Беспилотное производство: 5 ключевых элементов для полностью автоматизированных заводов

«Беспилотное» производство использует технологии Индустрии 4.0 для автоматизации операций, чтобы они работали без человеческого труда. Это позволяет компаниям держать станки работающими после часов и несмотря на кадровый дефицит. Вот пять факторов, которые помогут сделать беспилотное производство реальностью для вас.

За последние несколько месяцев производственные компании столкнулись с нарушением цепочек поставок, закрытием объектов и ограниченной доступностью персонала из-за пандемии COVID-19.

В результате решения по автоматизации, такие как робототехника и программное управление, стали более привлекательными. Обещание беспилотного производства также выросло, и оно может стать значительным фактором, помогающим компаниям работать на полной мощности.

Автоматизированные заводы, использующие беспилотное производство, полностью автоматизированы и не требуют вмешательства людей. Это означает, что вместо простоя станков и инструментов, руководство цеха может запускать их вечерами и в выходные, когда сотрудники дома или рабочие недоступны.

Есть оговорки. Должно быть достаточно работы для станков и оборудования, чтобы оправдать инвестиции. Не все детали, которые производятся, подходят для неконтролируемой обработки — хотя большинство подходит при правильном подходе и исполнении.

Тем не менее, даже с этими ограничениями, чем больше вы знаете о том, как автоматизировать заводы, тем больше потенциального выпуска есть для помощи итоговой строке. Вот пять основных элементов, необходимых для реализации беспилотного производства.

1. Правильный ассортимент деталей

Вы можете подумать, что беспилотное производство возможно только для цехов, производящих относительно простые детали с нестрогими допусками тысячами, желательно из алюминия или других легко обрабатываемых материалов.

Не так. Много цехов выключали свет на деталях из титана и инконеля с близкими допусками, высокой сложностью — даже в единичных количествах.

Рецепт успеха в этих средах не так сильно основан на том, какой металл вы режете или какие допуски держите. Это больше о шагах, которые вы предпринимаете, чтобы победить переменные обработки.

Если процесс стабилен и предсказуем, большинство деталей являются кандидатами для некоторого уровня автоматизации, если соблюдены следующие условия:

• Механика управления стружкой
• Управление сроком службы инструмента
• Внутрипроцессовый контроль

Семейство деталей или часто повторяющаяся деталь — отличное место для начала любой инициативы беспилотного производства.

Смотрите исчерпывающее руководство по беспилотному производству:

2. Правильные особенности станков и инструменты

Любой станок с ЧПУ может быть автоматизирован, хотя это решительно проще с определенными типами оборудования.

Например, токарные станки идут в стандартной комплектации с гидравлическим зажимом детали, необходимым условием для любой автоматизации. Многие также оснащены стружкоудавителями и системами высокого давления СОЖ, которые помогают гарантировать, что случайная стружка не вызовет проблему ночью.

Установите магазинного типа прутокподаватель и систему внутрипроцессового измерения, чтобы следить за вещами, и шансы хороши, что вы сможете держать станок работающим без присмотра на дополнительную смену или две.

Использование вертикально-обучального центра требует больше усилий. Вам понадобятся:

• Робот для загрузки и выгрузки деталей
• Конвейер для перемещения заготовки внутрь и готовых деталей наружу
• Автоматизированная тиски или паллетная система
• Эффективный способ удаления стружки из рабочей зоны

Горизонтально-обучальные центры — самые дружественные к автоматизации из всех. ГОЦ устраняет многие недостатки ВОЦ, особенно когда оснащен паллетным пулом или линейной паллетной системой.

Какой бы тип или марка станка ни была, однако, он должен иметь мощность шпинделя, необходимую для эффективного удаления металла, быть достаточно точным, чтобы соответствовать допускам детали без присмотра, и быть крайне надежным.

Новые станки также оснащены возможностями сетевого взаимодействия на базе Ethernet. Они также часто поставляются с продвинутыми датчиками, которые облегчают мониторинг условий обработки и анализ событий, которые могли произойти ночью.

3. Инструментально-оснасточный комплекс, дружественный к автоматизации

Станок должен иметь много дополнительных станций инструментов и какую-то функцию управления сроком службы инструмента, чтобы максимизировать свои беспилотные возможности.

Это облегчает программистам станков с ЧПУ вызов заменяющих режущих инструментов в заранее определенных интервалах или когда система измерения указывает, что инструмент изношен. Это меньше проблемы при обработке таких материалов, как конструкционная сталь или алюминий, но становится все более важным с нержавеющей сталью и суперсплавами.

Это представляет еще один сильный аргумент в пользу ГОЦ: Большинство производителей станков предоставляют опции для массивных магазинов инструментов и централизованных систем хранения инструментов. Многофункциональный токарный станок с возможностями смены инструментов — гораздо лучший выбор для беспилотной работы, чем базовый турельный токарный станок.

Какое правильное оснащение? Это несколько несущественно с точки зрения автоматизации, хотя инвестиции в двухконтактные системы зажимов Capto, HSK, KM или эквивалентные всегда хорошая идея для цехов, ценящих доступность и эффективность станков.

Другие типы оснащения, которые имеют значение для беспилотного производства, включают: быстроразменные зажимы нулевой точки, быстроразменные губки и приспособления, и гидравлические или пневматические тиски. Все эти области оснащения увеличат гибкость цеха и снизят простои станков.

4. Удаленный мониторинг, ПО и наладчики дежурные

Шпиндельно- или турельно-крепленный измерительный головкой зондирование критически важно для обнаружения сломанных инструментов, валидации размещения заготовки и внутрипроцессового измерения. Эти системы теперь стандартны на многих станках.

Ушли времена сложных макропрограмм. Сегодня системы мониторинга и программное обеспечение намного проще в использовании, чем когда-либо.

Зондирование — необходимый компонент любой стратегии беспилотной обработки, но цехам также должен быть некоторый уровень возможностей удаленного мониторинга. Это может быть что-то настолько простое, как уведомление от ЧПУ на мобильный телефон дежурного наладчика на неделе о том, что станок остановился.

Вы также можете установить камеры внутри каждого станка и следить за ним через виртуальную частную сеть компании.

Стоит отметить, что беспилотный подход все равно требует некоторого человеческого вмешательства, например, когда станок останавливается неожиданно или инструмент ломается. Последнее, чего хочет любой цех — полная остановка работы, влияющая на дневное производство. Цель — избежать простоев, в конце концов.

5. Инвестиции времени и капитала

Беспилотное производство требует усилий в разработке и валидации процесса, настройке и управлении рутинами зондирования, управлением сроком службы инструментов, роботами и захватами, и системами удаленного мониторинга.

Помимо всего этого, сами станки должны быть в отличном рабочем состоянии. Обратите особое внимание на плановое техническое обслуживание станков и инструментов, управление СОЖ и организацию цеха, чтобы ночные сюрпризы были сведены к минимуму.

Переход на беспилотное производство — всеобъемлющее путешествие. Оно максимизирует доступные машино-часы и потенциал цеха.

Работаете ли вы с беспилотным производством? Какие проблемы вы столкнулись? Поделитесь мыслями в комментариях ниже.