Loja compartilha lições aprendidas

Por volta das 15h todos os dias da semana, o pessoal da loja de ferramentas personalizadas começa a configurar centros de torneamento para executar os trabalhos com as luzes apagadas durante a noite.

Para os irmãos Young, a automação do chão de fábrica começou adicionando um alimentador de barras a um centro de torneamento CNC existente.

Isso aconteceu logo depois que Gillen e Bob Young compraram a Custom Tool de Cookeville, Tennessee, em 2008. (Gillen é presidente; Bob é vice-presidente.) O alimentador de barras, que permitiu que um centro de torneamento CNC de dois eixos funcionasse desacompanhado por longos trechos de tempo durante os dias de trabalho, representou uma mudança significativa na cultura da loja em comparação com a forma como a empresa era gerenciada anteriormente. Ou seja, a automatização de uma tarefa manual nunca foi contemplada na medida em que até mesmo os cheques da folha de pagamento ainda eram escritos à mão antes da aquisição do negócio.

Hoje, vários exemplos de automação foram implementados e a loja se beneficia deles de várias maneiras. Por exemplo, dois novos centros de torneamento do eixo Y alimentados por barras com subspindles, ferramentas vivas e coletores de peças podem ser configurados para funcionar durante a noite com o objetivo de usinar peças completas e obter o máximo de tempo de produção das 15,5 horas disponíveis que a oficina tem. não pessoal. Os funcionários do chão de fábrica, muitos agora livres de simplesmente carregar e descarregar máquinas, estão mais aptos a considerar e sugerir maneiras de melhorar os processos. Muitas vezes, essas sugestões úteis estão relacionadas à automação de tarefas manuais existentes (como a integração de rebarbação de peças no ciclo de usinagem). Além disso, a nova tecnologia de inspeção automatizou algumas rotinas de medição para várias peças que foram usinadas durante a noite.

A Custom Tool também automatizou recentemente a coleta de dados para sua estratégia de planejamento de “log de produção” estabelecida há aproximadamente 10 anos. O registro de produção, que se tornou a espinha dorsal de sua operação, revela a eficácia das máquinas da loja durante um dia em relação aos volumes de produção diários esperados e mostra quanto “tempo roubado” a loja está embolsando. (Este é o apelido dos irmãos para as 15,5 horas sem funcionários todas as noites.) Também ajuda a identificar trabalhos que fazem sentido para a produção noturna, pois a oficina procura aumentar a porcentagem de horas anuais de usinagem sem luz para 50% ou mais de seu Produção total. Como diz Bob, essa quantidade de tempo de usinagem sem supervisão equivale a um segundo turno com pessoal a um custo muito menor.

Depois do alimentador de barras

Bob Young gerencia as operações do site, enquanto Gillen (que também trabalha como arquiteto chefe de soluções de IoT para AT&T Consulting) está localizado em Atlanta, Geórgia (embora visite a loja com a frequência que o tempo permite). Os dois decidiram comprar a Custom Tool depois que Bob, que anteriormente trabalhava para um distribuidor de máquinas-ferramenta, foi abordado pelos ex-proprietários que estavam se aposentando e procurando uma saída.

Este encaixe de combustível é o primeiro trabalho que a oficina executou sem supervisão durante a noite. Ele usou ferramentas redundantes para as duas operações de rosqueamento para compensar o desgaste da ferramenta e dobrou o número de peças que poderiam ser usinadas sem luz. Além disso, desde que esta foto foi tirada, a oficina começou a usar uma ferramenta especial para realizar a rebarbação durante o ciclo para eliminar uma operação de rebarbação manual secundária.

Ficou imediatamente claro para os irmãos que mudanças na cultura da empresa eram essenciais. Os dois começaram a trabalhar para incutir uma mentalidade de melhoria contínua com o objetivo de implementar a automação o máximo possível. Dado algum desgaste natural, eles contrataram algumas pessoas novas, muitas relativamente jovens e inexperientes, que estavam mais abertas a adotar tecnologia avançada e mais aptas a sugerir maneiras de otimizar processos.

Depois de ver os benefícios de usinagem autônoma daquele primeiro centro de torneamento alimentado por barra e vislumbrar um momento em que a usinagem sem luzes se tornaria realidade, a Custom Tool fez um investimento mais substancial em 2012, adicionando um eixo Y Okuma LB3000 EX Spaceturn com ferramental, um subfuso e um alimentador de barras Edge Technologies para permitir a usinagem completa de algumas peças. A loja adicionou outra máquina em 2016 e uma terceira em janeiro de 2019.

