CNC-Automatisierung: Wesentliche Einblicke zur Optimierung der Fertigungseffizienz

In der heutigen schnelllebigen Fertigungsumgebung ist Automatisierung zu einem entscheidenden Aspekt der CNC-Bearbeitung geworden. Richtig umgesetzt, kann CNC-Automatisierung Ihre Fabrikabläufe revolutionieren und deren Effizienz optimieren.

Die Integration von Automatisierung in die CNC-Bearbeitung kann jedoch ein komplexer und herausfordernder Prozess sein. Sie erfordert oft sorgfältige Planung und Implementierung, um Erfolg zu gewährleisten.

Wenn es um die Automatisierung Ihrer CNC-Werkzeugmaschinen geht, ist es essenziell, verschiedene Faktoren zu berücksichtigen und eine gut durchdachte Strategie zu haben. Die große Frage ist nicht, ob automatisiert werden soll, sondern was und wie effektiv automatisiert werden kann.

Was ist CNC-Automatisierung?

CNC-Automatisierung transformiert, wie CNC-Werkzeugmaschinen im Produktionsprozess eingesetzt werden. Durch Reduzierung menschlicher Eingriffe erhöht sie Ihre Shopfloor-Produktivität, senkt Kosten, verbessert Ihre Arbeitsumgebung und stärkt die Gesamtqualität Ihrer Produkte.

Der erste Aspekt der CNC-Automatisierung ist der Transport von Werkstücken oder Paletten durch den Fertigungsprozess. Dies beinhaltet das Bewegen von einer Werkzeugmaschine zur anderen oder zu unterstützenden Geräten wie Waschstationen oder Messzellen. Dadurch können Sie Ihren Fertigungsprozess straffen, um ihn reibungsloser und effizienter zu gestalten, während Sie heutige Ausfallzeiten zur Produktionssteigerung nutzen.

Ein weiterer Schlüsselaspekt der CNC-Automatisierung ist das Management von Informationen und Daten. Dies umfasst die Aktualisierung von Produktionsausführungsplänen, Optimierung der Ressourcennutzung und Priorisierung von Produktionsaufträgen. Dies reduziert Fehler und verbessert die Gesamtqualität.

Was in der CNC-Bearbeitung automatisiert werden sollte

Überlegen Sie, was Sie in Ihrem CNC-Bearbeitungsprozess automatisieren sollten? Typischerweise wird CNC-Automatisierung in zwei Hauptkomponenten unterteilt: die physische Bewegung von Gegenständen und die Straffung der Produktionsplanung und -verwaltung.

#1 Physische Bewegungen automatisieren

Zunächst betrachten Sie, wie Sie automatisierte Hardware einsetzen können, um physische Bewegungen und Operationen auf Ihrem Shopfloor zu unterstützen. Einige dieser Aktivitäten umfassen:

• Transport von Teilen, die auf Paletten oder Spannvorrichtungen montiert sind, zu und von der Maschinentisch.
• Automatisiertes Be- und Entladen von Teilen mithilfe von Robotern oder mechanischen Armen auf Spannvorrichtungen.
• Direktes Übertragen von Werkstücken auf den Maschinentisch oder Spannfutter.
• Automatisierte Werkzeugeinstellungen oder -wechsel.
• Greifer- und Werkzeugwechsel an Robotern.
• Werkzeugtransfers zu Werkzeugmagazinen.
• Werkstückbewegungen zu und von Prozessen wie Entgraten, Waschen, Wärmebehandlung, Markieren, Polieren und Messen.
• Rohmaterialmanagement und -transfer.
• Halbfertigproduktmanagement und -transfer.
• Einfacher Transfer zu Messsystemen.

Der wichtigste Vorteil der Automatisierung dieser mühsamen und arbeitsintensiven Aufgaben liegt in der Schaffung einer besseren Arbeitsumgebung für Ihre Maschinenbediener. Über das Personalwohl hinaus hilft Automatisierung, Fehler zu reduzieren, Geschwindigkeit und Effizienz zu verbessern, Teilequalität zu stärken und Produktionskapazität zu erhöhen.

