Domínio da Manufatura Lights-Out: Seu Guia Completo para Produção Sem Operador

É um desafio encontrar maquinistas altamente qualificados. Demandas de produção estão quase sempre aumentando. Manufatura "lights-out" busca aproveitar a tecnologia de hoje nas horas reservadas para tempo de inatividade humano e escassez de talentos. Mas há muito para entender para fazer funcionar eficientemente e efetivamente em oficinas que não estão acostumadas a automatizar. Aqui está um guia sobre o que você precisa saber.

Fabricantes estão lidando com como lidar com demandas de produção hoje e no futuro próximo. Vazão, tempo de ciclo, OEE, engenharia de processo, programação de máquinas — estes são os métodos e métricas impulsionando a indústria de metalurgia de hoje enquanto muitos dos maquinistas mais experientes estão se aposentando.

Pode deixar a gestão de uma oficina com importantes decisões de talento e tecnologia. Automatizamos ou deixamos máquinas e ferramentas ociosas mais de três quartos das horas de trabalho disponíveis?

Muitas oficinas estão se inclinando para manufatura automatizada "lights out" para noites e fins de semana quando funcionários estão em casa ou quando o turno de trabalho termina.

Existem ressalvas. Tem que haver trabalho suficiente para as máquinas e equipamentos justificarem o investimento. Nem todas as peças sendo feitas são adequadas para usinagem sem supervisão — embora a maioria seja com a abordagem e execução certas.

No entanto, mesmo com essas restrições, quanto mais você souber sobre como automatizar, mais potencial de saída há para ajudar o resultado final. Aqui estão as perguntas que você precisa fazer para planejar e tornar a manufatura lights-out uma realidade.

Temos a Mistura Certa de Peças para Manufatura Automatizada?

A primeira pergunta deve ser se é adequado para automação. Você pode pensar que usinagem sem supervisão é apenas possível para oficinas produzindo peças relativamente simples, com tolerâncias frouxas, aos milhares, preferencialmente de alumínio ou outro material de livre usinagem.

Não é bem assim. Existem muitas oficinas que apagaram as luzes em componentes de titânio e Inconel de tolerância apertada, altamente complexos — mesmo em quantidades unitárias. A receita para sucesso nestes ambientes não é baseada tanto no metal que você está cortando ou nas tolerâncias que está mantendo. É mais sobre os passos que você toma para conquistar as variáveis de usinagem.

Se o processo é estável e previsível, a maioria das peças são candidatas a algum nível de automação desde que o seguinte esteja intacto:

• Mecânica de controle de cavacos
• Gerenciamento de vida da ferramenta
• Metrologia em processo

Uma família de peças ou uma peça frequentemente repetida é um excelente lugar para começar em qualquer iniciativa lights-out.

Entre na superfície da produção no artigo "Tempo de Ciclo vs. Tempo Takt: Por Que as Diferenças Importam."

Temos os Recursos de Máquina e Ferramentas Certos para Manufatura Lights-Out?

Qualquer máquina-ferramenta CNC pode ser automatizada, embora seja decididamente mais fácil com certos tipos de equipamento. Por exemplo, tornos vêm padrão com fixação hidráulica, um pré-requisito para qualquer automação.

Muitos também são equipados com transportadores de cavacos e sistemas de refrigerante de alta pressão que ajudam a garantir que cavacos desviados não causem problemas durante a noite.

Adicione um alimentador de barras estilo magazine e um sistema de sondagem em processo para ficar de olho nas coisas e as chances são boas de que você possa manter a máquina rodando sem supervisão por um turno extra ou dois.

É um pouco diferente para um centro de usinagem vertical. Não é impossível, nem mesmo terrivelmente difícil, mas requer um pouco mais de esforço. Um VMC precisa:

• Um robô para carregar e descarregar peças
• Um transportador para mover matéria-prima para dentro e peças usinadas para fora
• Um torno automatizado ou sistema de paletes
• Uma maneira eficaz de tirar cavacos da área de trabalho

Centros de usinagem horizontais são os mais amigáveis à automação de todos. Um HMC elimina muitas deficiências do VMC, especialmente quando equipado com um pool de paletes ou sistema de paletes linear.

Qualquer que seja o tipo ou marca de máquina, no entanto, ela deve ter: a potência do fuso necessária para remover metal efetivamente, ser precisa o suficiente para atender tolerâncias de peças sem babá, e ser extremamente confiável.

Máquinas mais novas também são equipadas com capacidade de rede baseada em Ethernet. Elas também frequentemente vêm com sensores avançados que tornam mais fácil monitorar condições de usinagem e analisar eventos que podem ter ocorrido durante a noite.

