Shop делится полученными уроками Lights-Out

Около 15:00 каждый будний день персонал мастерской нестандартных инструментов начинает устанавливать токарные центры для выполнения работ в ночное время.

Для братьев Янг автоматизация цеха началась с добавления устройства подачи прутка к существующему токарному станку с ЧПУ.

Это произошло вскоре после того, как Гиллен и Боб Янг в 2008 году приобрели компанию Custom Tool в Куквилле, штат Теннесси. (Гиллен — президент, Боб — вице-президент). время в течение рабочих дней представляло собой значительный сдвиг в культуре магазина по сравнению с тем, как компания управлялась ранее. То есть автоматизация ручных задач никогда не рассматривалась до такой степени, что даже чеки по заработной плате все еще писались от руки до приобретения бизнеса.

На сегодняшний день реализованы различные примеры автоматизации, и магазин извлекает из них различные выгоды. Например, два новых токарных центра с подачей прутка и осью Y с противошпинделями, приводными инструментами и коллекторами деталей могут быть настроены на работу в ночное время с целью полной обработки деталей, получая при этом максимальное производственное время за 15,5 часов, доступных цеху. не укомплектованы. Рабочие цеха, многие из которых теперь освобождены от простой загрузки и разгрузки машин, теперь способны лучше рассматривать и предлагать способы улучшения процессов. Часто эти полезные предложения касались автоматизации существующих ручных задач (например, интеграции удаления заусенцев с детали в цикл обработки). Кроме того, новая технология контроля автоматизировала некоторые процедуры измерения для нескольких деталей, которые были обработаны за одну ночь.

Custom Tool также недавно автоматизировал сбор данных для своей стратегии планирования «производственный журнал», которую он разработал примерно 10 лет назад. Производственный журнал, ставший основой его работы, показывает, насколько эффективно работали машины цеха в течение дня по сравнению с ожидаемыми ежедневными объемами производства, и показывает, сколько «украденного времени» цех присваивает. (Это прозвище братьев для неукомплектованных 15,5 часов каждый вечер.) Это также помогает определить рабочие места, которые имеют смысл для ночного производства, поскольку цех стремится увеличить процент годового количества часов обработки без освещения до 50% или более своего рабочего времени. общее производство. Как говорит Боб, такое количество времени без присмотра соответствует второй рабочей смене при гораздо меньших затратах.

После устройства подачи прутка

Боб Янг управляет работой сайта, а Гиллен (который также работает главным архитектором IoT-решений в AT&T Consulting) находится в Атланте, штат Джорджия (хотя он посещает магазин так часто, как позволяет время). Они решили приобрести Custom Tool после того, как к Бобу, который ранее работал на дистрибьютора станков, обратились бывшие владельцы, которые приближались к пенсии и искали выход.

Эта топливная арматура — первая работа, которую мастерская выполнила ночью без присмотра. Для двух операций нарезания резьбы использовались резервные инструменты, чтобы компенсировать износ инструмента, и удвоилось количество деталей, которые можно было обработать без остановки. Кроме того, после того, как была сделана эта фотография, мастерская начала использовать специальный инструмент для удаления заусенцев в процессе работы, чтобы исключить вторичную ручную операцию удаления заусенцев.

Братьям сразу стало ясно, что изменения в культуре компании необходимы. Эти двое начали работать над привитием мышления постоянного совершенствования с целью максимально возможного внедрения автоматизации. Учитывая некоторый естественный отсев, они наняли новых людей, многие из которых были относительно молодыми и неопытными, которые были более открыты для внедрения передовых технологий и более склонны предлагать способы оптимизации процессов.

Увидев преимущества автоматической обработки первого токарного центра с прутковой подачей и предвидя время, когда автоматическая обработка станет реальностью, компания Custom Tool в 2012 году сделала более существенные инвестиции, добавив станок Okuma LB3000 EX Spaceturn с осью Y с инструмент, противошпиндель и устройство подачи прутка Edge Technologies для полной обработки некоторых деталей. Магазин добавил еще одну такую ​​машину в 2016 году и третью в январе 2019 года.

