Повысьте производственную эффективность: Автоматизируйте установки и устраните повторяющееся напряжение в производстве

Ищете новые способы дать производственному выходу вашего цеха пинок в pantalоны? Автоматизация может быть силовым множителем. Она также может освободить время ваших самых опытных и амбициозных становиков для наставничества, изучения новых систем и повышения навыков программирования станков. И она может помочь снизить страховые премии.

Вариант использования для автоматизации многих функций в цеху-субподрядчике очень отличается от большого автомобильного завода или другого высокообъемного производственного объекта. Но автоматизация может возвращать положительные и продуктивные результаты, которые помогают упростить повторяющиеся и времяпоглощающие задачи для цехов любого размера.

Каковы правильные применения роботов и коботов? Какие технологии могут приблизить проверки качества к процессу? На чем должны фокусироваться владельцы цехов и менеджеры производственных операций?

Мы исследуем некоторые способы, которыми производители имеют успех с автоматизацией сегодня — и что вам нужно знать при планировании изменений.

Автоматизация в производстве возвращает время рабочим и помогает цехам оставаться конкурентоспособными

Дефицит талантов в производстве реален. Сегодняшний спрос на производственную мощность больше, чем предложение труда — и ожидается рост. Исследование Deloitte и Manufacturing Institute 2018 года показывает, что дефицит навыков может оставить оценочные 2,4 млн позиций незанятыми до 2028 года с потенциальным экономическим воздействием $2,5 трлн.

«Это не становится лучше», объясняет Джон Хикс, владелец Kilgore Manufacturing, о дельте навыков, которую его компания видела в статье.

Цеха-субподрядчики могут находить трудным конкурировать с более крупными станочными цехами за более опытных и дорогих талантов. Но автоматизация, в теории, может уменьшить влияние дефицита навыков, уменьшая самые механические, ручные задачи — и увеличивая соотношение станок-к-человеку везде, где возможно.

Робот может часто ухаживать за несколькими станками. В некоторых случаях один оператор может ухаживать за несколькими роботами — и каждый робот может обрабатывать несколько станков одновременно.

«Это освобождает операторов для выполнения вторичных операций, כמו зачистка деталей, сборка или расходование большего времени на проверки качества», объясняет Стив Александр, вице-президент операций в Acieta, интеграторе автоматизации, в статье SME «Автоматизация цехов-субподрядчиков? Вы ставите!»

Видео: Посмотрите, как Augustine Die & Mold использует автоматизацию для расширения своих процессов — и помощи в управлении дельтой навыков.

Топ вариант использования автоматизации в цехах-субподрядчиках: Смены

Нет волшебной палочки для становления автоматизированным. Есть также разные и новые навыки в управлении системами автоматизации — включая разное ПО, датчики и безопасность. Часто, наиболее эффективное использование автоматизации — фокус на пред-детальных и пост-детальных смене и активностях установки.

«Автоматизация, наиболее подходящая для потребностей цеха-субподрядчика, не только подчеркнет быстрые и легкие установки и сократит время смены задания до 15 минут или менее, но также будет адаптируемой для использования от одного типа станка к другому, особенно для задач смены», пишет Крис Феликс, главный редактор Production Machining, в статье «Автоматизация цеха-субподрядчика: Быстро, просто и гибко».

Опытные становики могут оценить расходование меньшего времени на смены и загрузку заготовок — и больше времени фокусироваться на завершении крупных заданий и разрешении проблем точного производства.

В 2018 году Хикс из Kilgore Manufacturing использовал автоматизированную производственную ячейку, которая работала восемь часов в день без присмотра и помогала отправлять 3 500 единиц детали фланца каждую неделю — но это было только для одной детали. Чтобы стать более автоматизированным и освободить время для более старших становиков, Хикс добавил машину-помощника загрузки.

Система загрузки соединяет робота-руку с вращательным столом для стадирования заготовок в едином блоке загрузки работы, который может быть stationed рядом и перемещен к любому ЧПУ токарному или фрезерному станку.

Хикс описывает, как увеличенная автоматизация имела влияние, включая:

• Получение большей работы от существующей клиентской базы Kilgore.
• Экономия важного пространства на тесном полу цеха.
• Видение увеличения качества деталей, потому что становики имели больше времени для расходования на проверки качества.

Способность выигрывать больше бизнеса от конкурентных тендеров произошла от более предсказуемого планирования станков.

