Постройте гибкую производственную систему с автоматизацией ЧПУ — повысьте продуктивность и эффективность

Стремитесь улучшить продуктивность завода с Гибкой Производственной Системой (FMS)? Хотите построить свое гибкое производственное решение с ЧПУ-станками?

В этой статье вы узнаете, как работают эти автоматизированные и полуавтоматизированные производственные решения, поймете выгоды гибкого производства и научитесь пяти способам построить гибкое производственное решение с правильными ЧПУ-станками и технологиями.

Что такое Гибкие Производственные Системы?

Гибкая Производственная Система (FMS) — это настройка производственной системы, позволяющая адаптировать её под изменения в производимых деталях или процессах. В таких системах два типа гибкости:

• Маршрутная гибкость (Routing flexibility) — способность системы производить новые типы деталей или продукции; и
• Станочная гибкость (Machine flexibility) — возможность разных станков выполнять одну операцию на детали.

В заводе по производству деталей FMS может интегрировать два или более ЧПУ-станка, автоматизированную перемешку материалов и инструментов. Это дает FMS гибкость для выполнения повторяющихся но разнообразных операций или смены порядка операций на детали по заранее заданному расписанию с минимальным ручным вмешательством.

Подмножество FMS — Гибкая Производственная Ячейка (FMC) — обычно включает один станок и паллет или иную автоматизированную систему для материалов или деталей. Часто такие решения чаще встречаются из-за более низких начальных инвестиций и операционных затрат по сравнению с полноценным FMS на множестве ЧПУ-станков.

Каковы выгоды и особенности Гибких Производственных Систем или Ячеек?

Все чаще производители выбирают гибкие решения для своих производственных объектов. Как и они, вы можете получить множественные выгоды.

Первая — способность систем идентифицировать и различать разные детали, обрабатываемые системой. Это позволяет быстро менять инструкции операций и переключаться от одной детали к другой в процессе изготовления.

Второе, FMS и FMC позволяют производственным линиям использовать стратегии 24/7 обработки.

Объекты на базе FMS и FMC также обеспечивают выполнение вызовов «High Mix – Low Volume» производства. Это помогает эффективнее использовать доступные ресурсы — площадь и кадры.

Гибкое производство также сокращает непроизводительные часы, когда станок нужно загрузить новой деталью или материалом.

Хотя гибкие системы давно есть в развитых странах, их выгоды сделали их всё более популярными в странах с низкой стоимостью производства. Такие решения автоматизации значительно повышают продуктивность операторов станков — важное соображение при растущих затратах на труд и дефиците квалифицированных кадров.

С FMS и автоматизацией вам может понадобиться нанять более квалифицированных операторов для проектирования, управления и запуска производственного объекта. Однако эти квалифицированные операторы будут более эффективны и продуктивны — win-win для владельца и сотрудников.

5 особенностей гибких ЧПУ-производственных систем с автоматизированными решениями

Сегодня широкий спектр гибких производственных решений автоматизации доступен для любой потребности, пространства или бюджета. Но что должно быть в этих решениях для вашей ЧПУ-системы?

Вот их пять самых важных особенностей.

#1 Взаимозаменяемость и гибкость ЧПУ-станка

Во-первых, ваша производственная система должна позволять гибко менять заготовки или инструменты.

Можно использовать Автоматический Сменщик Заготовок (AWC) для того, чтобы разные инструменты в АТС станка работали над вашими разными деталями. Пример — 5-осевой центр обработки D2-5AX от Hwacheon, доступный с AWC 8 или 20 станций и макс. 60 станций АТС.