Outra maneira de cortar custos e aumentar eficiência é reciclando refrigerantes e fluidos. Veja como em "Reciclagem de MWFs Pode Ajudar a Reduzir Descarte de Refrigerante de Máquina."

Temos Ferramentas e Fixação Amigáveis à Automação?

Para maximizar as capacidades lights-out de uma máquina, ela deve ter muitas estações de ferramentas extras junto com algum tipo de função de gerenciamento de vida da ferramenta.

O objetivo? Facilitar para programadores CNC chamarem ferramentas de corte de substituição em intervalos predeterminados ou quando o sistema de sondagem indica que a ferramenta desgastou. Isso é menos preocupação ao cortar materiais como aço doce ou alumínio, mas a necessidade de ferramentas redundantes se torna cada vez mais importante à medida que se aventura no território de aço inoxidável e superligas.

Isso apresenta outro forte argumento para um HMC: A maioria dos fabricantes de máquinas fornece opções para magazines de ferramentas massivos e sistemas de armazenamento de ferramentas centralizados. Um torno multitarefa com capacidades de troca de ferramentas é uma escolha muito melhor para trabalho lights-out que um torno de torreta básico.

Qual a ferramenta certa? É um tanto irrelevante do ponto de vista de automação, embora investir em sistemas de porta-ferramentas de duplo contato Capto, HSK, KM ou equivalentes seja sempre uma boa ideia para oficinas que valorizam tempo de atividade e eficiência da máquina.

Outros tipos de ferramentas que importam para manufatura lights-out incluem: fixação rápida de ponto zero, mandíbulas e fixações de troca rápida, e tornos hidráulicos ou pneumáticos. Todas estas áreas de ferramentas aumentarão a flexibilidade do chão de fábrica e reduzirão tempo de inatividade da máquina.

Temos Monitoramento Remoto, Software e Maquinistas de Plantão?

Sondagem montada no fuso ou torreta é crítica para detecção de ferramenta quebrada, validação de posicionamento da peça e medição em processo. Estes sistemas são agora padrão em muitas máquinas-ferramentas.

Foram-se os dias de programas macro complexos. Sistemas e software de monitoramento de hoje são muito mais fáceis de usar do que já foram.

Sondagem é um componente necessário de qualquer estratégia de usinagem sem supervisão, mas oficinas também devem ter algum nível de capacidades de monitoramento remoto. Isso pode ser algo tão simples quanto uma notificação do CNC para o celular do maquinista de plantão da semana sobre uma máquina parando.

Observe: Tem que haver alguma intervenção humana em uma abordagem lights-out. Estes sistemas de monitoramento requerem que informação seja enviada a uma pessoa em caso de parada de máquina, falha de ferramenta ou outro problema. A última coisa que qualquer oficina quer é parada completa de trabalho que afete produção diurna. O objetivo é ainda evitar tempo de inatividade, então ter uma rotação de maquinistas de plantão é imperativo.

Também é viável montar câmeras dentro de cada máquina e logar no controle da máquina através da rede privada virtual da empresa. Dessa forma, o maquinista de plantão pode espiar e diagnosticar um problema remotamente ou determinar o nível de severidade da correção necessária.

Maquinistas também devem ter acesso a software de simulação de usinagem para garantir que nenhuma surpresa ocorrerá nos caminhos de ferramenta pós-processados. Eles também precisam de um crib de ferramentas bem organizado,

Não Leve a Manufatura Lights-Out Levianamente

Pode parecer fácil — e você pode já estar usando algumas das ferramentas e tecnologias de economia de tempo para ajudar sua oficina a rodar bem hoje. Mas é importante entender que esforço real de engenharia é requerido em desenvolvimento e validação de processo, setup e gerenciamento de rotinas de sondagem, gerenciamento de vida da ferramenta, robôs e garras, e sistemas de monitoramento remoto.

Além de tudo isso, as máquinas-ferramentas em si devem ser mantidas em excelente ordem de funcionamento. Dê atenção especial a manutenção rotineira de máquina e ferramentas, gerenciamento de refrigerante e organização do chão de fábrica para que surpresas noturnas sejam mantidas no mínimo.

Ir lights-out é uma jornada abrangente. Maximiza horas de usinagem disponíveis e o potencial de uma oficina.

Sua oficina faz manufatura lights-out? O que a maioria das oficinas não percebe sobre isso? Fale o que pensa e faça perguntas no fórum de metalurgia.