Как построить гибкую производственную систему с помощью автоматизации станков с ЧПУ

Хотите повысить производительность своего завода с помощью гибкой производственной системы? Хотите создать собственное гибкое производственное решение с помощью станков с ЧПУ?

В этой статье вы узнаете, как работают эти автоматизированные и полуавтоматические производственные решения, поймете преимущества гибкого производства и узнаете о пяти способах создания гибкого производственного решения с использованием подходящих станков и технологий с ЧПУ.

Что такое гибкие производственные системы?

Гибкая производственная система (FMS) включает в себя настройку производственной системы, которая обеспечивает некоторую гибкость для ее адаптации к изменениям в производственных деталях или процессах. В таких системах существует два типа гибкости: 

• Гибкость маршрутизации в котором рассматривается изменение способности системы производить новые детали или типы продуктов; и 
• Гибкость машины что позволяет разным машинам выполнять одну и ту же операцию над деталью.

На заводе по производству деталей FMS может интегрировать два или более станков с ЧПУ, автоматизированную обработку материалов, а также решения для обработки инструментов. Таким образом, FMS может выполнять повторяющиеся, но разнообразные операции или изменять порядок операций, выполняемых с деталью, по заданному расписанию с минимальным вмешательством вручную.

Подмножество FMS — это то, что мы называем гибкой производственной ячейкой (FMC) – обычно включает в себя одну машину и поддон или другую автоматизированную систему для обработки материалов или деталей. Часто такие решения более распространены из-за их меньших первоначальных инвестиций и текущих эксплуатационных расходов по сравнению с использованием нескольких станков с ЧПУ в полноценной FMS.

Каковы преимущества и особенности гибких производственных систем или ячеек?

Все больше производителей выбирают гибкие решения на своих производственных объектах. Как и эти производители, вы можете воспользоваться множеством преимуществ, если захотите.

Во-первых, это способность этих систем идентифицировать и различать различные части, обрабатываемые системой. Это позволяет быстро переключаться между инструкциями по эксплуатации, а также с одной детали на другую в процессе изготовления.

Во-вторых, гибкие производственные системы (FMS) и гибкие производственные ячейки (FMC) позволяют производственным линиям использовать стратегии обработки в режиме 24/7.

Производственные мощности на базе FMS и FMC также гарантируют, что ваша компания сможет справиться с задачами, связанными с производством по принципу «много смешанный — малый объем». Это поможет вам более эффективно использовать доступные ресурсы, такие как пространство и рабочая сила.

Гибкое производство также сокращает непроизводительные часы, когда машину необходимо загрузить новой деталью или материалом.

Хотя гибкие системы уже много лет существуют в развитых странах, их преимущества в настоящее время сделали их все более популярными в странах с более низкими издержками производства. Такие решения по автоматизации значительно повышают производительность операторов машин, что является важным фактором, учитывая рост затрат на рабочую силу и нехватку квалифицированной рабочей силы.

С FMS и автоматизацией вам может потребоваться нанять более квалифицированных операторов для проектирования, управления и эксплуатации вашего производственного объекта. Однако эти квалифицированные операторы будут более эффективными и продуктивными — беспроигрышная ситуация для владельца компании и сотрудников.

5 особенностей гибких производственных систем с ЧПУ с автоматизированными решениями

Сегодня доступен широкий спектр гибких решений по автоматизации производства для любых потребностей, пространства и бюджета. Но что должны иметь эти решения для вашей системы обработки с ЧПУ?

Вот их еще пять важных особенностей.

Взаимозаменяемость и гибкость станков с ЧПУ №1

Во-первых, ваша производственная система должна обеспечивать гибкую взаимозаменяемость заготовок или инструментов.

Вы можете использовать автоматическое устройство смены заготовок (AWC), чтобы различные инструменты, расположенные внутри станков ATC (автоматическое устройство смены инструмента), могли работать с вашей различной деталью. Примером может служить 5-осевой обрабатывающий центр D2-5AX от Hwacheon, который доступен с AWC с 8 или 20 станциями и максимум с 60 инструментальными станциями ATC.

В качестве альтернативы вы можете использовать многопаллетную систему (MPS), такую ​​как Hwacheon Multi Pallet (HMP), которая доступна в двух размерах паллет — 400 x 400 мм или 500 x 500 мм. Они могут быть доступны для одной или двух машин с разными уровнями настроек следующим образом:

1 машина:    1 ярус/уровень имеет 7 поддонов

2 Tier / Levels имеет 14 поддонов

3 яруса / уровня имеет 21 поддон

2 машины:  1 уровень/уровень имеет 4 поддона

2 Tier / Levels имеет 8 поддонов

3 уровня / уровни имеют 12 поддонов

Для каждой системы HMP одна наладочная станция обычно включается на первом уровне настройки вашего станка. Такие многоподдонные системы доступны для следующих станков с ЧПУ Hwacheon:

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

Они также доступны для работы с любыми двумя выбранными машинами с одним HMP посередине. Это будет версия на две машины с уменьшенным количеством поддонов. При необходимости вы также можете объединить один 3-осевой станок с ЧПУ с одним 5-осевым станком с ЧПУ.

