Como construir um sistema de manufatura flexível com automação de máquinas-ferramenta CNC

Quer melhorar a produtividade da sua fábrica usando um Sistema Flexível de Manufatura? Deseja construir sua própria solução de fabricação flexível com suas máquinas-ferramentas CNC?

Neste artigo, você descobrirá como essas soluções de fabricação automatizadas e semiautomáticas funcionam, entenderá os benefícios da fabricação flexível e aprenderá cinco maneiras de criar uma solução de fabricação flexível usando as ferramentas e tecnologias certas de máquinas CNC.

O que são Sistemas Flexíveis de Manufatura?

Um Sistema de Manufatura Flexível (FMS) envolve a criação de um sistema de fabricação que permite alguma flexibilidade para que ele seja adaptado para mudanças nas peças ou processos de fabricação. Existem dois tipos de flexibilidade em tais sistemas:

• Flexibilidade de roteamento que visa alterar a capacidade do sistema de produzir novas peças ou tipos de produtos; e 
• Flexibilidade da máquina que permite que diferentes máquinas executem a mesma operação em uma peça.

Em uma fábrica de peças, um FMS pode integrar duas ou mais máquinas-ferramentas CNC, manuseio automatizado de materiais, bem como soluções de manuseio de ferramentas. Ao fazer isso, um FMS tem a flexibilidade de realizar operações repetidas, mas variadas, ou alterar a ordem das operações executadas em uma peça usando um cronograma predeterminado com intervenção manual mínima.

Um subconjunto de um FMS é o que chamamos de Célula de Manufatura Flexível (FMC) – isso geralmente inclui uma máquina e um palete ou outro sistema automatizado para manusear materiais ou peças. Muitas vezes, essas soluções são mais comuns devido ao menor investimento inicial e custos operacionais contínuos em comparação com o uso de várias máquinas CNC em um FMS completo.

Quais são os benefícios e os recursos dos sistemas ou células flexíveis de fabricação?

Cada vez mais fabricantes optam por soluções flexíveis em suas instalações de produção. Como esses fabricantes, você pode desfrutar de vários benefícios, caso opte por fazê-lo.

A primeira é a capacidade desses sistemas de identificar e distinguir entre as diferentes partes processadas pelo sistema. Isso permite uma mudança rápida das instruções de operação, bem como de uma peça para outra durante o processo de fabricação.

Em segundo lugar, os Sistemas de Manufatura Flexível (FMS) e as Células de Manufatura Flexível (FMCs) permitem que as linhas de produção usem estratégias de usinagem 24 horas por dia, 7 dias por semana.

As instalações baseadas em FMS e FMC também garantem que sua empresa possa enfrentar os desafios da produção “High Mix – Low Volume”. Isso ajuda você a utilizar os recursos disponíveis, como espaço e mão de obra de forma mais eficaz.

A fabricação flexível também reduz as horas não produtivas, quando uma máquina precisa ser carregada com uma nova peça ou material.

Embora os sistemas flexíveis estejam em vigor há muitos anos em países desenvolvidos, seus benefícios agora os tornaram cada vez mais populares em países de fabricação de baixo custo. Essas soluções de automação melhoram significativamente a produtividade dos operadores de máquinas – uma consideração importante devido ao aumento dos custos de mão de obra e à escassez de mão de obra qualificada.

Com FMS e automação, você pode precisar contratar operadores mais qualificados para projetar, gerenciar e operar suas instalações de produção. No entanto, esses operadores qualificados serão mais eficazes e produtivos – uma situação vantajosa para os proprietários e funcionários da empresa.

5 recursos de sistemas flexíveis de fabricação CNC com soluções automatizadas

Hoje, uma ampla gama de soluções flexíveis de automação de fabricação está disponível para cada necessidade, espaço ou orçamento. Mas o que essas soluções para o seu sistema de usinagem CNC devem ter?

Aqui estão suas cinco características mais importantes.

Permutabilidade e flexibilidade de máquinas-ferramentas CNC nº 1

Primeiro, seu sistema de fabricação deve permitir que suas peças de trabalho ou ferramentas sejam trocadas de forma flexível.

Você pode usar um Trocador Automático de Peças (AWC) para permitir que diferentes ferramentas, localizadas dentro das máquinas ATC (trocador automático de ferramentas) trabalhem em suas várias peças. Um exemplo é o centro de usinagem de 5 eixos D2-5AX da Hwacheon, que está disponível com um AWC com 8 ou 20 estações e com no máximo 60 estações de ferramentas ATC.

