máquina

Niveles adecuados de guía pueden proporcionarse a los operadores. Esto les ayuda a tomar las acciones correctas en el momento adecuado, minimizando errores humanos y haciendo el proceso de producción más fácil para los operadores.

d) Manejo Consistente de Producción

Con automatización, las instrucciones de fabricación de piezas de trabajo pueden manejarse consistentemente. Cada corrida de producción puede mantenerse constante, con calidad mantenida.

e) Gestión Proactiva de Recursos

La gestión mejorada de recursos es otra dimensión importante de la automatización. Estos pueden ser cualquier cosa desde fijaciones, palets, pinzas, materias primas, hasta programas NC, herramientas de corte, datos de herramienta y compensaciones. Al monitorear sus recursos de mecanizado y proporcionar informes sobre recursos faltantes, la producción no se verá afectada por escasez de recursos.

f) Monitorear KPIs de Máquina y Producción

La automatización le ayuda a gestionar mejor los informes y análisis de KPIs de máquina y producción, como su utilización, Efectividad General del Equipo (OEE) y disponibilidad. El sistema también proporciona vistas de progreso de órdenes, facilitando el seguimiento del progreso de cada orden mientras asegura que la producción funcione sin problemas. También puede obtener mejor visibilidad sobre su inventario y trabajos en progreso.

g) Rastrear Historial de Producción

Finalmente, el sistema de automatización adecuado le ayuda a registrar su historial de producción y trazabilidad. Esto ayuda a proporcionar una imagen clara de lo que ha sucedido durante cada corrida de producción, facilitando la identificación y resolución de cualquier problema.

Cuándo Automatizar sus Operaciones de Mecanizado CNC

Aquí hay algunas consideraciones clave para empresas manufactureras como la suya para determinar cuándo podría ser el momento de automatizar sus operaciones de máquinas CNC:

#1 Carga de Trabajo Alta

Cuando la carga de trabajo de sus máquinas CNC ha aumentado hasta el punto donde las operaciones manuales se vuelven excesivamente consumidoras de tiempo o ineficientes, la automatización puede ser una solución.

#2 Costes Laborales Crecientes

Si sus costes de personal como salarios y beneficios se han vuelto demasiado altos, debería considerar aprovechar la automatización para reducir costes.

#3 Mejor Control de Calidad

La automatización puede ayudar a asegurar calidad consistente eliminando el potencial de error humano en sus operaciones de mecanizado CNC.

#4 Mejorar Capacidad de Producción

¿Busca aumentar su capacidad de producción y rendimiento? La automatización puede ayudar a aumentar la eficiencia de producción reduciendo tiempo de inactividad, aumentando utilización de máquina y reduciendo tiempos de ciclo. Aprovechar los tiempos de inactividad actuales para fines de producción puede generar ventajas significativas.

#5 Mejor Mantenimiento de Equipos

La automatización puede ayudar a reducir costes de reparación y mantenimiento asociados con máquinas CNC, así como mejorar su longevidad y rendimiento. (Descargue nuestra lista de verificación para mejorar el mantenimiento de máquinas CNC aquí.)

#6 Fortalecer Ventaja Competitiva

Para mantenerse por delante de su competencia y ser el primero en el mercado, necesita invertir en la tecnología de automatización CNC adecuada. Esto también le permite mantenerse al día con la última tendencia hacia la automatización en el sector manufacturero.

Automatizar operaciones de máquinas CNC puede traer muchos beneficios a empresas manufactureras, incluyendo mayor eficiencia, costes reducidos, mejor control de calidad y mejor ventaja competitiva.

Al considerar cuidadosamente los factores anteriores, puede determinar cuándo podría ser el momento de automatizar sus operaciones de máquinas CNC.

Beneficios de la Automatización CNC

¿Debería invertir tiempo y dinero en automatizar sus procesos de mecanizado CNC? Considere estos beneficios.

#1 Precisión de Pieza Mejorada

El manejo automatizado de piezas resulta en precisión consistente. Con los sistemas de medición adecuados en cada máquina CNC, puede encontrar con precisión cada punto de referencia de pieza y ajustar los programas CNC en consecuencia.