Как подойти к автоматизации в производстве: Объем деталей имеет значение

Будет ли автоматизация работать в среде, где объем деталей варьируется 엄청но? Она может, утверждает Эд Синкора из SME.

Представьте сценарий среднего объема деталестроения, где смены происходят несколько раз в неделю. «С правильным планированием ячейка может быть изменена на ойманном смене, позволяя приятное количество небезоператорного производства на следующей смене», объясняет Джон Люсье, менеджер по автоматизации для Methods Machine Tools, в статье SME.

SME говорит, что необходимая скорость робота будет зависеть «от времени цикла обработки производимых деталей. Чем короче время цикла, тем быстрее робот должен быть и тем менее вероятно, что один робот может поддерживать несколько станков».

Но цехи с низкими объемами также могут быть хорошими кандидатами для автоматизации, объясняет Люсье.

«Самое важное соображение — сокращение времени смены или даже полное устранение времени установки. Люди застревают на времени цикла и времени загрузки/разгрузки, но если ваши объемы такие низкие, что половина вашего времени тратится на смены, то атака времени смены, даже за счет времени цикла, может иметь смысл», говорит Люсье.

Установка может быть по сути устранена автоматизацией. Роботы могут быть запрограммированы для смены как своего собственного концевого инструмента руки, так и закрепки в станке или загрузки паллет с карусели «независимо от производимой детали, устраняя необходимость менять робото-инструмент или программировать разные движения загрузки/разгрузки для разных деталей».

Есть множество других важных областей оснастки, закрепки и стабильности деталей для оценки, включая закрепку, измерение, циклы, концевые инструменты руки, небезоператорные процессы — и бесфонарную обработку.

Автоматизация и закрепка

«Если заготовка требует позиционирования в зажиме или приспособлении или должна быть выровнена во вторичной операции на основе особенностей, созданных в первой операции, системы зрения или тактильные зонды могут потребоваться для завершения задачи», пишет Феликс. «Решения закрепки также должны быть спроектированы для обеспечения правильного зазора между концевым инструментом руки и зажимами при загрузке и разгрузке».

Автоматизация и измерение

«Если неавтоматизированный процесс требует оператора измерить заготовку во время или после обработки, автоматизация процесса измерения должна быть рассмотрена», объясняет Феликс. «Несколько вариантов в процессе или пост-процесса доступны, включая тактильные зонды, периодическую калибровку артефактов или даже использование пост-процессного измерителя или координатно-измерительной машины».

Автоматизация и циклы

При рассмотрении автоматизации процесса, «циклы определят емкость/размер таблиц очереди и входных/выходных конвейеров для готовых заготовок», пишет Феликс.

Циклы должны быть секвенированы в координации задач «требуемых роботом/автоматизацией, таких как загрузка к измерителям, координация измерительных машин, моечных станций или станций переворота» или в управлении паллетами.

Использование автоматизации для улучшения безопасности рабочего места и здоровья рабочих

Здоровье рабочих и безопасность цеха не являются основными причинами, по которым производители инвестируют в автоматизацию, но они являются бенефициарами. Карпальный туннельный синдром не редкость в производственных работах.

«Что-то настолько простое, как загрузка детали в зажим токарного станка, может быстро превратиться в повторяющуюся стрессовую травму для оператора, когда этот процесс повторяется сотни раз в день. Между потерянным временем и претензиями, эти травмы стоят компаниям миллиарды долларов каждый год», объясняет Александр.

Есть несколько областей в производственной работе, где автоматизация улучшила или устранила опасную работу — и помогла снизить небезопасные среды. Одна — в подъеме и перемещении тяжелых объектов. Другая — в близком воздействии химикатов, частиц и экстремальных температур, объясняет Джим Вински, старший лидер производства и бывший супервайзер завода и системный инженер в Seagrams и General Mills, в статье для Forbes.

«Травмы спины — одна из самых частых в производственной работе, и эти виды деятельности — ключевой вкладчик. Автоматизированные решения включают роботные системы pick-and-place, автоматизированные паллетизаторы, вакуумные подъемные системы и так далее», пишет Вински.

«Сегодня необычно иметь рабочих, поднимающих более 50 фунтов, и для повторяющегося подъема даже это становится постепенно редче».

До какого уровня ваш цех стал автоматизированным? Поговорите об этом в металлообработке форуме.

Опрос об автоматизации

Какие препятствия существуют в использовании автоматизации на вашу пользу?