Тем не менее, потребовалось время, чтобы воспользоваться преимуществами автоматической обработки. Мастерская должна была привыкнуть к новому оборудованию и работать над валидацией возможных ночных операций обработки. Затем он начал запускать заказы на все более продолжительные отрезки времени до вечера, пока мастерская не была полностью уверена, что они могут успешно работать всю ночь. При создании надежных автоматических процессов было учтено несколько элементов, и в процессе этого мастерская извлекла ряд уроков. Некоторые из них относятся к:

• Система охлаждения. Неожиданное падение давления охлаждающей жидкости или прерывание подачи охлаждающей жидкости могут привести к поломке инструмента. Машины, работающие в ночное время, требуют больше обслуживания, чем те, которые работают только в одну смену. Таким образом, если фильтр бустерного насоса обычно проверяется каждые несколько дней для машины, работающей в одну смену, теперь этот фильтр необходимо проверять каждый день. Кроме того, второй токарный центр Custom Tool с осью Y оснащен контроллером, который отправляет сигнал на остановку станка, если обнаруживает проблему с системой охлаждения.
• 

  Как объясняет Боб Янг старшему редактору Лори Бекман, при разработке процесса механической обработки важно учитывать управление стружкой. Этот узел оснащен конвейерными зубьями, которые позволяют ему лучше обрабатывать длинную волокнистую алюминиевую стружку, когда токарный центр работает без присмотра в течение ночи.

  Конвейер для стружки. Не все конвейеры для стружки одинаковы. Первый токарный центр Custom Tool с осью Y имеет обычный узел, а второй — узел Hennig с зубьями на конвейере. Братья Янг говорят, что этот конвейер более эффективно удаляет длинную, волокнистую стружку, обычно образующуюся при обработке алюминия, поэтому они с большей вероятностью будут выполнять работы с алюминием в одночасье на этом станке, чем на другом. Это устраняет «гнездование» чипов, которое может мешать работе системы сбора деталей.
• Коллекция деталей. Первоначально бункер для стружки также служил сборщиком деталей. Теперь каждый токарный станок имеет встроенный сборщик деталей. Размер коллекторов должен быть рассчитан на ночной объем производства. Если мощность слишком мала, количество крупных деталей, которые можно изготовить за ночь, ограничено. Кроме того, с каждой собранной деталью выходит охлаждающая жидкость, поэтому необходимы какие-то средства слива охлаждающей жидкости из коллектора деталей и обратно в поддон машины.
• Податчик прутка. Если детали для работы имеют большие размеры, производительность устройства подачи прутка может ограничить количество деталей, которые можно обработать за ночь. С другой стороны, если время цикла очень короткое, можно израсходовать весь загруженный прутковый материал, а это означает, что кто-то должен будет прийти в цех, чтобы пополнить материал, чтобы производство деталей за одну ночь не сократилось.
• Излишние инструменты. Показанная деталь топливного фитинга с двумя типами резьбы была первой работой, которую Custom Tool настроил на ночную работу с использованием резервных инструментов. Когда эта работа выполнялась в присутствии оператора, он мог сказать, когда может потребоваться изменение смещения из-за износа инструмента. Тем не менее, мастерская обнаружила, что первоначально она могла выполнять эту работу только в течение четырех часов, потому что именно в этот момент требовалась регулировка смещения для двух инструментов для нарезания резьбы. Осознав это, мастерская начала использовать избыточные инструменты для нарезания резьбы, призывая к замене инструмента при определенном количестве деталей непосредственно перед тем, как износ инструмента стал проблемой. Хотя мастерская не использует весь потенциальный срок службы резьбонарезных вставок, дополнительное время, в течение которого станок может работать без присмотра, оправдывает это.
• Мониторинг нагрузки. С возможностью контроля нагрузки на шпиндель, когда нагрузка достигает нуля, это означает, что инструмент сломался. Программы обработки деталей написаны таким образом, что в этот момент станок останавливается, а не продолжает выполнять задание, рискуя сломать последующие инструменты.
• Емкость измерения. Хорошо, когда сотни деталей могут быть обработаны за одну ночь, но это автоматизированное производство изменило то, что некоторые сотрудники цеха нестандартных инструментов делают каждый день. Необходимо выделить время для разделения деталей, осмотра, оценки машины и настройки для следующей работы. На самом деле, проверка деталей стала узким местом, когда цех впервые внедрил производство без отключения света. Чтобы ускорить процедуры проверки, в Custom Tool добавлена ​​система измерения размеров изображения серии Keyence IM, которая может автоматически измерять и записывать многочисленные внешние элементы одной или нескольких деталей, установленных на устройстве.