#2 Tiempo de Entrega Más Corto

Manteniendo constantemente su producción en marcha con operaciones desatendidas, puede disfrutar de tiempos de entrega más cortos. La flexibilidad para producir piezas bajo demanda le permite lograr tiempos de rotación rápidos para órdenes urgentes.

#3 Tiempo de Configuración Reducido

Con menos personal requerido para operaciones individuales de máquina, el manejo y configuración de piezas se realiza en estaciones designadas de carga/descarga sin interrupción a la línea de producción.

#4 Tiempo de Ciclo Disminuido

Las operaciones pueden sincronizarse en corridas superpuestas, permitiendo que dos o más máquinas diferentes realicen operaciones simultáneamente.

#5 Coste por Pieza Menor

Disfrute de ahorros significativos al transicionar a operación 24/7, así como tiempo de inactividad reducido y procesos de carga/descarga más cortos.

#6 Ahorro de Espacio

Consolidar operaciones de mecanizado con soluciones automatizadas conduce a menos espacio de planta utilizado.

#7 Operación Desatendida

Reduzca sus costes de mano de obra ya que un solo sistema puede ser gestionado por un solo operador.

#8 Monitoreo de Máquina Mejorado

Se pueden recibir informes sobre eficiencia de máquina y el sistema puede monitorearse remotamente, incluso durante horas nocturnas.

#9 Fijaciones Simplificadas

Ahorre costes de producción eliminando fijaciones complejas.

#10 Uso Eficiente de Herramientas

La automatización le ayuda a ahorrar en costes de herramientas eliminando redundancia de herramientas.

#11 Aumentar Seguridad del Trabajador

El entorno de trabajo se hace más seguro, especialmente para el movimiento de piezas de trabajo pesadas.

Desafíos y Soluciones de la Automatización CNC

¿Cuáles son los principales desafíos en automatizar sus trabajos de mecanizado CNC y cómo puede resolverlos?

Veamos estos desafíos y soluciones de automatización CNC aquí.

Desafío 1: Necesidad de Aumentar Capacidad de Producción

Toda empresa quiere aumentar su capacidad de producción, volumen de negocio y beneficios. Las órdenes de fabricación son a menudo órdenes de lotes pequeños, que requieren maquinaria y operaciones flexibles.

Para abordar esto, las empresas pueden incorporar planificación inteligente y utilizar tiempos no productivos, como pausas y operaciones nocturnas, para hacer uso más eficiente de máquinas y mano de obra. Esto resulta en ciclos de producción más rápidos y operaciones más rentables.

Además, usar técnicas de producción como producción de Alta Variedad – Bajo Volumen puede ser útil.

Desafío 2: Restricciones de Espacio de Fábrica y Altura de Techo

Con la escasez de terreno en áreas urbanas, más instalaciones de mecanizado se ubican en edificios de gran altura. Tales fábricas enfrentan limitaciones de espacio debido tanto al espacio de planta disponible como a la altura de los techos.

Esto se complica aún más por la necesidad de elevar máquinas y equipos desde nivel de suelo al segundo o tercer piso o incluso niveles más altos. Desafortunadamente, esto puede ser costoso, a menudo requiriendo dos grúas. El paso también puede verse impedido por paredes que bloquean el acceso a la fábrica. Derribar estas paredes para acceder a la fábrica requiere aprobación y reconstrucción posterior.

Para abordar estos desafíos, una configuración integrada de máquinas CNC con múltiples piezas de trabajo más pequeñas puede ser una solución viable.

Desafío 3: Suministro Limitado de Energía y Aire

Cuando una fábrica tiene más centros de mecanizado, requiere más aire, lo que significa compresores de aire costosos con mayor capacidad deben comprarse y colocarse cerca de las máquinas. Además, los costes energéticos han aumentado significativamente desde el Covid-19. Si hay una limitación en el suministro de energía y aire, puede ser muy costoso aumentar el nivel de suministro de energía de la fábrica existente.

