Automation Nation:сокращение количества наладок и повторяющихся стрессовых операций на производстве

Ищете новые способы повысить производительность вашего магазина? Автоматизация может увеличить силу. Это также может высвободить время ваших самых опытных и амбициозных машинистов для наставничества, изучения новых систем и повышения уровня навыков машинного программирования. Кроме того, это может помочь снизить страховые взносы.

Вариант использования для автоматизации многих функций в мастерской сильно отличается от крупного автомобильного завода или другого крупносерийного производственного предприятия. Но автоматизация может дают положительные и продуктивные результаты, которые помогают упростить повторяющиеся и трудоемкие задачи для магазинов любого размера.

Каковы правильные применения роботов и коботов? Какие технологии могут приблизить проверку качества к процессу? На что следует обратить внимание владельцам магазинов и руководителям производственных операций?

Мы рассмотрим, как сегодня производители добиваются успеха в автоматизации, и что вам нужно знать при планировании изменений.

Автоматизация в производстве возвращает рабочим время и помогает магазинам оставаться конкурентоспособными

Нехватка кадров в производстве реальна. Сегодняшний спрос на производственные мощности превышает предложение рабочей силы, и ожидается, что он будет увеличиваться. Исследование Deloitte и Производственного института, проведенное в 2018 году, показало, что дефицит навыков может привести к тому, что к 2028 году не будет заполнено около 2,4 млн вакансий, а потенциальный экономический эффект составит 2,5 трлн долларов США.

«Лучше не становится», — объясняет Джон Хикс, владелец Kilgore Manufacturing, о разнице в навыках, которую его компания увидела в статье.

Магазинам по трудоустройству может быть трудно конкурировать с более крупными механическими мастерскими за более опытных и дорогих специалистов. Но теоретически автоматизация может уменьшить влияние нехватки навыков, уменьшив количество самых рутинных, ручных задач и по возможности увеличив соотношение машин и людей.

Робот часто может обслуживать несколько машин. В некоторых случаях один оператор может обслуживать несколько роботов, и каждый робот может управлять несколькими машинами одновременно.

«Это позволяет операторам выполнять второстепенные операции, такие как снятие заусенцев с деталей, сборку или тратить больше времени на проверку качества», — объясняет Стив Александер, вице-президент по производству компании Acieta, интегратора автоматизации, в статье для малого и среднего бизнеса «Automating Job Shops? Еще бы!"

Видео:узнайте, как компания Augustine Die &Mold использует автоматизацию для усовершенствования своих процессов и помогает управлять дельтой навыков.

Основной пример использования автоматизации в мастерских:переналадка

Не существует волшебной палочки для автоматизации. Существуют также различные и новые навыки управления системами автоматизации, включая различное программное обеспечение, датчики и безопасность. Часто наиболее эффективное использование автоматизации заключается в том, чтобы сосредоточить внимание на действиях по замене и настройке до и после изготовления детали.

«Автоматизация, лучше всего подходящая для нужд мастерской, будет не только подчеркивать важность быстрой и простой настройки и сокращать время смены задания до 15 минут или менее, но также будет адаптироваться для использования с одного типа станка на другой, особенно для задач смены. », — пишет Крис Феликс, главный редактор журнала Production Machining, в статье «Автоматизация производственных цехов:быстро, просто и гибко».

Опытные операторы могут тратить меньше времени на переналадку и загрузку заготовок и уделять больше времени выполнению больших объемов работ и решению проблем, связанных с прецизионным производством.

В 2018 году компания Hicks of Kilgore Manufacturing использовала автоматизированную производственную ячейку, которая работала без присмотра восемь часов в день и помогала отгружать 3500 единиц фланцевой детали каждую неделю, но только для одной детали. Чтобы помочь стать более автоматизированным и освободить время для более опытных машинистов, Хикс добавил машину помощника загрузки.

Система загрузки соединяет манипулятор с поворотным столом для размещения заготовок в одном блоке загрузки, который можно разместить рядом с любым токарным или фрезерным станком с ЧПУ и переместить на него.

Хикс описывает, какое влияние оказало усиление автоматизации, в том числе:

• Дополнительная работа с существующей клиентской базой Kilgore.
• Экономия места в тесном цеху.
• Улучшилось качество деталей, поскольку у машинистов появилось больше времени на проверку качества.

Более предсказуемое планирование машин позволяет получить больше заказов благодаря конкурентным торгам.

Как подойти к автоматизации производства:объем деталей имеет значение

Будет ли автоматизация работать в среде, где объем деталей сильно различается? Может, утверждает Эд Синкора из SME.