Автоматизация ведения производственного журнала

Производственный журнал, созданный Бобом в 2011 году, показывает, насколько производительны девять станков с ЧПУ в цехе и один роботизированный сварочный модуль каждый день, путем сравнения ежедневной запланированной работы для каждого из них с фактически достигнутым производством. Это также показывает, насколько эффективно магазин использует ночные часы.

Автоматизированная система сбора данных собирает производственную информацию из машины каждые 20 минут. Он также извлекает данные о работе из программного обеспечения ERP магазина. Затем можно создавать отчеты для более наглядного отображения информации производственного журнала. Фото предоставлено:Пользовательский инструмент

До недавнего времени все эти данные собирались вручную. Каждый час сотрудники ежечасно регистрируют количество произведенных деталей для каждой машины и вводят эти значения, а также коды состояния машины в электронную таблицу производственного журнала. Магазин стремится максимизировать значения кодов 10 и 15, представляющих время производства в течение одной дневной смены в магазине и время без присмотра в ночное время, соответственно. По словам Боба, сравнение этих значений с ожидаемой ежедневной выработкой показывает истинную загрузку машины. Другие коды, такие как коды для настройки, доработки и времени ожидания материала, инструментов или внимания оператора, проливают свет на то, сколько времени требуется для выполнения задания в дополнение к фактическому времени обработки.

Общие переменные были настроены для отслеживания состояния каждого задания. Счетчик деталей обрабатывается G-кодом и увеличивается на единицу каждый раз, когда завершается цикл обработки детали. Другие переменные требуют ввода оператора. К ним относятся целевое задание (машина приостанавливается, когда количество деталей достигает этого значения), номер задания (он указан в журнале заданий) и код производственного журнала (показывается при изменении состояния производства).

Производственный журнал помогает определить процессы, которые поддаются автоматическому режиму работы. Если машина, настроенная для работы всю ночь, не приближается к 15,5 доступным часам, возможно, эта работа не очень подходит для работы в ночное время. Или, если одна машина работает всю ночь, а другая — полночи, возможно, имеет смысл перенести задание, которое выполнялось только половину ночи, на другую машину и заменить ее работой с другой, более долго работающей машины, чтобы добиться более высокой степени использования. Производственный журнал также служит своего рода дневником, поскольку он используется для документирования таких проблем, как поломка инструмента или неисправность устройства подачи прутка, из-за которых машины не достигают запланированных производственных показателей.

Магазин продолжает работать над сценарием, в котором никому не нужно будет каждый час посещать станки для сбора и ввода данных для производственного журнала. Это стало возможным благодаря автоматизированной системе сбора данных и отчетности, которую разрабатывает Гиллен, которая использует веб-платформу промышленного Интернета вещей (IIoT) для получения данных с машин, на которых есть агенты для протокола связи MTConnect с открытым исходным кодом, а также Программное обеспечение для планирования ресурсов предприятия (ERP) Jobboss. Платформа Devicewise for Factory от Telit, компании, которая предлагает модули, программное обеспечение и услуги подключения IIoT, а также программное обеспечение.

Автоматическая обработка означает, что многие детали ждут сотрудников цеха, когда они прибудут утром. Для пользовательского инструмента это создало узкое место при проверке, что побудило мастерскую добавить устройство измерения размера изображения, чтобы ускорить измерение деталей для персонала по контролю качества.

Гиллен говорит, что преимущества этой системы заключаются в том, что она взаимодействует с различными контроллерами и для сбора данных не требуется специальное программирование. Он настроен на автоматическое извлечение всех данных, которые ранее собирались вручную со станка (количество деталей, код станка и т. д.), а также данных ERP (номер задания, описание задания, дата заказа, количество заказа, дата доставки и т. д.) и сохраняет это в облаке. Данные доступны через веб-панель. Затем можно создавать отчеты, чтобы более наглядно показать то, что ранее было доступно в электронной таблице производственного журнала.

Система собирала данные каждые 20 минут с начала июня 2018 года, не пропуская ни одной записи о работающей машине. Гиллен говорит, что существует много хороших продуктов для мониторинга машин. Тем не менее, его техническое образование дало возможность изучить внутреннее решение, отвечающее за бизнес-информацию, которая больше всего интересует магазин. Он также считает, что эта возможность сбора данных может также привести к еще более продвинутой аналитике, такой как привязка времени резки к определенным типам режущих инструментов или пластин.