Lights-Out-Bearbeitung erklärt: Vollautomatisierte Produktion ohne Personal

„Lights-Out“-Fertigung ist eine Fertigungsmethode (oder ein Konzept), kein spezifischer Prozess.

Fabriken, die „Lights-Out-Fertigung“ nutzen, sind vollautomatisiert und benötigen kein vor Ort anwesendes Personal. Man glaubt, diese Fabriken könnten „lichtlos“ betrieben werden. Viele Fabriken haben die Fähigkeit, das Licht auszuschalten, aber wenige tun dies gezielt.

Im Allgemeinen erfordert die computergesteuerte numerische Steuerung (CNC), dass Arbeiter einen Grabstein (Tombstone) einrichten, der die zu fertigenden Teile hält, und die fertigen Teile entnehmen. Da immer mehr Technologien für volle Automatisierung erforderlich sind, haben viele Fabriken begonnen, unbeaufsichtigte Produktion zwischen den Schichten (oder als separate Schichten) zu nutzen, um wachsende Produktionsanforderungen zu erfüllen oder Arbeitskosten zu sparen. Tatsächlich kann moderne Technologie nicht nur in großen Fertigungsbetrieben, sondern auch in kleinen CNC-Werkstätten für unbeaufsichtigte Produktion eingesetzt werden.

Präzisionsbearbeitung kann selbst die komplexesten Teile und Komponenten präzise und effizient fertigen. „Lights-Out“-Bearbeitung ist ein Weg für Präzisionsbearbeitungsunternehmen, Produktivität und Effizienz weiter zu steigern. Hier stellen wir vor, was „Lights-Out“-Bearbeitung ist, welche Faktoren berücksichtigt werden müssen und wie sie den Bearbeitungsprozess und das Endprodukt beeinflusst.

Was bedeutet „Lights-Out“-Bearbeitung?

Lights-Out-Bearbeitung ist eine Technik oder Methode, die von Präzisionsbearbeitungsunternehmen und anderen Herstellern genutzt wird. Sie bezieht sich auf automatisierte Prozesse und Maschinenfunktionen, die mit minimalem manuellen Eingriff betrieben werden können. Da der automatisierte Prozess keine menschliche Überwachung oder Steuerung erfordert, kann er außerhalb der Arbeitszeiten oder sogar über Nacht fortgesetzt werden, daher der Begriff „lights out“. Selbst nachdem Arbeiter und Angestellte nach Hause gegangen sind, kann die Maschine weiterarbeiten und höhere Ausbringung erzielen.

Wie funktioniert „Lights-Out“-Bearbeitung?

Technologien, die Lights-Out-Bearbeitung ermöglichen, werden leichter zugänglich und nutzbar. Prozesse und Maschinenfunktionen können vollautomatisiert werden, sodass Produktion ohne manuellen Eingriff fortgesetzt werden kann. In der Präzisionsbearbeitung kann manueller Input für Design und Maschineneinstellungen erforderlich sein. Für die Fertigung mehrerer identischer Teile ist jedoch keine kontinuierliche Aufmerksamkeit des Bedieners nötig, sodass Präzisionsbearbeitung außerhalb der Arbeitszeiten unbeaufsichtigt fortgesetzt werden kann. Obwohl die Maschine ohne kontinuierliche Überwachung läuft, ist die übliche Praxis, immer eine Person in der Nähe der Maschine zu haben.

Überlegungen vor „Lights-Out“-Bearbeitung

Angenommen, die Arten der während der Lights-Out-Fertigung produzierten Teile eignen sich für unbeaufsichtigten Betrieb, müssen einige grundlegende Fragen berücksichtigt werden.

Zuverlässigkeit der Ausrüstung

Da niemand vor Ort mechanische Ausfälle behebt, müssen Werkzeugmaschinen, Peripheriegeräte und der Produktion gewidmete Automatisierungsausrüstungen fehlerfrei laufen können. Fragen zur Werkstattfähigkeit umfassen Werkzeugmaschinen, Span- und Kühlmittelmanagement sowie Materialhandling.

Werkzeugmaschinen

Kann die Maschine kontinuierlich laufen? Ist sie hochstabil und robust? Verfügt sie über ausreichende Spindelleistung? Hat sie genügend Werkzeugstationen, um automatisch ausreichend Schneidwerkzeuge bereitzustellen? Kann das Steuerungssystem Aktivitäten überwachen und automatisch korrigieren oder Probleme fernmelden? Verfügt sie über eingebaute Thermokompensation und Antikollisionstechnologie?