Sin embargo, si una fábrica usa menos máquinas, puede reducir sus costes de inversión y generales. Para abordar estos desafíos, considere una configuración de mecanizado CNC que pueda atender más horas de mecanizado mientras usa consumo de energía limitado.

Desafío 4: Restricciones de Mano de Obra

Hay un fenómeno global de escasez de mano de obra disponible, que también ha afectado empresas en Asia y Singapur. Debido a varias razones, como restricciones en reclutamiento y falta de experiencia para trabajos específicos, la mano de obra local no está suficientemente disponible. Esta escasez ha llevado a costes crecientes para las empresas.

Para abordar este desafío, considere implementar sistemas de automatización CNC flexibles que puedan reducir la necesidad de mano de obra.

Soluciones: Máquinas CNC Flexibles Universales con Sistemas de Automatización

La mejor manera de mejorar la productividad de fabricación y reducir mano de obra humana es invertir en máquinas CNC flexibles y universales con sistemas de automatización efectivos y rentables.

Un ejemplo de tales máquinas CNC universales es el Centro de Mecanizado 5 Ejes Hwacheon D2-5AX. También puede considerar el D3-5AX más grande con AWC 20 (Cambiador Automático de Piezas) que permite múltiples estaciones de configuración de trabajo individuales.

Con una capacidad de pieza de trabajo de múltiples partes, que pueden ser del mismo tipo o una mezcla de diferentes partes, puede "combinar y adaptar" su sistema de automatización CNC para adaptarse a sus necesidades únicas de planta. Tales sistemas están disponibles en capacidades de 8, 20 o incluso 40 estaciones. Tenga en cuenta que el tamaño del almacén de piezas seleccionado debe basarse en sus tiempos de ciclo estimados de piezas.

El número de piezas cargadas en el sistema así como el tiempo de ciclo para cada pieza individual definirán la capacidad de su máquina CNC para trabajar sin asistencia humana. Típicamente, se recomienda una cobertura de 4 a 8 horas para terminar todas las piezas cargadas en el almacén AWC.

Al integrar el Centro de Mecanizado 5 Ejes Hwacheon D2-5AX o D3-5AX con AWC 8, 20 o 40, los tiempos de ciclo de fabricación pueden mejorarse, resultando en calendarios de entrega más cortos, capacidad para aceptar más órdenes, mayor volumen de negocio y beneficio.

Otras combinaciones de máquinas CNC con automatización incluyen VESTA-660 / 1000+ con AWC (Cambiador Automático de Piezas), VESTA 1300, M3-5AX, SIRIUS UM+ / SIRIUS-UL+ con MPS (Sistema Multi-Palet), serie CUTEX 180 y serie Hi-TECH 230 con Sistema Gantry GR5 o GR10.

Otra solución para mejorar la precisión de fabricación y logística es usar robots. Los robots pueden agregarse a cualquier tipo de máquina CNC, ya sea una fresadora o un torno/centro de torneado. Sin embargo, si los robots son adecuados depende de varios factores, como la forma, tamaño y peso de las piezas a producir, así como el número de piezas requerido. Tenga en cuenta que los robots generalmente no son adecuados para corridas de producción "Alta Variedad – Bajo Volumen".

La automatización de máquinas CNC proporciona numerosos beneficios a empresas manufactureras. Al automatizar sus operaciones, su fábrica puede lograr mayor precisión de piezas, tiempos de entrega más rápidos, tiempos de configuración reducidos, tiempos de ciclo más cortos, costes por pieza menores y uso más eficiente de espacio de planta y tiempo de producción.

Además, con operación desatendida y mejores sistemas de monitoreo, las fábricas pueden minimizar costes de mano de obra y mejorar la utilización de máquinas, conduciendo a mayor productividad y rentabilidad. Automatizar máquinas CNC ayuda además a aumentar la seguridad en el lugar de trabajo, ya que elimina la necesidad de manejo manual de piezas de trabajo pesadas.

Comience preguntándose la gran pregunta – ¿qué y cómo automatizar eficazmente? Contáctenos si desea discutir posibilidades o responder cualquier consulta.