#2 Automatisierte Produktionsplanung

Als Nächstes betrachten Sie, wie Sie Automatisierung einsetzen können, um Ihren Produktionsplanungsprozess zu straffen. Es gibt mehrere Aspekte zu beachten.

a) Informationsflüsse

Automatisieren Sie, wie Informationen zwischen Ihren verschiedenen Datensystemen, Maschinen und Zellen fließen. Dies hält Ihre Systeme synchron, reduziert Fehlerwahrscheinlichkeit und verbessert Effizienz.

b) Dynamische Produktionsplanung

Automatisierung hilft Ihnen, Ihren Produktionsplan proaktiv basierend auf Produktionsaufträgen und deren Prioritäten zu aktualisieren. Aufträge können automatisch aus einem ERP-System abgerufen werden, was manuelle Eingriffe reduziert. Dies stellt sicher, dass die Produktion stets reibungslos läuft und Aufträge termingerecht erfüllt werden.

c) Verbesserte Maschinenbedienerführung

Angemessene Führungsniveaus können Bedienern bereitgestellt werden. Dies hilft ihnen, die richtigen Aktionen zum richtigen Zeitpunkt auszuführen, menschliche Fehler zu minimieren und den Produktionsprozess für Bediener zu erleichtern.

d) Konsistente Produktionsabwicklung

Mit Automatisierung können Werkstückfertigungsanweisungen konsistent gehandhabt werden. Jeder Produktionslauf kann konstant gehalten werden, mit gewahrter Qualität.

e) Proaktives Ressourcenmanagement

Verbessertes Ressourcenmanagement ist eine weitere wichtige Dimension der Automatisierung. Dies können Spannvorrichtungen, Paletten, Greifer, Rohmaterialien, NC-Programme, Schneidwerkzeuge, Werkzeugdaten und Offsets sein. Durch Überwachung Ihrer Bearbeitungsressourcen und Berichterstattung über fehlende Ressourcen wird die Produktion nicht durch Ressourcenknappheit beeinträchtigt.

f) Maschinen- und Produktions-KPIs überwachen

Automatisierung hilft Ihnen, das Reporting und die Analytik von Maschinen- und Produktions-KPIs besser zu managen, wie Auslastung, Overall Equipment Effectiveness (OEE) und Verfügbarkeit. Das System bietet auch Auftragsfortschrittsansichten, was das Verfolgen des Fortschritts jedes Auftrags erleichtert und sicherstellt, dass die Produktion reibungslos läuft. Sie erhalten auch bessere Transparenz über Ihr Inventar und laufende Aufträge.

g) Produktionshistorie nachverfolgen

Schließlich hilft Ihnen das richtige Automatisierungssystem, Ihre Produktionshistorie und Rückverfolgbarkeit aufzuzeichnen. Dies liefert ein klares Bild davon, was während jedes Produktionslaufs passiert ist, und erleichtert die Identifizierung und Lösung von Problemen.

Wann Sie Ihre CNC-Bearbeitungsoperationen automatisieren sollten

Hier sind einige Schlüsselaspekte für Fertigungsunternehmen wie Ihres, um zu bestimmen, wann es an der Zeit sein könnte, Ihre CNC-Maschinenoperationen zu automatisieren:

#1 Hohe Arbeitslast

Wenn die Arbeitslast Ihrer CNC-Maschinen so weit angestiegen ist, dass manuelle Operationen übermäßig zeitaufwändig oder ineffizient werden, kann Automatisierung eine Lösung sein.

#2 Steigende Personalkosten

Wenn Ihre Personalkosten wie Löhne und Sozialleistungen zu hoch geworden sind, sollten Sie Automatisierung in Betracht ziehen, um Kosten zu senken.

