Ein definitiver Leitfaden für die Lights-Out-Fertigung

Es ist eine Herausforderung, hochqualifizierte Maschinisten zu finden. Die Anforderungen an die Produktion steigen fast immer. Die „Lights-out“-Fertigung versucht, die Vorteile der heutigen Technologie in den Stunden zu nutzen, die für menschliche Ausfallzeiten und Fachkräftemangel reserviert sind. Aber es gibt viel zu verstehen, damit es in Geschäften, die nicht an Automatisierung gewöhnt sind, effizient und effektiv funktioniert. Hier ist eine Einführung in das, was Sie wissen müssen.

Hersteller müssen sich damit auseinandersetzen, wie sie Produktionsanforderungen heute und in naher Zukunft bewältigen können. Durchsatz, Zykluszeit, OEE, Verfahrenstechnik, Maschinenprogrammierung – das sind die Methoden und Metriken, die die metallverarbeitende Industrie von heute vorantreiben, während viele der erfahrensten Maschinisten in den Ruhestand gehen.

Es kann das Management eines Geschäfts mit wichtigen Talent- und Technologieentscheidungen belasten. Automatisieren oder lassen wir Maschinen und Werkzeuge mehr als drei Viertel der verfügbaren Arbeitszeit stillstehen?

Viele Geschäfte tendieren zu einer automatisierten „Licht aus“-Fertigung für Abende und Wochenenden, wenn die Mitarbeiter zu Hause sind oder wenn die Schichtarbeit endet.

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 wissen, desto mehr potenzielle Ergebnisse stehen Ihnen zur Verfügung, um das Endergebnis zu verbessern. Hier sind die Fragen, die Sie stellen müssen, um Lights-out-Fertigung zu planen und Wirklichkeit werden zu lassen.

Haben wir den richtigen Teilemix für die automatisierte Fertigung?

Die erste Frage sollte sein, ob es für die Automatisierung geeignet ist. Sie könnten denken, dass eine unbeaufsichtigte Bearbeitung nur für Betriebe möglich ist, die relativ einfache, lose tolerierte Teile zu Tausenden herstellen, vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen frei zerspanbaren Material.

Nicht so. Es gibt viele Geschäfte, die eng tolerierte, hochkomplexe Titan- und Inconel-Komponenten – sogar in Einzelstückzahlen – ausgemacht haben. 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, vorausgesetzt, Folgendes ist intakt:

• Chip-Kontrollmechanik
• Management der Werkzeuglebensdauer
• In-Prozess-Messtechnik

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

 Gehen Sie im Artikel „ unter die Oberfläche der Produktion Zykluszeit vs. Taktzeit:Warum die Unterschiede wichtig sind .“

Haben wir die richtigen Maschinenfunktionen und Werkzeuge für die Lights-Out-Fertigung?

Jede CNC-Werkzeugmaschine kann automatisiert werden, obwohl es bei bestimmten Gerätetypen deutlich einfacher ist. Beispielsweise sind Drehmaschinen standardmäßig mit hydraulischer 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.

Montieren Sie einen Stangenlader im Magazinstil und ein In-Prozess-Messsystem, um alles im Auge zu behalten, und die Chancen stehen gut, dass Sie die Maschine für ein oder zwei zusätzliche Schichten unbeaufsichtigt laufen lassen können.

Bei einem vertikalen Bearbeitungszentrum ist das etwas anders. Es ist nicht unmöglich, noch nicht einmal furchtbar schwierig, aber es erfordert etwas mehr Mühe. Ein VMC benötigt:

• 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 Folgendes haben:die zum effektiven Entfernen von Metall erforderliche Spindelleistung, 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.

 Eine weitere Möglichkeit, Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern, ist das Recycling von Kühlmitteln und Flüssigkeiten. Sehen Sie, wie in „ Recycling von KSS kann dazu beitragen, die Entsorgung von Maschinenkühlmitteln zu reduzieren .“

Haben wir die richtigen automatisierungsfreundlichen Werkzeuge und Spannvorrichtungen?

Um die Lights-out-Fähigkeiten einer Maschine zu maximieren, sollte sie viele zusätzliche Werkzeugstationen zusammen mit einer Art Werkzeuglebensdauerverwaltungsfunktion haben.

Das Ziel? Erleichtern Sie Programmierern von CNC-Maschinen das Abrufen von Ersatz-Schneidwerkzeugen in festgelegten Intervallen oder wenn das Messsystem anzeigt, dass das Werkzeug verschlissen ist. Dies ist beim Schneiden von Materialien wie Baustahl oder Aluminium weniger problematisch, aber der Bedarf an überflüssigen Werkzeugen wird immer wichtiger, wenn man sich in das Gebiet von Edelstahl und Superlegierungen begibt.

Dies ist ein weiteres starkes Argument für ein HMC:Die meisten Maschinenbauer bieten Optionen für massive Werkzeugmagazine und zentrale 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 Doppelkontakt-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.

Haben wir 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 unbeaufsichtigten 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.

Hinweis: Es muss ein gewisses menschliches Eingreifen in einen Lights-out-Ansatz geben. Diese Überwachungssysteme erfordern, dass im Falle eines Maschinenstillstands, eines Werkzeugausfalls oder eines anderen Problems Informationen an eine Person gesendet werden. Das Letzte, was ein Geschäft will, ist ein kompletter Arbeitsstillstand, der die Tagesproduktion beeinträchtigt. Das Ziel besteht weiterhin darin, Ausfallzeiten zu vermeiden, daher ist es unerlässlich, eine Rotation von Maschinisten auf Abruf zu haben.

Es ist auch möglich, Kameras in jeder Maschine zu montieren und sich über das virtuelle private Netzwerk des Unternehmens an der Maschinensteuerung anzumelden. Auf diese Weise kann der Bereitschaftsmechaniker einen Blick hineinwerfen und ein Problem aus der Ferne diagnostizieren oder den Schweregrad der erforderlichen Lösung bestimmen.

Maschinenbediener sollten auch Zugriff auf Bearbeitungssimulationssoftware haben, um sicherzustellen, dass keine Überraschungen in den nachbearbeiteten Werkzeugwegen auftreten. Sie brauchen auch eine gut organisierte Werkzeugkiste,

Nehmen Sie Lights-Out-Fertigung nicht auf die leichte Schulter

Es mag einfach erscheinen – und Sie verwenden möglicherweise bereits einige der zeitsparenden Tools und Technologien, die dazu beitragen, dass Ihr Shop heute gut läuft. Aber es ist wichtig zu verstehen, dass ein echter technischer Aufwand für die Prozessentwicklung und -validierung, die Einrichtung und Verwaltung der Messroutinen, die Verwaltung der Werkzeuglebensdauer, Roboter und Greifer sowie Fernüberwachungssysteme erforderlich ist.

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.

Fertigt Ihr Geschäft ohne Licht? Was wissen die meisten Shops nicht darüber? Sagen Sie Ihre Meinung und stellen Sie Fragen im Metallbearbeitungsforum.