Construire un système de fabrication flexible avec l'automatisation CNC — Booster productivité et efficacité

Vous souhaitez améliorer la productivité de votre usine en utilisant un Système de Fabrication Flexible ? Souhaitez construire votre propre solution de fabrication flexible avec vos machines-outils CNC ?

Dans cet article, vous découvrirez comment ces solutions de fabrication automatisées et semi-automatisées fonctionnent, comprendrez les avantages de la fabrication flexible, et apprendrez cinq façons de construire une solution de fabrication flexible en utilisant les bonnes machines-outils CNC et technologies.

Qu'est-ce que les Systèmes de Fabrication Flexibles ?

Un Système de Fabrication Flexible (SFF) implique la mise en place d'un système de fabrication qui permet une certaine flexibilité pour qu'il puisse être adapté aux changements dans les pièces de fabrication ou processus. Il y a deux types de flexibilité dans de tels systèmes :

• Flexibilité de routage qui examine le changement de la capacité du système à produire de nouvelles pièces ou types de produits ; et
• Flexibilité machine qui permet à différentes machines d'effectuer la même opération sur une pièce.

Dans une usine de fabrication de pièces, un SFF peut intégrer deux ou plus machines-outils CNC, manutention automatisée des matériaux ainsi que solutions de manutention d'outils. Ce faisant, un SFF a la flexibilité d'effectuer des opérations répétées mais variées ou changer l'ordre des opérations exécutées sur une pièce en utilisant un calendrier prédéterminé avec une intervention manuelle minimale.

Un sous-ensemble d'un SFF est ce qu'on appelle une Cellule de Fabrication Flexible (CFF) – cela inclut généralement une machine et une palette ou autre système automatisé pour gérer soit les matériaux soit les pièces. De telles solutions sont souvent plus communes en raison de leur investissement initial et coûts opérationnels continus plus bas comparés à l'utilisation de multiples machines CNC dans un SFF complet.

Quels Sont les Avantages et Caractéristiques des Systèmes de Fabrication Flexibles ou Cellules ?

De plus en plus, de plus en plus de fabricants optent pour des solutions flexibles dans leur installation de production. Comme ces fabricants, vous pouvez profiter de multiples avantages si vous choisissez de le faire.

Le premier est la capacité de ces systèmes à identifier et distinguer entre les différentes pièces traitées par le système. Cela permet un changement rapide d'instructions d'opération ainsi que d'une pièce à une autre différente pendant le processus de fabrication.

Deuxième, les Systèmes de Fabrication Flexibles (SFF) et Cellules de Fabrication Flexibles (CFF) permettent aux lignes de production d'utiliser des stratégies d'usinage 24/7.

Les installations basées sur SFF et CFF assurent aussi que votre entreprise peut répondre aux défis de la production « High Mix – Low Volume ». Ce faisant aide à utiliser les ressources disponibles comme l'espace et la main-d'œuvre plus efficacement.

La fabrication flexible réduit aussi les heures non productives, quand une machine a besoin d'être chargée avec une nouvelle pièce ou matériau.

Bien que les systèmes flexibles aient été en place pendant de nombreuses années dans les pays développés, leurs avantages les ont maintenant rendus de plus en plus populaires dans les pays de fabrication à bas coûts. De telles solutions d'automatisation améliorent significativement la productivité des opérateurs de machine — une considération importante étant donné la hausse des coûts de main-d'œuvre et la rareté de main-d'œuvre qualifiée.

Avec SFF et automatisation, vous pouvez avoir besoin d'embaucher des opérateurs plus qualifiés pour concevoir, gérer et faire tourner votre installation de production. Cependant, ces opérateurs qualifiés seront plus efficaces et productifs — une situation gagnant-gagnant pour propriétaire d'entreprise et employés.

5 Caractéristiques des Systèmes de Fabrication CNC Flexibles avec Solutions Automatisées

Aujourd'hui, une large gamme de solutions d'automatisation de fabrication flexible sont disponibles pour chaque besoin, espace ou budget. Mais qu'est-ce que ces solutions pour votre système d'usinage CNC devraient avoir ?

Voici leurs cinq caractéristiques les plus importantes.

#1 Interchangeabilité & Flexibilité Machine-Outil CNC

Premièrement, votre système de fabrication devrait permettre soit vos pièces ou outils d'être échangés de façon flexible.

Vous pouvez utiliser un Changeur de Pièces Automatique (AWC) pour permettre différents outils, situés dans l'ATC (Changeur d'Outils Automatique) de la machine, de travailler sur vos diverses pièces. Un exemple est le Centre d'Usinage 5 Axes D2-5AX de Hwacheon, qui est disponible avec un AWC avec 8 ou 20 stations et maximum 60 stations d'outils ATC.