Dito isso, levou tempo para colher os benefícios da usinagem sem luz. A oficina teve que se sentir confortável com o novo equipamento e trabalhar para validar potenciais operações de usinagem durante a noite. Em seguida, começou a executar trabalhos por períodos cada vez mais longos à noite, até que a oficina estivesse totalmente confiante de que eles poderiam executar com sucesso durante a noite. Vários elementos foram considerados no estabelecimento de processos autônomos confiáveis, e a oficina aprendeu várias lições ao longo do caminho. Algumas delas dizem respeito a:

• Sistema de refrigeração. Quedas inesperadas na pressão do líquido refrigerante ou fornecimento interrompido do líquido refrigerante podem causar a quebra das ferramentas. Máquinas que funcionam durante a noite exigem mais manutenção do que aquelas que funcionam em apenas um turno. Portanto, se um filtro de bomba auxiliar é normalmente verificado a cada poucos dias para uma máquina que executa um turno, esse filtro deve ser verificado todos os dias. Além disso, o segundo centro de torneamento do eixo Y da Custom Tool possui um controlador que envia um sinal para parar a máquina se detectar um problema com o sistema de refrigeração.
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  É importante considerar o gerenciamento de cavacos ao desenvolver um processo de usinagem sem iluminação, como explica Bob Young ao editor sênior Lori Beckman. Esta unidade possui dentes de transporte que permitem lidar melhor com cavacos de alumínio longos e fibrosos quando o centro de torneamento funciona sem supervisão durante a noite.
  Transportador de cavacos. Nem todos os transportadores de cavacos são iguais. O primeiro centro de torneamento do eixo Y da Custom Tool possui uma unidade convencional, mas o segundo possui uma unidade Hennig com dentes no transportador. Os irmãos Young dizem que este transportador remove de forma mais eficaz os cavacos longos e fibrosos comumente produzidos na usinagem de alumínio, por isso é mais provável que executem trabalhos de alumínio durante a noite nesta máquina do que na outra. Isso elimina o “aninhamento de pássaros”, que pode interferir no sistema de coleta de peças.
• Coleção de peças. Inicialmente, o coletor de cavacos também servia como coletor de peças. Agora, cada centro de torneamento tem um coletor de peças integrado. O tamanho dos coletores deve ser capaz de acomodar o volume de produção durante a noite. Se a capacidade for muito pequena, o número de peças grandes que podem ser produzidas durante a noite é limitado. Além disso, o líquido refrigerante sai com cada peça coletada, portanto, é necessário algum meio de drenar o líquido refrigerante do coletor de peças e de volta ao reservatório da máquina.
• Alimentador de barras. Se as peças para um trabalho forem consideráveis, a capacidade de um alimentador de barras pode limitar quantas peças podem ser usinadas durante a noite. Por outro lado, se os tempos de ciclo forem muito rápidos, é possível consumir toda a barra carregada, o que significa que alguém teria que vir à oficina para reabastecer o material para que a produção de peças durante a noite não seja reduzida.
• Ferramentas redundantes. Uma peça de encaixe de combustível com dois tipos de roscas mostradas foi o primeiro trabalho que a Custom Tool configurou para funcionar durante a noite usando ferramentas redundantes. Quando este trabalho era executado com um operador em espera, esse operador poderia dizer quando uma mudança de compensação poderia ser necessária devido ao desgaste da ferramenta. No entanto, a oficina descobriu que inicialmente só poderia executar esse trabalho por quatro horas, porque era nesse ponto que os ajustes de deslocamento eram necessários para as duas ferramentas de rosqueamento. Reconhecendo isso, a oficina começou a usar ferramentas de rosqueamento redundantes, exigindo uma troca de ferramenta em uma determinada contagem de peças pouco antes de o desgaste da ferramenta se tornar um problema. Embora a oficina não obtenha toda a vida útil de seus insertos de ferramenta de rosqueamento, o tempo adicional que a máquina pode operar sem supervisão justifica isso.
• Monitoramento de carga. Com a capacidade de monitoramento de carga do fuso, quando a carga chega a zero, isso significa que uma ferramenta quebrou. Os programas de peças são escritos para que a máquina pare nesse ponto, em vez de continuar executando o trabalho e arriscar quebrar as ferramentas subsequentes.
• Capacidade de medição. É bom quando centenas de peças podem ser usinadas durante a noite, mas essa produção autônoma mudou o que alguns funcionários da fábrica de ferramentas personalizadas fazem para começar a cada dia. O tempo deve ser reservado para segregação de peças, inspeção, avaliação da máquina e configuração para o próximo trabalho. Na verdade, a inspeção de peças tornou-se um gargalo quando a fábrica implementou pela primeira vez a produção sem luzes. Para acelerar as rotinas de inspeção, a Custom Tool adicionou um sistema de medição de dimensão de imagem da série Keyence IM, que pode medir e registrar automaticamente vários recursos de peças externas em uma ou mais peças configuradas no dispositivo.

