Automatización CNC:conocimientos esenciales para optimizar la eficiencia de fabricación

En el acelerado entorno de fabricación actual, la automatización se ha convertido en un aspecto crucial del mecanizado CNC. Si se hace bien, la automatización CNC puede revolucionar las operaciones de su fábrica y optimizar su eficiencia.

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

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

¿Qué es la automatización CNC?

La automatización CNC transforma la forma en que se utilizan las máquinas herramienta CNC en el proceso de producción. Al reducir la intervención humana, aumenta la productividad de su taller, reduce los costos, 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 de trabajo o paletas a través del proceso de fabricación. Esto implica trasladarlos de una máquina herramienta a otra o a dispositivos de soporte como estaciones de lavado o celdas de medición. Al hacerlo, puede optimizar 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 los planes de ejecución de producción, optimizar la utilización de recursos y priorizar las órdenes de producción. Al hacerlo, se reducen los errores y se mejora la calidad general.

Qué automatizar en el mecanizado CNC

¿Estás pensando en lo que deberías automatizar en tu proceso de mecanizado CNC? Normalmente, la automatización CNC se divide en dos componentes principales:el movimiento físico de artículos y la racionalización de la planificación y gestión de la producción.

#1 Automatización de movimientos físicos

Primero, considere cómo puede implementar hardware automatizado para ayudar en el movimiento físico y las operaciones en su taller. Algunas de estas actividades incluyen:

• Transferencias de piezas montadas sobre paletas o dispositivos de sujeción de piezas hacia y desde la mesa de trabajo de la máquina.
• Carga y descarga automatizada de piezas con ayuda de robots o brazos mecánicos en los utillajes.
• Transferencia directa de piezas de trabajo a la mesa de la máquina o al mandril
• Ajustes o cambios de herramientas automatizados
• Cambios de pinzas y herramientas en robots
• Transferencias de herramientas a almacenes de herramientas
• Movimientos de piezas de trabajo hacia y desde procesos como desbarbado, lavado, tratamiento térmico, marcado, pulido y medición.
• Gestión y traslados de materia prima
• Gestión y traslados de producto semiacabado
• Fácil transferencia a sistemas de medición

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

N.º 2 planificación de producción automatizada

A continuación, considere cómo puede implementar la 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, lo que reduce la posibilidad de errores y mejora la eficiencia.

b) Planificación dinámica de la producción

La automatización le ayuda a actualizar de forma proactiva su plan de producción en función de las órdenes de producción y sus prioridades. Los pedidos se pueden recuperar automáticamente desde un sistema ERP, lo que reduce las entradas manuales. Esto garantiza que la producción siempre se desarrolle sin problemas y que los pedidos se cumplan a tiempo.

c) Guía mejorada para el operador de la máquina

Se pueden proporcionar niveles adecuados de orientación a los operadores. Esto les ayuda a tomar las acciones correctas en el momento adecuado, minimizando los errores humanos y facilitando el proceso de producción para los operadores.

d) Manejo de producción consistente

Con la automatización, las instrucciones de fabricación de piezas de trabajo se pueden manejar de manera consistente. Cada tirada de producción se puede mantener constante y mantener la calidad.

e) Gestión proactiva de recursos

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

f) Supervisar los KPI de producción y máquinas

La automatización le ayuda a gestionar mejor los informes y análisis de los KPI de producción y máquinas, como su utilización, la eficacia general del equipo (OEE) y la disponibilidad. El sistema también proporciona vistas del progreso de los pedidos, lo que facilita el seguimiento del progreso de cada pedido y garantiza que la producción se desarrolle sin problemas. También puede obtener una mejor visibilidad de su inventario y trabajos en progreso.

g) Historial de producción de seguimiento

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

Cuándo automatizar sus operaciones de mecanizado CNC

A continuación se presentan algunas consideraciones clave para que las empresas de fabricación como la suya determinen cuándo podría ser el momento de automatizar las operaciones de su máquina CNC:

N.º 1 en carga de trabajo elevada

Cuando la carga de trabajo de sus máquinas CNC ha aumentado hasta el punto en que las operaciones manuales consumen demasiado tiempo o son ineficientes, la automatización puede ser una solución.