Span- und Kühlmittelmanagement

Kann der Spanförderer die Menge und Art der während des gesamten Produktionsprozesses entstehenden Späne adäquat bewältigen? Kann der Förderer das Kühlmittel effektiv filtern, um Feinstaub zu verhindern, der die Schneidflüssigkeit verunreinigt und möglicherweise die Kühlmitteldüse verstopft oder Pumpenausfall verursacht? Wenn Hochdruckkühlmittelzufuhr erforderlich ist, kann das Zufuhrsystem programmiert werden, um den Druck während des Bearbeitungszyklus bei Bedarf zu ändern?

Geplante vorbeugende Wartung

Ein solches Programm ist unabhängig davon, ob Lights-Out-Fertigung durchgeführt wird, unschätzbar, aber für Nachtschichten unerlässlich. Fällt die Maschine zu irgendeinem Zeitpunkt aus, ist das ein Problem, aber wenn Maschinenbediener anwesend sind, können sie den Produktionsplan ändern oder andere Maschinen nutzen, bis Hilfe eintrifft. Fällt eine Maschine während einer unbeaufsichtigten Schicht aus, stoppt die Arbeit, und wertvolle Laufzeit geht verloren, bis jemand das Problem lösen kann. Ob interner Plan oder Vertrag mit zuverlässigem Dienstleister – ein vorbeugender Wartungsplan ist essenziell für Lights-Out-Betrieb.

Fernüberwachung

Obwohl der Einsatz zuverlässiger Ausrüstung und eines geplanten vorbeugenden Wartungsprogramms Probleme minimieren kann, besteht immer die Möglichkeit von Maschinenausfall, Werkzeugbruch, Stromausfall und anderen unerwarteten Problemen. Da liegt der Wert eines Fernüberwachungssystems. Viele CNC-Werkzeugmaschinensteuerungen und Peripheriegeräte sind für die Zusammenarbeit mit Ethernet oder anderen Kommunikationstools ausgelegt, um Alarme an PCs oder mobile Geräte zu senden, die sie benötigen.

Nicht jede Anwendung eignet sich für Lights-Out-Fertigung. Einige Teile sind zu komplex, um ohne Bediereingriff erfolgreich zu managen.

Die für Lights-Out-Produktion am besten geeigneten CNC-Maschinen sind Schleifmaschinen, horizontale und vertikale Bearbeitungszentren, Multifunktionsdrehmaschinen sowie Zwei- und Vierachsdrehmaschinen. Um sicherzustellen, dass das System während des Stromausfalls die Genauigkeit behält, verwenden viele Hersteller Prozesskontrollausrüstung, die für die Werkzeugmaschine und Anwendung geeignet ist. Und meistens haben sie immer eine Person in der Werkstatt.

Vorteile von „Lights-Out“-Bearbeitung

Da Lights-Out-Bearbeitung auch ohne manuellen Betrieb die Produktion fortsetzen kann, gibt es viele Vorteile.

Erhöhte Maschinenproduktivität

Lights-Out-Bearbeitung bedeutet, dass die Werkzeugmaschine länger ohne manuellen Eingriff laufen kann, bei Bedarf 24 Stunden am Tag. Dies kann die Produktivität und Ausbringung der Maschine erheblich steigern. Auch wenn die Anzahl der vor Ort befindlichen Maschinen begrenzt ist, kann ihre lange Laufzeit die Produktivität noch erhöhen.

Maschinenbediener können ihre Zeit effizienter nutzen, indem sie tagsüber produzieren und nachts Fertigung betreiben, mehr Kurzzeitproduktion, Überwachung komplexerer Teile und können tagsüber dringende Kundenaufträge bearbeiten.

Kosteneffizienz

Da während der Lights-Out-Bearbeitung nicht zu viele Arbeiter bereitgestellt werden müssen, sinken die Personalkosten, gleichzeitig können andere Kosten eingespart werden, was die relativen Produktionskosten senkt.

Schließlich reduzieren Energieversorger ihre Tarife meist außerhalb der Hauptlastzeiten (nachts), sodass der Maschinenbetrieb während der Lights-Out-Zeit günstiger sein kann.