Maestría en fabricación sin luces: Su guía completa para producción sin operador

Es un desafío encontrar maquinistas altamente calificados. Las demandas de producción casi siempre están aumentando. La fabricación "sin luces" busca aprovechar la tecnología actual en las horas reservadas para el tiempo de inactividad humano y la escasez de talento. Pero hay mucho que entender para que funcione eficientemente y efectivamente en talleres que no están acostumbrados a automatizar. Aquí tiene una guía sobre lo que necesita saber.

Los fabricantes están lidiando con cómo manejar las demandas de producción hoy y en el futuro próximo. Rendimiento, tiempo de ciclo, OEE, ingeniería de procesos, programación de máquinas — estos son los métodos y métricas que impulsan la industria del trabajo de metales actual mientras muchos de los maquinistas más experimentados se jubilan.

Puede dejar a la gerencia de un taller con importantes decisiones de talento y tecnología. ¿Automatizamos o dejamos que máquinas y herramientas estén inactivas más de tres cuartas partes de las horas laborales disponibles?

Muchos talleres se inclinan hacia la fabricación automatizada "sin luces" para las tardes y fines de semana cuando los empleados están en casa o cuando termina el trabajo por turnos.

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 mecanizado sin supervisión — aunque la mayoría lo son con el enfoque y ejecución correctos.

Sin embargo, incluso con esas restricciones, cuanto más sepa sobre cómo automatizar, más producción potencial hay para ayudar a la línea de fondo. Aquí están las preguntas que necesita hacer para planificar y hacer realidad la fabricación sin luces.

¿Tenemos la combinación correcta de piezas para fabricación automatizada?

La primera pregunta debería ser si es adecuado para automatización. Podría pensar que el mecanizado sin supervisión solo es posible para talleres que producen piezas relativamente simples, con tolerancias sueltas, por miles, preferiblemente de aluminio u otro material de libre mecanizado.

No es así. Hay muchos talleres que han apagado las luces en componentes de tolerancia cerrada, altamente complejos de titanio e Inconel — incluso en cantidades unitarias. La receta para el éxito en estos entornos no se basa tanto en qué metal está cortando o las tolerancias que mantiene. 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 piezas son candidatas para algún nivel de automatización siempre que lo siguiente esté intacto:

• Mecánica de control de viruta
• Gestión de vida de herramienta
• Metrología en proceso

Una familia de piezas o una pieza repetida con frecuencia es un excelente lugar para comenzar cualquier iniciativa sin luces.

Profundice en la producción en el artículo "Tiempo de ciclo vs. Tiempo Takt: Por qué importan las diferencias".

¿Tenemos las características de máquina y herramientas correctas para fabricación sin luces?

Cualquier herramienta de máquina CNC puede automatizarse, aunque es decididamente más fácil con ciertos tipos de equipos. Por ejemplo, los tornos vienen estándar con sujeción hidráulica, un prerrequisito para cualquier automatización.

Muchos también están equipados con transportadores de viruta y sistemas de refrigerante de alta presión que ayudan a asegurar que las virutas descarriadas no causen un problema durante la noche.

Agregue un alimentador de barra estilo revista y un sistema de sondeo en proceso para vigilar las cosas y las probabilidades son buenas de que pueda mantener la máquina funcionando sin supervisión por un turno o dos extra.

Es un poco diferente para un centro de mecanizado vertical. No es imposible, ni siquiera terriblemente difícil, pero requiere un poco más de esfuerzo. Un CMV necesita:

• Un robot para cargar y descargar piezas
• Un transportador para mover material en bruto y piezas mecanizadas fuera
• Un torno automatizado o sistema de pallets
• Una forma efectiva de sacar virutas del área de trabajo

Los centros de mecanizado horizontales son los más amigables para automatización de todos. Un CMH elimina muchas deficiencias del CMV, especialmente cuando está equipado con un pool de pallets o sistema de pallets lineal.

Sea cual sea el tipo o marca de máquina, sin embargo, debería tener: la potencia de husillo necesaria para remover metal efectivamente, ser lo suficientemente precisa para cumplir tolerancias de pieza sin supervisión, y ser extremadamente confiable.