Automatizando o registro de produção

O registro de produção que Bob implementou em 2011 revela a produtividade diária das nove máquinas CNC e uma célula de soldagem robótica da oficina, comparando o trabalho planejado diário para cada uma com a produção real alcançada. Também revela a eficácia com que a loja está usando as horas disponíveis durante a noite.

O sistema automatizado de coleta de dados coleta informações de produção de máquinas a cada 20 minutos. Ele também extrai dados de trabalho do software ERP da loja. Os relatórios podem então ser criados para mostrar mais graficamente as informações do log de produção. Crédito da foto:Ferramenta personalizada

Até recentemente, todos esses dados eram coletados manualmente. A cada hora, os funcionários registram os números de produção de peças de hora em hora para cada máquina e inserem esses valores, bem como os códigos de status da máquina, na planilha de registro de produção. A loja se esforça para maximizar os valores dos códigos 10 e 15, representando o tempo de produção durante o turno de um dia da loja e o tempo de produção autônoma durante a noite, respectivamente. A comparação desses valores com a produção diária esperada revela a verdadeira utilização da máquina, diz Bob. Outros códigos, como os de configuração, retrabalho e tempo de espera por material, ferramentas ou atenção do operador, esclarecem exatamente quanto tempo leva para concluir um trabalho, além do tempo real de usinagem.

Variáveis ​​comuns foram configuradas para rastrear o status de cada trabalho. A contagem de peças é controlada pelo código G e aumenta em um cada vez que um ciclo de peça é concluído. Outras variáveis ​​requerem entrada do operador. Isso inclui o objetivo de execução (a máquina fará uma pausa quando a contagem de peças atingir esse valor), o número do trabalho (isso está listado no viajante do trabalho) e o código de log de produção (isso mostra quando o status da produção foi alterado).

O registro de produção ajuda a identificar os processos que se prestam à operação sem iluminação. Se uma máquina configurada para funcionar a noite toda não estiver chegando perto das 15,5 horas disponíveis, pode ser que esse trabalho não seja adequado para ser executado durante a noite. Ou, se uma máquina funcionar a noite toda e outra funcionar metade da noite, talvez faça sentido enviar o trabalho que foi executado apenas metade da noite para uma máquina diferente e substituí-lo pelo trabalho da outra máquina de execução mais longa para obter maior utilização. O registro de produção também serve como uma espécie de diário, porque é usado para documentar problemas como quebra de ferramentas ou mau funcionamento do alimentador de barras que fizeram com que as máquinas ficassem aquém dos valores de produção pretendidos.

A oficina continua trabalhando para o cenário em que ninguém precisará visitar as máquinas a cada hora para coletar e inserir dados no log de produção. Isso se deve a um sistema automatizado de coleta e relatório de dados que Gillen está desenvolvendo, que usa uma plataforma de Internet das Coisas Industrial (IIoT) baseada na Web para extrair dados de máquinas que possuem agentes para o protocolo de comunicação MTConnect de código aberto, bem como o protocolo de comunicação MTConnect da empresa. Software de planejamento de recursos empresariais (ERP) Jobboss. A plataforma é Devicewise for Factory da Telit, empresa que oferece módulos IIoT, software e serviços de conectividade e software.

A usinagem sem luz significa que muitas peças estão esperando pelo pessoal da oficina quando chegam pela manhã. Para a Custom Tool, isso criou um gargalo de inspeção que estimulou a loja a adicionar um dispositivo de medição de dimensão de imagem para acelerar a medição de peças para o pessoal de controle de qualidade.

Gillen diz que os benefícios deste sistema são que ele interage com uma variedade de controladores e nenhuma programação personalizada é necessária para a coleta de dados. Ele é configurado para extrair automaticamente todos os dados que foram coletados manualmente anteriormente da máquina (contagem de peças, código da máquina e mais), bem como dados do ERP (número do trabalho, descrição do trabalho, data do pedido, quantidade do pedido, data de entrega e mais) e armazena isso na nuvem. Os dados podem ser acessados ​​por meio de um painel da web. Relatórios podem então ser criados para mostrar mais graficamente o que estava disponível anteriormente na planilha de log de produção.

O sistema coleta dados a cada 20 minutos desde o início de junho de 2018 sem perder uma entrada para uma máquina que estava em execução. Gillen diz que existem muitos bons produtos de monitoramento de máquinas disponíveis. No entanto, sua formação técnica proporcionou a oportunidade de explorar uma solução interna que aborda as informações comerciais que a loja está mais interessada em conhecer. Ele também acha que esse recurso de coleta de dados também pode levar a análises ainda mais avançadas, como vincular o tempo de corte a tipos específicos de ferramentas de corte ou pastilhas.