#2 Aumento de los costes laborales

Si los costos de su personal, como salarios y beneficios para empleados, se han vuelto demasiado altos, debería considerar recurrir a la automatización para reducir costos.

N.º 3 Mejor control de calidad

La automatización puede ayudar a garantizar una calidad constante al eliminar la posibilidad de errores humanos en sus operaciones de mecanizado CNC.

#4 Mejorar la capacidad de producción

¿Está buscando aumentar su capacidad de producción y su rendimiento? La automatización puede ayudar a aumentar la eficiencia de la producción al reducir el tiempo de inactividad, aumentar la utilización de la máquina y reducir los tiempos de los ciclos. Aprovechar los tiempos de inactividad actuales para fines de producción puede generar ventajas significativas.

#5 Mejor mantenimiento del equipo

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

#6 Fortalecer la ventaja competitiva

Para mantenerse por delante de la competencia y ser el primero en comercializar, debe invertir en la tecnología de automatización CNC adecuada. Esto también le permite mantenerse al tanto de las últimas tendencias hacia la automatización en el sector manufacturero.

La automatización de las operaciones de las máquinas CNC puede aportar muchos beneficios a las empresas manufactureras, incluida una mayor eficiencia, reducción de costos, un mejor control de calidad y una mejor ventaja competitiva. 

Al considerar cuidadosamente los factores anteriores, puede determinar cuándo podría ser el momento de automatizar las operaciones de su máquina CNC.

Beneficios de la automatización CNC

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

Precisión de piezas mejorada n.º 1

El manejo automatizado de piezas da como resultado una precisión constante. Con los sistemas de medición adecuados en cada máquina CNC, puede encontrar con precisión el punto de referencia de cada pieza y ajustar los programas CNC en consecuencia.

#2 Plazo de entrega más corto

Al mantener constantemente su producción en funcionamiento con operaciones no tripuladas, podrá disfrutar de plazos de entrega más cortos. La flexibilidad para producir piezas bajo demanda le permite lograr tiempos de rotación rápidos para pedidos urgentes.

#3 Tiempo de configuración reducido

Al requerir menos mano de obra para las operaciones individuales de las máquinas, el manejo y la configuración de las piezas se realizan en estaciones de carga/descarga designadas sin ninguna interrupción en la línea de producción.

#4 Tiempo de ciclo reducido

Las operaciones se pueden sincronizar en ejecuciones superpuestas, lo que permite que dos o más máquinas diferentes realicen operaciones simultáneamente.

#5 Menor costo por pieza

Disfrute de importantes ahorros de costos al realizar la transición a una operación 24 horas al día, 7 días a la semana, así como un tiempo de inactividad reducido y procesos de carga/descarga más cortos.

#6 Ahorro de espacio

La consolidación de las operaciones de mecanizado con soluciones automatizadas permite utilizar menos espacio.

#7 Operación no tripulada

Reduzca sus costos de mano de obra ya que un solo operador puede administrar un único sistema.

N.º 8 Monitoreo mejorado de la máquina

Se pueden recibir informes sobre la eficiencia de la máquina y el sistema se puede monitorear de forma remota, incluso durante la noche.

#9 Accesorios simplificados

Ahorre sus costos de producción eliminando accesorios complejos.

N.º 10 Uso eficiente de herramientas

La automatización le ayuda a ahorrar en costes de herramientas al eliminar la redundancia de herramientas.

#11 Aumentar la seguridad de los trabajadores

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

Retos y soluciones de automatización CNC

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

Veamos estos desafíos y soluciones de automatización CNC aquí.

Desafío 1:Necesidad de aumentar la capacidad de producción

Toda empresa quiere aumentar su capacidad de producción, su volumen de negocio y sus beneficios. Los pedidos de fabricación suelen ser pedidos por lotes más pequeños, que requieren que la maquinaria y las operaciones sean flexibles. 

Para abordar esto, las empresas pueden incorporar una planificación inteligente y utilizar tiempos no productivos, como descansos y operaciones nocturnas, para hacer un uso más eficiente de las máquinas y la mano de obra. Esto da como resultado ciclos de producción más rápidos y operaciones más rentables. 