Представьте себе сценарий среды изготовления деталей среднего объема, где переналадка происходит несколько раз в неделю. «При правильном планировании ячейка может быть заменена в течение рабочей смены, что позволит значительно увеличить объем производства без участия оператора в следующую смену», — объясняет Джон Люсьер, менеджер по автоматизации компании Methods Machine Tools, в статье для малого и среднего бизнеса.

SME говорит, что требуемая скорость робота будет зависеть «от времени цикла обработки производимых деталей. Чем короче время цикла, тем быстрее должен быть робот и тем меньше вероятность того, что один робот сможет обслуживать несколько машин».

Но магазины с меньшими объемами также могут быть хорошими кандидатами на автоматизацию, объясняет Люсьер.

«Самым важным соображением является сокращение времени переналадки или даже полное исключение времени настройки. Люди увязают во времени цикла и времени загрузки/выгрузки, но если ваши объемы настолько малы, что половина вашего времени тратится на переналадку, тогда может иметь смысл атаковать время переналадки, даже за счет времени цикла», — говорит Люсьер. .

Настройка может быть существенно устранена за счет автоматизации. Роботы могут быть запрограммированы на смену как собственных инструментов на конце руки, так и заготовок в станке или загрузки поддонов с карусели «независимо от производимой детали, что устраняет необходимость смены инструментов робота или программирования различных операций загрузки/разгрузки». для разных частей.”

Существует множество других важных областей инструментов, зажима и стабильности деталей, которые также необходимо оценить, в том числе крепление заготовки, калибрование, продолжительность цикла, инструментальная обработка на конце рычага, автоматические процессы и автоматическая обработка.

Автоматизация и закрепление

«Если заготовка требует позиционирования в патроне или приспособлении или ее необходимо выровнять во время вторичной операции на основе элементов, созданных в первой операции, для выполнения задачи могут потребоваться системы технического зрения или сенсорные датчики», — пишет Феликс. «Решения по закреплению также должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить надлежащий зазор между инструментами на конце рычага и зажимами при загрузке и разгрузке».

Автоматизация и контроль

«Если неавтоматизированный процесс требует, чтобы оператор измерял заготовку во время или после обработки, следует рассмотреть возможность автоматизации процесса измерения», — объясняет Феликс. «Доступно несколько опций в процессе или после обработки, включая контактные щупы, периодическую калибровку артефактов или даже использование датчика постобработки или координатно-измерительной машины».

Автоматизация и время цикла

При рассмотрении вопроса об автоматизации процесса «время цикла будет определять вместимость/размер столов очереди и входных/выходных конвейеров для готовых изделий», — пишет Феликс.

Время цикла должно быть упорядочено при координации задач, «требуемых от робота/автоматизации, таких как погрузка на манометры, согласование измерительных машин, моечных или переворачивающих станций» или при управлении поддонами.

Использование автоматизации для повышения безопасности на рабочем месте и здоровья сотрудников

Здоровье рабочих и безопасность в цехах не являются основными причинами, по которым производители вкладывают средства в автоматизацию, но они приносят пользу. Синдром запястного канала нередко встречается на производстве.

«Такая простая вещь, как загрузка детали в патрон токарного станка, может быстро превратиться в повторяющуюся стрессовую травму для оператора, если этот процесс повторяется сотни раз в день. Помимо потерянного времени и претензий, эти травмы ежегодно обходятся компаниям в миллиарды долларов», — объясняет Александр.

В производственной сфере есть несколько областей, в которых автоматизация улучшила или устранила опасные виды работ и помогла уменьшить небезопасные условия. Один заключается в подъеме и перемещении тяжелых предметов. Другая — в тесном контакте с химическими веществами, твердыми частицами и экстремальными температурами, — объясняет в статье для Forbes Джим Виноски, старший руководитель производства и бывший начальник завода и системный инженер в Seagrams и General Mills.

«Травмы спины являются одними из самых распространенных на производстве, и такие виды деятельности вносят ключевой вклад. К автоматизированным решениям относятся роботизированные системы захвата и размещения, автоматические укладчики поддонов, вакуумные подъемные системы и т. п. – пишет Виноски.

"Сегодня необычно, чтобы работники поднимали более 50 фунтов, а при повторяющемся подъеме даже такой большой вес становится все реже".

Насколько автоматизирован ваш магазин? Расскажите об этом в форум по металлообработке .

Автоматический опрос

Какие препятствия существуют на пути использования автоматизации в ваших интересах?