Альтернативно можно использовать Мульти-Паллетную Систему (MPS) вроде Hwacheon Multi Pallet (HMP) в двух размерах паллет — 400×400 мм или 500×500 мм. Доступны для одного или двух станков с разными уровнями настройки:

1 станок: 1 Тир/Уровень — 7 паллет
2 Тира/Уровня — 14 паллет
3 Тира/Уровня — 21 паллет

2 станка: 1 Тир/Уровень — 4 паллета
2 Тира/Уровня — 8 паллет
3 Тира/Уровня — 12 паллет

Для каждой HMP системы обычно включается одна станция наладки на первом уровне. Такие мультипаллетные системы доступны для ЧПУ-станков Hwacheon:

• VESTA-660 / VESTA-850B / VESTA-1000+ / VESTA-1050B / VESTA-1300 / VESTA-1300B / VESTA-2000
• SIRIUS-UM+ / SIRIUS-UL+ / SIRIUS-UZ / SIRIUS-UX
• M3-5AX / M4-5AX

Также доступны для работы с любыми двумя выбранными станками с одним HMP посередине. Это версия для двух станков с уменьшенным числом паллет. Можно также комбинировать один 3-осевой ЧПУ-станок с одним 5-осевым при необходимости.

Такие системы поставляются с покупкой станка Hwacheon и системы автоматизации Hwacheon.

#2 Последовательные и воспроизводимые процессы обработки

Вторая особенность FMS и FMC — способность достигать последовательного и воспроизводимого производства. Их можно настроить для лучшей обработки вариаций в High Mix – Low Volume производстве: модификаций последовательности процессов, изменений объемов производства, дизайнов и многого другого.

#3 Гибкое управление настройками инструмента и приспособлений

Благодаря большей модулярности, гибкие и взаимозаменяемые инструменты и приспособления могут быть настроены заранее. Однако важно, чтобы внутреннее ПО ЧПУ-станка мониторило статус инструмента — своевременное предупреждение, если жизнь инструмента заканчивается, чтобы можно было сменить его вручную или автоматически через «sister tool» (запасной инструмент).

Эффективная подготовка инструментов — важная дисциплина в FMS. Это позволяет организовать приспособления с новой заготовкой или деталями своевременно, системно и без проблем. Соединяя и координируя инструментальный и приспособленный отделы, а также операторов станков, можно спроектировать лучший организованный материаловый поток и управление режущими инструментами. Своевременное выделение приспособлений, новой заготовки или деталей, а также режущих инструментов помогает избежать простоя в FMC/FMS системе.

Пример системы мониторинга инструмента — Hwacheon M-Vision. Разработанная и отточенная за годы работы наших собственных FMS на заводе, она подходит для широкого спектра FMS: обработка широкого выбора литейных деталей или высокообъемное производство автодеталей. Более того, Hwacheon M-Vision можно использовать для мониторинга одиночных станков или множественных FMS/FMC блоков.

#4 Общие стандарты программирования

Для обеспечения интероперабельности стоит рассмотреть использование стандартизированного доступного ПО, чтобы инженеры и операторы могли получать доступ или делиться одними файлами. Общие операционные параметры и процедуры кодирования гарантируют, что те же инструменты используются так же для воспроизводимых результатов. Это также значит, что нужно знать спектр доступных инструментов и держать их в более крупных магазинах станка.

Примечание: Осторожно с слишком большим магазином АТС — это не только дорого, но может привести к хранению инструментов слишком долго без должного ТО. Это может дать грязные конусы держав, негативно влияющие на точность шпинделя со временем. Для предотвращения нужна регулярная программа чистки.

#5 Регулярное предупредительное ТО

Одна из лучших практик гибкого производства — включение регулярной программы предупредительного ТО.

Простые задачи вроде регулярной чистки открытых движущихся механических частей, уборки стружки, проверки уровней масла, СОЖ или воздушного потока часто игнорируются. В долгосрочке это негативно скажется на гибких процессах обработки и снизит общую эффективность станков и системы. Кратко: чистите, пополняйте, заменяйте — вы получите больше экономии, чем начальные затраты на станки, обеспечивая их долгосрочную продуктивность и точность.

Резюме и Заключение

Гибкая производственная система дает стоимостно-эффективный способ улучшить продуктивность цеха и производить качественные детали вовремя и всегда. Она также позволяет производить множество вариаций деталей малыми объемами — от единичных деталей, малых и средних партий, до серийного производства — обеспечивая High Mix – Low Volume производство.

Внедряя FMS и FMC, можно повысить эффективность производственного расписания, минимизируя простой. Со временем можно дублировать и расширять производственные системы, улучшая конкурентоспособность.

Это позволяет производителям не только принимать больше и новых заказов, но и обрабатывать шире спектр заказов, улучшая итоговую производительность объекта.