#3 Bessere Qualitätskontrolle

Automatisierung kann helfen, konsistente Qualität zu gewährleisten, indem sie das Potenzial für menschliche Fehler in Ihren CNC-Bearbeitungsoperationen eliminiert.

#4 Produktionskapazität verbessern

Möchten Sie Ihre Produktionskapazität und Durchsatz erhöhen? Automatisierung kann helfen, die Produktionseffizienz zu steigern, indem sie Stillstandszeiten reduziert, Maschinenauslastung erhöht und Zykluszeiten verkürzt. Die Nutzung aktueller Ausfallzeiten für Produktionszwecke kann erhebliche Vorteile bringen.

#5 Bessere Gerätewartung

Automatisierung kann helfen, Reparatur- und Wartungskosten im Zusammenhang mit CNC-Maschinen zu reduzieren sowie deren Langlebigkeit und Leistung zu verbessern. (Laden Sie unsere Checkliste zur Verbesserung der CNC-Maschinenwartung herunter.)

#6 Wettbewerbsvorteil stärken

Um Ihrer Konkurrenz voraus zu sein und als Erster auf den Markt zu kommen, müssen Sie in die richtige CNC-Automatisierungstechnologie investieren. Dies ermöglicht Ihnen auch, mit dem neuesten Trend zur Automatisierung im Fertigungssektor Schritt zu halten.

Die Automatisierung von CNC-Maschinenoperationen kann vielen Fertigungsunternehmen Vorteile bringen, darunter erhöhte Effizienz, reduzierte Kosten, verbesserte Qualitätskontrolle und besseren Wettbewerbsvorteil.

Durch sorgfältige Abwägung der oben genannten Faktoren können Sie bestimmen, wann es an der Zeit sein könnte, Ihre CNC-Maschinenoperationen zu automatisieren.

Vorteile der CNC-Automatisierung

Sollten Sie Zeit und Geld in die Automatisierung Ihrer CNC-Bearbeitungsprozesse investieren? Betrachten Sie diese Vorteile.

#1 Erhöhte Teilepräzision

Automatisiertes Teilehandling führt zu konsistenter Genauigkeit. Mit den richtigen Messsystemen in jeder CNC-Maschine können Sie jeden Teilebezugspunkt präzise finden und die CNC-Programme entsprechend anpassen.

#2 Kürzere Durchlaufzeiten

Indem Sie Ihre Produktion kontinuierlich mit unbemannten Operationen am Laufen halten, genießen Sie kürzere Lieferzeiten. Die Flexibilität, Teile auf Abruf zu produzieren, ermöglicht schnelle Durchlaufzeiten für dringende Aufträge.

#3 Reduzierte Rüstzeiten

Mit weniger Personalbedarf für einzelne Maschinenoperationen werden Teilehandling und Rüsten an dedizierten Be-/Entladestationen durchgeführt, ohne die Produktionslinie zu stören.

#4 Verringerte Zykluszeiten

Operationen können in überlappenden Läufen synchronisiert werden, sodass zwei oder mehr verschiedene Maschinen gleichzeitig Operationen durchführen.

#5 Geringere Kosten pro Teil

Genießen Sie signifikante Kosteneinsparungen durch den Übergang zu 24/7-Betrieb sowie reduzierte Stillstandszeiten und kürzere Be-/Entladeprozesse.

#6 Platzersparnis

Konsolidierung von Bearbeitungsoperationen mit automatisierten Lösungen führt zu weniger genutzter Grundfläche.

#7 Unbemannter Betrieb

Reduzieren Sie Personalkosten, da ein einzelnes System von einem einzelnen Bediener verwaltet werden kann.

#8 Verbesserte Maschinenüberwachung

Berichte über Maschineneffizienz können empfangen und das System remote überwacht werden, sogar während der Nachtstunden.

#9 Vereinfachte Spannvorrichtungen

Sparen Sie Produktionskosten, indem Sie komplexe Spannvorrichtungen eliminieren.