Такие системы предоставляются при покупке машины Hwacheon и системы автоматизации Hwacheon.

#2 Последовательные и воспроизводимые процессы обработки

Второй особенностью решений FMS и FMC является их способность обеспечивать стабильное и воспроизводимое производство. Их можно настроить, чтобы лучше справляться с изменениями в High Mix — Low Volume. производства, такие как изменения в последовательности процессов, изменения объема производства, изменения конструкции и многие другие изменения.

#3 Гибкое управление настройками инструментов и приспособлений

Благодаря большей модульности гибкие и взаимозаменяемые инструменты и приспособления могут быть установлены до фактического производства. Тем не менее, важно, чтобы внутреннее программное обеспечение вашего станка с ЧПУ отслеживало состояние вашего инструмента — должно быть предоставлено своевременное предупреждение, если срок службы вашего инструмента заканчивается, чтобы вы могли либо заменить свой инструмент вручную, либо сделать это автоматически, используя «родственный инструмент».

Эффективная подготовка инструмента является важной дисциплиной в FMS. Это позволяет своевременно, систематически и без проблем организовывать различные приспособления с новым сырьем или деталями. Связав и скоординировав работу отделов оснастки и приспособлений, а также операторов станков, вы сможете лучше организовать поток материалов и процесс управления режущим инструментом. Своевременное распределение приспособлений, новых материалов или деталей, а также режущих инструментов также поможет вам избежать простоев в вашей системе FMC/FMS.

Примером системы мониторинга инструмента является M-Vision компании Hwacheon. Разработанный и усовершенствованный за годы эксплуатации Hwacheon собственных систем FMS на нашем заводе, он может обслуживать широкий спектр систем FMS, таких как обработка широкого спектра различных литых деталей или крупносерийное производство автомобильных деталей. Более того, вы можете использовать Hwacheon M-Vision для мониторинга состояния отдельных машин или нескольких устройств, организованных FMS/FMC.

Общие стандарты программирования #4

Чтобы обеспечить совместимость, вам следует рассмотреть возможность использования стандартизированного доступного программного обеспечения, чтобы ваши инженеры и операторы могли получать доступ к одним и тем же файлам или совместно использовать их. Наличие стандартных рабочих параметров и процедур кодирования гарантирует, что одни и те же инструменты можно использовать одинаковым образом для получения воспроизводимых результатов. Это также означает, что вы должны знать ассортимент доступных инструментов и хранить их в больших магазинах в своей машине.

Примечание. Помните о слишком большом магазине инструментов ATC — это не только дорого, но и может привести к тому, что инструменты будут храниться слишком долго без надлежащего обслуживания. Это может привести к загрязнению конусов держателя инструмента, что со временем негативно повлияет на точность вашего шпинделя. Чтобы предотвратить это, убедитесь, что у вас есть регулярная программа очистки.

Регулярное профилактическое обслуживание №5

Одна из лучших практик гибкого производства — регулярное профилактическое техническое обслуживание.

Простые задачи, такие как регулярная очистка открытых движущихся механических частей, очистка от стружки и проверка уровня масла, охлаждающей жидкости или воздушного потока, как правило, игнорируются. В долгосрочной перспективе это окажет негативное влияние на ваши гибкие процессы обработки и снизит общую эффективность ваших станков и системы. Короче говоря, очистите, пополните и замените — вы можете сэкономить больше, чем первоначальные затраты на ваши машины, обеспечив их долгосрочную производительность и точность.

Резюме и заключение

Гибкая производственная система обеспечивает экономичный способ повысить производительность вашего цеха и производить качественные детали вовремя и каждый раз. Это также позволяет вам производить множество вариантов деталей в небольших количествах — от отдельных деталей, небольших и средних партий до серийного производства, что позволяет многоразовое производство — малый объем производство.

Внедрив системы FMS и FMC, вы можете повысить эффективность своего производственного графика и свести к минимуму время простоя. Со временем вы сможете дублировать и расширять свои производственные системы и повышать свою конкурентоспособность.

Это позволяет таким производителям, как вы, не только принимать больше новых заказов, но и обрабатывать более широкий спектр заказов, тем самым повышая итоговую производительность вашего предприятия.