Las máquinas más nuevas también están equipadas con capacidad de red basada en Ethernet. También a menudo vienen con sensores avanzados que hacen más fácil monitorear condiciones de mecanizado y analizar eventos que pueden haber ocurrido durante la noche.

Otra forma de reducir costos y aumentar eficiencia es reciclando refrigerantes y fluidos. Vea cómo en "Reciclar FMF puede ayudar a reducir la eliminación de refrigerante de máquina".

¿Tenemos el utillaje y sujeción de pieza amigables para automatización?

Para maximizar las capacidades sin luces de una máquina, debería tener muchas estaciones de herramienta extra junto con algún tipo de función de gestión de vida de herramienta.

¿El objetivo? Hacerlo fácil para los programadores de máquinas CNC para llamar herramientas de corte de repuesto en intervalos predeterminados o cuando el sistema de sondeo indique que la herramienta se ha desgastado. Esto es menos una preocupación al cortar materiales como acero dulce o aluminio, pero la necesidad de herramientas redundantes se vuelve cada vez más importante a medida que se adentra en el territorio del acero inoxidable y superaleaciones.

Esto presenta otro argumento fuerte para un CMH: La mayoría de los fabricantes de máquinas proporcionan opciones para revistas de herramientas masivas y sistemas de almacenamiento de herramientas centralizados. Un torno multitarea con capacidades de cambio de herramienta es una opción mucho mejor para trabajo sin luces que un torno de torreta básico.

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

Otros tipos de utillaje que importan para fabricación sin luces incluyen: sujeción de punto cero de cambio rápido, mordazas y fijaciones de cambio rápido, y tornos hidráulicos o neumáticos. Todas estas áreas de utillaje aumentarán la flexibilidad del taller y reducirán el tiempo de inactividad de la máquina.

¿Tenemos monitoreo remoto, software y maquinistas de guardia?

El sondeo montado en husillo o torreta es crítico para detección de herramienta rota, validación de colocación de pieza de trabajo y medición en proceso. Estos sistemas ahora son estándar en muchas herramientas de máquina.

Se fueron los días de programas macro complejos. Los sistemas de monitoreo y software de hoy son mucho más fáciles de usar que antes.

El sondeo es un componente necesario de cualquier estrategia de mecanizado sin supervisión, pero los talleres también deberían tener algún nivel de capacidades de monitoreo remoto. Esto podría ser algo tan simple como una notificación del CNC al celular del maquinista de guardia para la semana sobre una máquina que se detiene.

Tome nota: Tiene que haber alguna intervención humana en un enfoque sin luces. Estos sistemas de monitoreo requieren que la información sea enviada a una persona en caso de parada de máquina, fallo de herramienta u otro problema. Lo último que cualquier taller quiere es una parada de trabajo completa que afecte la producción diurna. El objetivo es aún evitar tiempo de inactividad, así que tener una rotación de maquinistas de guardia es imperativo.

También es factible montar cámaras dentro de cada máquina e iniciar sesión en el control de la máquina a través de la red privada virtual de la empresa. De esta manera, el maquinista de guardia puede asomarse y diagnosticar un problema remotamente o determinar el nivel de severidad de la reparación necesaria.

Los maquinistas también deberían tener acceso a software de simulación de mecanizado para asegurarse de que no habrá sorpresas en las trayectorias de herramienta post-procesadas. También necesitan un criadero de herramientas bien organizado,

No tome la fabricación sin luces a la ligera

Puede parecer fácil — y puede que ya esté usando algunas de las herramientas y tecnologías de ahorro de tiempo para ayudar a que su taller funcione bien hoy. Pero es importante entender que se requiere un esfuerzo real de ingeniería en desarrollo y validación de procesos, configuración y gestión de rutinas de sondeo, gestión de vida de herramienta, robots y pinzas, y sistemas de monitoreo remoto.

Encima de todo eso, las herramientas de máquina en sí deben mantenerse en excelente orden de funcionamiento. Dé atención especial a mantenimiento rutinario de máquina y herramienta, gestión de refrigerante y organización del taller para que las sorpresas nocturnas se mantengan al mínimo.

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

¿Su taller hace fabricación sin luces? ¿Qué es lo que la mayoría de talleres no se dan cuenta al respecto? Opine y haga preguntas en el foro de mecanizado.