Alternativement, vous pouvez employer un Système Multi-Palettes (MPS) tel que Hwacheon Multi Pallet (HMP) qui est disponible en deux tailles de palettes — 400 x 400 mm ou 500 x 500 mm palettes. Ceux-ci peuvent être disponibles pour une ou deux machines avec différents niveaux de réglage comme suit :

1 machine : 1 Niveau a 7 palettes

2 Niveaux a 14 palettes

3 Niveaux a 21 palettes

2 machines : 1 Niveau a 4 palettes

2 Niveaux a 8 palettes

3 Niveaux a 12 palettes

Pour chaque système HMP, une station de mise en place est normalement incluse au niveau un de votre réglage de machine-outil. De tels systèmes multi-palettes sont disponibles pour les machines-outils CNC Hwacheon suivantes :

• 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

Ils sont aussi disponibles pour travailler avec n'importe quelles deux machines sélectionnées avec un HMP au milieu. Ce sera la version pour deux machines avec un nombre réduit de palettes. Vous pouvez aussi mélanger une machine CNC 3 axes avec une machine CNC 5 axes si nécessaire.

De tels systèmes sont fournis avec l'achat d'une machine Hwacheon et un système d'automatisation Hwacheon.

#2 Processus d'Usinage Cohérents et Répétables

La deuxième caractéristique de solution SFF et CFF est leur capacité à atteindre une production cohérente et répétable. Elles peuvent être ajustées pour mieux gérer les variations dans les productions High Mix – Low Volume telles que modifications dans la séquence de processus, changements de volume de production, changements de design et bien d'autres changements.

#3 Gestion Flexible des Réglages Outil & Montage

Grâce à leur modularité plus grande, l'outillage flexible et interchangeable et les montages peuvent être réglés avant la production réelle. Cependant, il est important pour le logiciel interne de votre machine CNC de surveiller le statut de votre outil — un avertissement opportun devrait être fourni si la vie de votre outil se termine pour que vous puissiez soit changer votre outil manuellement soit le faire automatiquement en utilisant un « outil sœur ».

La préparation efficace d'outil est une discipline importante dans un SFF. Ce faisant permet d'organiser vos divers montages avec nouvelle matière première ou pièces de façon opportune, systématique et sans problème. En connectant et coordonnant entre vos départements d'outillage et montage, ainsi que les opérateurs des machines, vous pouvez concevoir un flux de matériau et processus de gestion d'outils de coupe mieux organisés. L'allocation opportune de montages, nouvelle matière ou pièces ainsi que outils de coupe vous aide aussi à éviter les temps d'arrêt dans votre système CFF / SFF.

Un exemple de système de surveillance d'outil est Hwacheon M-Vision. Développé et perfectionné depuis les années d'exploitation de nos propres systèmes SFF dans notre usine, il peut répondre à une large variété de systèmes SFF tels que l'usinage d'une large sélection de diverses pièces de fonderie ou la production de haut volume pour pièces automobiles. De plus, vous pouvez utiliser Hwacheon M-Vision pour surveiller le statut de machines simples ou multiples unités SFF/CFF arrangées.

#4 Standards de Programmation Communs

Pour assurer l'interopérabilité, vous devriez considérer l'utilisation de logiciels standardisés disponibles pour que vos ingénieurs et opérateurs puissent accéder ou partager les mêmes fichiers. Avoir des paramètres d'exploitation standards et procédures de codage assure que les mêmes outils peuvent être utilisés de la même façon pour produire des résultats répétables. Cela signifie aussi que vous devriez connaître la gamme d'outils disponibles et les garder dans des magasins plus grands dans votre machine.

Note : Soyez attentif à avoir un magasin d'outils ATC trop grand — ceux-ci ne sont pas seulement coûteux mais peuvent résulter en outils gardés trop longtemps sans maintenance appropriée. Cela pourrait résulter en cônes de porte-outils sales qui affectent négativement la précision de votre broche au fil du temps. Pour prévenir cela, assurez-vous d'avoir un programme de nettoyage régulier.

#5 Maintenance Préventive Régulière

Une des meilleures pratiques en fabrication flexible est d'inclure un programme de maintenance préventive régulier.

Des tâches simples comme le nettoyage régulier des pièces mécaniques mobiles exposées, l'évacuation des copeaux, et la vérification des niveaux d'huile, liquide de refroidissement ou flux d'air tendent à être négligées. Sur le long terme, cela aura un impact négatif sur vos processus d'usinage flexibles et réduira l'efficacité globale de vos machines et système. En bref, nettoyez, réapprovisionnez et remplacez — vous pouvez profiter de plus d'économies que les coûts initiaux de vos machines en assurant leur productivité et précision à long terme.

Résumé et Conclusion

Un système de fabrication flexible fournit un moyen rentable d'améliorer la productivité de votre atelier et produire des pièces de qualité à temps et à chaque fois. Il vous permet aussi de fabriquer de nombreuses variations de pièces en petites quantités — de pièces uniques, lots petits et moyens, aux productions en série — permettant la production High Mix – Low Volume .

En incorporant un système SFF et CFF, vous pouvez augmenter l'efficacité de votre calendrier de production tout en minimisant les temps d'arrêt. Avec le temps, vous pouvez dupliquer et étendre vos systèmes de fabrication et améliorer votre compétitivité.

Cela permet aux fabricants comme vous de non seulement accepter plus de commandes et plus récentes, mais gérer une plus grande variété de commandes, améliorant ainsi la performance de votre installation.