Fertigung ohne Beleuchtung:5 wesentliche Elemente, die Sie zur Automatisierung Ihrer Fabrik benötigen

Die „Lights-out“-Fertigung nutzt Industrie 4.0-Technologie, um Ihre Abläufe zu automatisieren, sodass sie ohne menschliche Arbeitskraft ablaufen. Es ermöglicht Unternehmen, Maschinen auch nach Feierabend und trotz Fachkräftemangel am Laufen zu halten. Hier sind fünf Faktoren, die dazu beitragen, dass die Lights-Out-Fertigung für Sie funktioniert.

In den letzten Monaten waren Fertigungsunternehmen aufgrund der COVID-19-Pandemie mit Unterbrechungen der Lieferkette, Werksschließungen und eingeschränkter Personalverfügbarkeit konfrontiert.

Infolgedessen sind Automatisierungslösungen wie Robotik und Softwaresteuerung attraktiver geworden. Das Versprechen der Lights-out-Fertigung hat ebenfalls zugenommen und könnte ein wichtiger Faktor sein, wenn es darum geht, Unternehmen dabei zu helfen, mit voller Kapazität zu arbeiten.

Automatisierte Fabriken, die Lights-Out-Fertigung verwenden, sind vollständig automatisiert und erfordern kein Eingreifen von Menschen. Anstatt Maschinen und Werkzeuge ungenutzt zu lassen, kann die Betriebsleitung sie abends und am Wochenende betreiben, wenn die Mitarbeiter zu Hause oder nicht verfügbar sind.

Es gibt Vorbehalte. Es muss genug Arbeit für die Maschinen und Anlagen vorhanden sein, um die Investition zu rechtfertigen. Nicht alle hergestellten Teile sind für die unbeaufsichtigte Bearbeitung geeignet – die meisten jedoch mit dem richtigen Ansatz und der richtigen Ausführung.

Doch selbst mit diesen Einschränkungen gilt:Je mehr Sie über die Automatisierung von Fabriken wissen, desto mehr potenzielle Ergebnisse können das Endergebnis verbessern. Hier sind fünf wesentliche Elemente, die erforderlich sind, um Lights-Out-Fertigung Wirklichkeit werden zu lassen.

1. Der richtige Teile-Mix

Sie denken vielleicht, dass die Lights-Out-Fertigung nur für Werkstätten möglich ist, die relativ einfache, lose tolerierte Teile zu Tausenden herstellen, vorzugsweise aus Aluminium oder anderen frei zerspanbaren Materialien.

Nicht so. Viele Geschäfte haben das Licht auf eng tolerierte, hochkomplexe Titan- und Inconel-Komponenten gedreht – sogar in einmaligen Mengen.

Das Erfolgsrezept in diesen Umgebungen basiert nicht so sehr darauf, welches Metall Sie schneiden oder welche Toleranzen Sie einhalten. Es geht mehr um die Schritte, die Sie unternehmen, um die Variablen der Bearbeitung zu erobern.

Wenn der Prozess stabil und vorhersehbar ist, sind die meisten Teile Kandidaten für ein gewisses Maß an Automatisierung, wenn Folgendes intakt ist:

• Chip-Kontrollmechanik
• Werkzeuglebensdauerverwaltung
• In-Prozess-Messtechnik

Eine Teilefamilie oder ein häufig wiederholter Teil ist ein ausgezeichneter Ausgangspunkt für jede Lights-out-Initiative.
 

Sehen Sie sich einen endgültigen Leitfaden zur Lights-out-Fertigung an:

2. Die richtigen Maschinenfunktionen und Werkzeuge

Jede CNC-Werkzeugmaschine kann automatisiert werden, obwohl es bei bestimmten Gerätetypen deutlich einfacher ist.

Beispielsweise sind Drehmaschinen standardmäßig mit einer hydraulischen Werkstückspannung ausgestattet, eine Voraussetzung für jede Automatisierung. Viele sind auch mit Späneförderern und Hochdruckkühlsystemen ausgestattet, die dazu beitragen, dass unberechenbare Späne nachts kein Problem darstellen.

Wenn Sie einen Stangenlader im Magazinstil und ein prozessinternes Messsystem anschrauben, haben Sie die Dinge im Auge, und die Chancen stehen gut, dass Sie die Maschine für ein oder zwei zusätzliche Schichten unbeaufsichtigt laufen lassen können.

Der Einsatz eines vertikalen Bearbeitungszentrums erfordert mehr Aufwand. Du brauchst:

• Ein Roboter zum Be- und Entladen von Teilen
• Ein Förderband, um Rohmaterial hinein und bearbeitete Teile herauszubefördern
• Ein automatisiertes Schraubstock- oder Palettensystem
• Ein effektiver Weg, Späne aus dem Arbeitsbereich zu entfernen

Horizontal-Bearbeitungszentren sind die automatisierungsfreundlichsten überhaupt. Ein HMC beseitigt viele VMC-Mängel, insbesondere wenn es mit einem Palettenpool oder linearen Palettensystem ausgestattet ist.