Alternativamente, você pode empregar um Multi Pallet System (MPS), como Hwacheon Multi Pallet (HMP), que está disponível em dois tamanhos de paletes – paletes de 400 x 400 mm ou 500 x 500 mm. Estes podem estar disponíveis para uma ou duas máquinas com diferentes níveis de configuração da seguinte forma:

1 máquina:    1 Camada/Nível tem 7 paletes

2 Camadas/Níveis tem 14 paletes

3 Camadas/Níveis tem 21 paletes



2 máquinas:  1 Camada/Nível tem 4 paletes

2 Camadas/Níveis tem 8 paletes

3 Camadas/Níveis tem 12 paletes

Para cada sistema HMP, uma estação de configuração é normalmente incluída no nível um da configuração de sua máquina-ferramenta. Esses sistemas de paletes múltiplos estão disponíveis para as seguintes máquinas-ferramentas CNC Hwacheon:

• VESTA-660 / VESTA-850B / VESTA-1000+ / VESTA-1050B / VESTA-1300 / VESTA-1300B / VESTA-2000
• SIRIUS-UM+ / SIRIUS-UL+ / SIRIUS-UZ / SIRIUS-UX
• M3-5AX / M4 -5AX

Eles também estão disponíveis para trabalhar com quaisquer duas máquinas selecionadas com um HMP no meio. Esta será a versão para duas máquinas com um número reduzido de paletes. Você também pode misturar uma máquina CNC de 3 eixos com uma máquina CNC de 5 eixos, se necessário.

Tais sistemas são fornecidos com a compra de uma máquina Hwacheon e um sistema Hwacheon Automation.

#2 Processos de usinagem consistentes e repetíveis

A segunda característica da solução FMS e FMC é sua capacidade de alcançar uma produção consistente e repetível. Eles podem ser ajustados para lidar melhor com as variações em High Mix – Low Volume como modificações na sequência do processo, alterações no volume de produção, alterações no design e muitas outras alterações.

#3 Gerenciamento flexível de configurações de ferramentas e acessórios

Graças à sua maior modularidade, ferramentas e acessórios flexíveis e intercambiáveis ​​podem ser ajustados antes da produção real. No entanto, é importante que o software interno da sua máquina CNC monitore o status de sua ferramenta - um aviso oportuno deve ser fornecido se a vida útil da sua ferramenta estiver terminando, para que você possa alterar sua ferramenta manualmente ou fazê-lo automaticamente usando uma "ferramenta irmã".

A preparação eficaz da ferramenta é uma disciplina importante em um FMS. Isso permite que você organize seus vários acessórios com novas matérias-primas ou peças de maneira oportuna, sistemática e sem problemas. Ao conectar e coordenar seus departamentos de ferramentas e acessórios, bem como os operadores das máquinas, você pode projetar um fluxo de material mais organizado e um processo de gerenciamento de ferramentas de corte. A alocação oportuna de acessórios, novos materiais ou peças, bem como ferramentas de corte, também ajudam a evitar o tempo de inatividade em seu sistema FMC / FMS.

Um exemplo de sistema de monitoramento de ferramentas é o M-Vision da Hwacheon. Desenvolvido e aperfeiçoado a partir dos anos da Hwacheon operando nossos próprios sistemas FMS em nossa fábrica, ele pode atender a uma ampla variedade de sistemas FMS, como usinagem de uma ampla seleção de várias peças fundidas ou produção de alto volume para peças automotivas. Além disso, você pode usar o Hwacheon M-Vision para monitorar o status de máquinas únicas ou várias unidades organizadas FMS/FMC.

4 Padrões Comuns de Programação

Para garantir a interoperabilidade, você deve considerar o uso de software padronizado disponível para que seus engenheiros e operadores possam acessar ou compartilhar os mesmos arquivos. Ter parâmetros operacionais padrão e procedimentos de codificação garante que as mesmas ferramentas possam ser usadas da mesma maneira para produzir resultados repetíveis. Isso também significa que você deve conhecer a gama de ferramentas disponíveis e mantê-las em magazines maiores em sua máquina.

Nota:Esteja ciente de ter um magazine de ferramentas ATC muito grande – eles não são apenas caros, mas podem resultar em ferramentas sendo mantidas por muito tempo sem manutenção adequada. Isso pode resultar em cones sujos do porta-ferramentas que afetam negativamente a precisão do seu fuso ao longo do tempo. Para evitar isso, certifique-se de ter um programa de limpeza regular.

#5 Manutenção preventiva regular

Uma das melhores práticas na fabricação flexível é incluir um programa regular de manutenção preventiva.

Tarefas simples como a limpeza regular de peças mecânicas móveis expostas, remoção de cavacos e a verificação dos níveis de óleo, refrigerante ou fluxo de ar tendem a ser desconsideradas. A longo prazo, isso terá um impacto negativo em seus processos de usinagem flexíveis e reduzirá a eficiência geral de suas máquinas e sistema. Em resumo, limpe, reabasteça e substitua – você pode economizar mais do que os custos iniciais de suas máquinas, garantindo sua produtividade e precisão a longo prazo.

Resumo e conclusão

Um sistema de fabricação flexível oferece uma maneira econômica de melhorar a produtividade do chão de fábrica e produzir peças de qualidade no prazo e sempre. Também permite fabricar muitas variações de peças em pequenas quantidades – desde peças únicas, lotes pequenos e médios, até produções em série – permitindo Alta Mistura – Baixo Volume Produção.

Ao incorporar um sistema FMS e FMC, você pode aumentar a eficiência de sua programação de produção e minimizar o tempo de inatividade. Com o tempo, você pode duplicar e expandir seus sistemas de fabricação e melhorar sua competitividade.

Isso permite que fabricantes como você não apenas aceitem mais e mais novos pedidos, mas também lidem com uma variedade maior de pedidos, melhorando assim o desempenho final de suas instalações.