#10 Effiziente Werkzeugnutzung

Automatisierung hilft Ihnen, Werkzeugkosten zu sparen, indem sie Werkzeugredundanz eliminiert.

#11 Erhöhte Arbeitssicherheit

Die Arbeitsumgebung wird sicherer, insbesondere beim Handling schwerer Werkstücke.

CNC-Automatisierungsherausforderungen und Lösungen

Was sind die größten Herausforderungen bei der Automatisierung Ihrer CNC-Bearbeitungsaufträge und wie können Sie sie lösen?

Sehen wir uns diese CNC-Automatisierungsherausforderungen und Lösungen an.

Herausforderung 1: Produktionskapazität steigern müssen

Jedes Unternehmen möchte seine Produktionskapazität, Geschäftsvolumen und Gewinne erhöhen. Fertigungsaufträge sind oft Kleinauftrags-Serien, die flexible Maschinen und Operationen erfordern.

Um dies zu adressieren, können Unternehmen intelligente Planung einbeziehen und unproduktive Zeiten wie Pausen und Nachtbetrieb nutzen, um Maschinen und Personal effizienter einzusetzen. Dies führt zu schnelleren Produktionszyklen und kosteneffektiveren Operationen.

Zusätzlich können Produktionstechniken wie High-Mix–Low-Volume-Produktion hilfreich sein.

Herausforderung 2: Fabrikplatz und Deckenhöhenbeschränkungen

Mit der Knappheit von Grundstücken in städtischen Gebieten befinden sich mehr Bearbeitungsanlagen in Hochhäusern. Solche Fabriken stehen vor Platzbeschränkungen durch sowohl verfügbare Grundfläche als auch Deckenhöhe.

Dies wird durch die Notwendigkeit weiter verkompliziert, Maschinen und Ausrüstung vom Erdgeschoss in den zweiten oder dritten Stock oder noch höher zu heben. Leider kann dies teuer sein und oft zwei Kräne erfordern. Der Zugang kann auch durch Wände blockiert sein, die den Zugang zur Fabrik versperren. Das Durchbrechen dieser Wände erfordert Genehmigung und anschließenden Wiederaufbau.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, kann ein integriertes CNC-Maschinensetup mit mehreren kleineren Werkstücken eine tragfähige Lösung sein.

Herausforderung 3: Begrenzte Strom- und Druckluftversorgung

Wenn eine Fabrik mehr Bearbeitungszentren hat, benötigt sie mehr Druckluft, was teure Kompressoren mit höherer Kapazität erfordert, die nahe an den Maschinen platziert werden müssen. Zudem sind Energiekosten seit Covid-19 erheblich gestiegen. Wenn es eine Beschränkung bei Strom- und Druckluftversorgung gibt, kann es sehr kostspielig sein, die bestehende Stromversorgung der Fabrik zu erhöhen.

Wenn eine Fabrik jedoch weniger Maschinen einsetzt, kann sie ihre Investitions- und Overhead-Kosten reduzieren. Um diese Herausforderungen zu adressieren, erwägen Sie ein CNC-Bearbeitungssetup, das mehr Bearbeitungsstunden bei begrenztem Energieverbrauch ermöglichen kann.

Herausforderung 4: Personalrestriktionen

Es gibt ein globales Phänomen eines Mangels an verfügbarem Personal, das auch Unternehmen in Asien und Singapur betrifft. Aufgrund verschiedener Gründe wie Rekrutierungseinschränkungen und mangelnder Erfahrung für spezifische Jobs ist lokales Personal nicht ausreichend verfügbar. Dieser Mangel hat zu steigenden Kosten für Unternehmen geführt.

Um dieser Herausforderung zu begegnen, erwägen Sie die Implementierung flexibler CNC-Automatisierungssysteme, die den Personalbedarf reduzieren können.