Además, puede resultar útil utilizar técnicas de producción como High Mix – producción de bajo volumen.

Desafío 2:Restricciones de altura de techo y espacio en la fábrica

Debido a la escasez de terreno en las zonas urbanas, cada vez más instalaciones de mecanizado se ubican en edificios de gran altura. Estas fábricas se enfrentan a limitaciones de espacio debido tanto al espacio disponible como a la altura de los techos. 

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

Para abordar estos desafíos, una configuración de máquina CNC integrada 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, necesita más aire, lo que significa que hay que comprar compresores de aire caros y de mayor capacidad y colocarlos cerca de las máquinas. Además, los costos de energía han aumentado significativamente desde Covid-19. Si hay una limitación en el suministro de energía y aire, puede resultar muy costoso aumentar el nivel de suministro de energía de la fábrica existente.

Sin embargo, si una fábrica utiliza menos máquinas, puede reducir su inversión y sus costos generales. Para abordar estos desafíos, considere una configuración de mecanizado CNC que pueda atender más horas de mecanizado y al mismo tiempo utilizar un consumo de energía limitado.

Desafío 4:Limitaciones de mano de obra

Existe un fenómeno global de escasez de mano de obra disponible, que también ha afectado a empresas de Asia y Singapur. Por diversas razones, como limitaciones en la contratación y falta de experiencia para trabajos específicos, la mano de obra local no está disponible en cantidad suficiente. Esta escasez ha provocado un aumento de los costes 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 universales flexibles con sistemas de automatización 

La mejor manera de mejorar la productividad de fabricación y reducir el trabajo humano es invertir en máquinas CNC flexibles y universales con sistemas de automatización eficaces y rentables. 

Un ejemplo de estas máquinas CNC universales es el centro de mecanizado de 5 ejes Hwacheon D2-5AX. También puede considerar el D3-5AX más grande con AWC 20 (cambiador automático de piezas de trabajo) que permite estaciones de configuración de trabajo múltiples e individuales. 

Con una capacidad de piezas de trabajo de múltiples piezas, que pueden ser del mismo tipo o una combinación de piezas diferentes, puede "mezclar y combinar" su sistema de automatización CNC para satisfacer las necesidades específicas de su taller. Estos sistemas están disponibles en capacidades de 8, 20 o incluso 40 estaciones. Tenga en cuenta que el tamaño del almacén de piezas de trabajo seleccionado debe basarse en los tiempos de ciclo de piezas estimados. 

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

Al integrar el centro de mecanizado de 5 ejes Hwacheon D2-5AX o D3-5AX con AWC 8, 20 o 40, se pueden mejorar los tiempos del ciclo de fabricación, lo que resulta en cronogramas de entrega más cortos, capacidad para aceptar más pedidos, mayor volumen de negocios y ganancias.

Otras máquinas CNC con combinaciones de automatización incluyen VESTA-660 / 1000+ con AWC (cambiador automático de piezas de trabajo), VESTA 1300, M3-5AX, SIRIUS UM+ / SIRIUS-UL+ con MPS (sistema de paletas múltiples), serie CUTEX 180 y serie Hi-TECH 230 con sistema de pórtico GR5 o GR10.

Otra solución más para mejorar la precisión de la fabricación y la logística es utilizar robots. Se pueden añadir robots a cualquier tipo de máquina CNC, ya sea una fresadora o un torno/centro de torneado. Sin embargo, la idoneidad de los robots depende de varios factores, como la forma, el tamaño y el peso de las piezas que se van a producir, así como del número de piezas necesarias. Tenga en cuenta que los robots normalmente no son adecuados para tiradas de producción de "alta mezcla - bajo volumen".

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

Además, con operaciones desatendidas y mejores sistemas de monitoreo, las fábricas pueden minimizar los costos de mano de obra y mejorar la utilización de las máquinas, lo que conduce a una mayor productividad y rentabilidad. La automatización de las máquinas CNC ayuda aún más a aumentar la seguridad en el lugar de trabajo, ya que elimina la necesidad de manipular manualmente piezas de trabajo pesadas. 

Comience planteándose la gran pregunta:¿qué y cómo automatizar de forma eficaz?  Contáctenos si desea discutir posibilidades o responder cualquier consulta.