Unabhängig von Maschinentyp oder -marke sollte sie jedoch über die erforderliche Spindelleistung verfügen, um Metall effektiv zu entfernen, genau genug sein, um Teiletoleranzen ohne Babysitten einzuhalten, und äußerst zuverlässig sein.

Neuere Maschinen sind auch mit Ethernet-basierter Netzwerkfähigkeit ausgestattet. Sie sind außerdem oft mit fortschrittlichen Sensoren ausgestattet, die es einfacher machen, die Bearbeitungsbedingungen zu überwachen und Ereignisse zu analysieren, die möglicherweise während der Nacht aufgetreten sind.

3. Automatisierungsfreundliche Werkzeuge und Spannvorrichtungen

Eine Maschine sollte über viele zusätzliche Werkzeugstationen und eine Art Werkzeuglebensdauerverwaltungsfunktion verfügen, um ihre Lights-out-Fähigkeiten zu maximieren.

Dies erleichtert Programmierern von CNC-Maschinen das Abrufen von Ersatz-Schneidwerkzeugen in festgelegten Intervallen oder wenn das Messsystem anzeigt, dass ein Werkzeug verschlissen ist. Dies ist beim Schneiden von Materialien wie Baustahl oder Aluminium weniger wichtig, wird aber bei Edelstahl und Superlegierungen immer wichtiger.
 

Dies ist ein weiteres starkes Argument für eine HMC:Die meisten Maschinenbauer bieten Optionen für riesige Werkzeugmagazine und zentralisierte Werkzeugspeichersysteme an. Eine Multitasking-Drehmaschine mit Werkzeugwechselfunktion ist eine viel bessere Wahl für Arbeiten ohne Licht als eine einfache Revolverdrehmaschine.

Was ist das richtige Werkzeug? Aus Sicht der Automatisierung ist dies eher irrelevant, obwohl die Investition in Dual-Contact-Capto-, HSK-, KM- oder gleichwertige Werkzeughaltersysteme immer eine gute Idee für Werkstätten ist, die Wert auf Maschinenverfügbarkeit und Effizienz legen.

Andere Werkzeugtypen, die für die Lights-Out-Fertigung wichtig sind, sind:Schnellwechsel-Nullpunktspannung, Schnellwechselbacken und -vorrichtungen sowie hydraulische oder pneumatische Schraubstöcke. Alle diese Werkzeugbereiche erhöhen die Flexibilität in der Fertigung und reduzieren die Ausfallzeiten der Maschinen.

4. Fernüberwachung, Software und Maschinisten auf Abruf

Die spindel- oder revolvermontierte Messung ist entscheidend für die Erkennung von Werkzeugbrüchen, die Validierung der Werkstückplatzierung und die In-Prozess-Messung. Diese Systeme sind mittlerweile Standard auf vielen Werkzeugmaschinen.

Vorbei sind die Zeiten komplexer Makroprogramme. Die heutigen Überwachungssysteme und Software sind viel einfacher zu bedienen als früher.

Das Messen ist ein notwendiger Bestandteil jeder Lights-out-Bearbeitungsstrategie, aber die Werkstätten sollten auch über ein gewisses Maß an Fernüberwachungsfunktionen verfügen. Dies kann so einfach sein wie eine Benachrichtigung von der CNC an das Handy des diensthabenden Maschinisten für die Woche über einen Maschinenausfall.

Sie können auch Kameras in jeder Maschine montieren und sie über das virtuelle private Netzwerk des Unternehmens überwachen.

Es ist erwähnenswert, dass ein Lights-out-Ansatz immer noch ein gewisses menschliches Eingreifen erfordert, z. B. wenn eine Maschine unerwartet stoppt oder ein Werkzeug ausfällt. Das Letzte, was ein Geschäft will, ist ein kompletter Arbeitsstillstand, der die Tagesproduktion beeinträchtigt. Das Ziel ist schließlich, Ausfallzeiten zu vermeiden.

5. Eine Investition von Zeit und Kapital

Die Lights-out-Fertigung erfordert Anstrengungen bei der Prozessentwicklung und -validierung, der Einrichtung und Verwaltung der Messroutinen, der Verwaltung der Werkzeuglebensdauer, der Roboter und Greifer sowie der Fernüberwachungssysteme.

Darüber hinaus müssen die Werkzeugmaschinen selbst in einwandfreiem Zustand gehalten werden. Schenken Sie der routinemäßigen Wartung von Maschinen und Werkzeugen, dem Kühlmittelmanagement und der Organisation der Werkstatt besondere Aufmerksamkeit, damit nächtliche Überraschungen auf ein Minimum reduziert werden.

Licht auszuschalten ist eine allumfassende Reise. Es maximiert verfügbare Bearbeitungsstunden und das Potenzial einer Werkstatt.

Arbeiten Sie mit Lights-out-Fertigung? Welchen Herausforderungen sind Sie begegnet? Teilen Sie Ihre Gedanken in den Kommentaren unten mit.