Lösungen: Flexible universelle CNC-Maschinen mit Automatisierungssystemen

Der beste Weg, die Fertigungsproduktivität zu verbessern und menschliche Arbeit zu reduzieren, ist die Investition in flexible und universelle CNC-Maschinen mit effektiven und kosteneffizienten Automatisierungssystemen.

Ein Beispiel für solche universellen CNC-Maschinen ist das Hwacheon 5-Achs-Bearbeitungszentrum D2-5AX. Sie können auch das größere D3-5AX mit AWC 20 (Automatischer Werkstückwechsler) in Betracht ziehen, das mehrere und individuelle Werkstück-Einrichtstationen ermöglicht.

Mit einer Werkstückkapazität von mehreren Teilen, die derselben Art oder eine Mischung verschiedener Teile sein können, können Sie Ihr CNC-Automatisierungssystem „mix-and-match“ an Ihre einzigartigen Shopfloor-Bedürfnisse anpassen. Solche Systeme sind in 8, 20 oder sogar 40 Stationenkapazitäten verfügbar. Beachten Sie, dass die Größe des Werkstückmagazins basierend auf Ihren geschätzten Teilezykluszeiten ausgewählt werden sollte.

Die Anzahl der in das System geladenen Teile sowie die Zykluszeit für jedes einzelne Teil definieren die Fähigkeit Ihrer CNC-Maschine, ohne menschliche Unterstützung zu arbeiten. Typischerweise wird eine 4- bis 8-Stunden-Abdeckung empfohlen, um alle in das AWC-Magazin geladenen Teile zu fertigen.

Durch Integration des Hwacheon 5-Achs-Bearbeitungszentrums D2-5AX oder D3-5AX mit AWC 8, 20 oder 40 können Fertigungszykluszeiten verbessert werden, was zu kürzeren Lieferterminen, der Fähigkeit, mehr Aufträge anzunehmen, erhöhtem Geschäftsvolumen und Gewinn führt.

Weitere CNC-Maschinen mit Automatisierungskombinationen umfassen VESTA-660 / 1000+ mit AWC (Automatischer Werkstückwechsler), VESTA 1300, M3-5AX, SIRIUS UM+ / SIRIUS-UL+ mit MPS (Multi-Palettensystem), CUTEX 180 Serie und Hi-TECH 230 Serie mit Portalsystem GR5 oder GR10.

Eine weitere Lösung zur Verbesserung der Fertigungs- und Logistikgenauigkeit ist der Einsatz von Robotern. Roboter können zu jedem Typ von CNC-Maschine hinzugefügt werden, sei es eine Fräsmaschine oder ein Drehzentrum. Ob Roboter geeignet sind, hängt jedoch von verschiedenen Faktoren ab, wie Form, Größe und Gewicht der zu produzierenden Teile sowie der Stückzahl. Beachten Sie, dass Roboter in der Regel nicht für „High-Mix–Low-Volume“-Produktionsläufe geeignet sind.

CNC-Maschinenautomatisierung bietet zahlreiche Vorteile für Fertigungsunternehmen. Durch Automatisierung Ihrer Operationen kann Ihre Fabrik verbesserte Teilegenauigkeit, schnellere Lieferzeiten, reduzierte Rüstzeiten, kürzere Zykluszeiten, geringere Kosten pro Teil und effizientere Nutzung von Grundfläche und Produktionszeit erreichen.

Zusätzlich ermöglichen unbemannter Betrieb und bessere Überwachungssysteme Fabriken, Personalkosten zu minimieren und Maschinenauslastung zu verbessern, was zu gesteigerter Produktivität und Rentabilität führt. Die Automatisierung von CNC-Maschinen trägt zudem zur Erhöhung der Arbeitssicherheit bei, da sie die manuelle Handhabung schwerer Werkstücke eliminiert.

Starten Sie, indem Sie sich die große Frage stellen – was und wie effektiv automatisieren? Kontaktieren Sie uns, wenn Sie Möglichkeiten besprechen oder Fragen beantwortet haben möchten.