Automatisation CNC :informations essentielles pour optimiser l'efficacité de la fabrication

Dans l’environnement de fabrication en évolution rapide d’aujourd’hui, l’automatisation est devenue un aspect crucial de l’usinage CNC. Bien réalisée, l'automatisation CNC peut révolutionner les opérations de votre usine et optimiser son efficacité.

Cependant, intégrer l’automatisation dans l’usinage CNC peut s’avérer un processus complexe et difficile. Cela nécessite souvent une planification et une mise en œuvre minutieuses pour garantir le succès.

Lorsqu'il s'agit d'automatiser vos machines-outils CNC, il est essentiel de prendre en compte divers facteurs et de mettre en place une stratégie bien pensée. La grande question n’est pas de savoir s’il faut automatiser, mais plutôt quoi et comment automatiser efficacement.

Qu'est-ce que l'automatisation CNC ?

L'automatisation CNC transforme la façon dont les machines-outils CNC sont utilisées dans le processus de production. En réduisant l'intervention humaine, cela augmente la productivité de votre atelier, réduit les coûts, améliore votre environnement de travail et renforce la qualité globale de vos produits.

Le premier aspect de l’automatisation CNC est le transfert de pièces ou de palettes tout au long du processus de fabrication. Cela implique de les déplacer d'une machine-outil à une autre ou vers des dispositifs de support comme des stations de lavage ou des cellules de mesure. Ce faisant, vous pouvez rationaliser votre processus de fabrication pour le rendre plus fluide et plus efficace, tout en utilisant les temps d'arrêt actuels pour augmenter la production.

Un autre aspect clé de l’automatisation CNC est la gestion des informations et des données. Cela comprend la mise à jour des plans d'exécution de la production, l'optimisation de l'utilisation des ressources et la priorisation des ordres de production. Cela réduit les erreurs et améliore la qualité globale.

Que faut-il automatiser dans l'usinage CNC

Vous pensez à ce que vous devriez automatiser dans votre processus d'usinage CNC ? Généralement, l'automatisation CNC se décompose en deux éléments principaux :le mouvement physique des articles et la rationalisation de la planification et de la gestion de la production.

#1 Automatiser les mouvements physiques

Tout d’abord, réfléchissez à la manière dont vous pouvez déployer du matériel automatisé pour faciliter les mouvements physiques et les opérations dans votre atelier. Certaines de ces activités incluent :

• Transferts de pièces montées sur des palettes ou des dispositifs de maintien de pièces vers et depuis la table de travail de la machine.
• Chargement et déchargement automatisés des pièces à l'aide de robots ou de bras mécaniques sur les fixations.
• Transfert direct des pièces vers la table de la machine ou le mandrin
• Ajustements ou modifications automatisés des outils
• Changements de pinces et d'outils dans les robots
• Transferts d'outils vers les magasins d'outils
• Mouvements des pièces vers et depuis des processus tels que l'ébavurage, le lavage, le traitement thermique, le marquage, le polissage et la mesure.
• Gestion et transferts de matières premières
• Gestion et transferts de produits semi-finis
• Transfert facile vers les systèmes de mesure

L’avantage le plus important de l’automatisation de ces tâches fastidieuses et laborieuses réside dans la création d’un meilleur environnement de travail pour les opérateurs de vos machines. Au-delà du bien-être du personnel, l'automatisation contribue à réduire les erreurs, à améliorer la rapidité et l'efficacité, à renforcer la qualité des pièces et à augmenter la capacité de production.

#2 Planification automatisée de la production

Ensuite, réfléchissez à la manière dont vous pouvez déployer l’automatisation pour rationaliser votre processus de planification de la production. Il y a plusieurs aspects à considérer ici.

a) Flux d'informations

Automatisez la façon dont les informations circulent entre vos différents systèmes de données, machines et cellules. Cela maintient vos systèmes synchronisés, réduisant ainsi les risques d'erreurs tout en améliorant l'efficacité.

b) Planification dynamique de la production

L'automatisation vous aide à mettre à jour de manière proactive votre plan de production en fonction des ordres de production et de leurs priorités. Les commandes peuvent être automatiquement récupérées à partir d’un système ERP, réduisant ainsi les saisies manuelles. Cela garantit que la production se déroule toujours sans problème et que les commandes sont exécutées à temps.

c) Guide amélioré pour l'opérateur de la machine

Des niveaux adéquats de conseils peuvent être fournis aux opérateurs. Cela les aide à prendre les bonnes actions au bon moment, en minimisant les erreurs humaines et en facilitant le processus de production pour les opérateurs.

d) Gestion cohérente de la production

Grâce à l'automatisation, les instructions de fabrication des pièces peuvent être traitées de manière cohérente. Chaque cycle de production peut être maintenu constant, avec une qualité maintenue.

e) Gestion proactive des ressources

L’amélioration de la gestion des ressources est une autre dimension importante de l’automatisation. Il peut s'agir de montages, de palettes, de pinces, de matières premières, de programmes CN, d'outils de coupe, de données d'outils et de décalages. En surveillant vos ressources d'usinage et en fournissant des rapports sur les ressources manquantes, la production ne sera pas affectée par une pénurie de ressources.

f) Surveiller les KPI des machines et de la production

L'automatisation vous aide à mieux gérer le reporting et l'analyse des KPI des machines et de la production, tels que leur utilisation, l'efficacité globale des équipements (OEE) et la disponibilité. Le système fournit également des vues de l'avancement des commandes, ce qui facilite le suivi de l'avancement de chaque commande tout en garantissant le bon déroulement de la production. Vous pouvez également bénéficier d'une meilleure visibilité sur votre inventaire et vos travaux en cours.

g) Tracer l'historique de production

Enfin, le bon système d’automatisation vous aide à enregistrer votre historique de production et votre traçabilité. Cela permet de fournir une image claire de ce qui s'est passé au cours de chaque cycle de production, ce qui facilite l'identification et la résolution des problèmes.

Quand automatiser vos opérations d'usinage CNC

Voici quelques considérations clés pour les entreprises manufacturières comme la vôtre afin de déterminer quand il est peut-être temps d'automatiser les opérations de vos machines CNC :

#1 Charge de travail élevée

Lorsque la charge de travail de vos machines CNC a augmenté au point que les opérations manuelles deviennent trop longues ou inefficaces, l'automatisation peut être une solution.

#2 Augmentation des coûts de main-d'œuvre

Si vos coûts de personnel, tels que les salaires et les avantages sociaux, sont devenus trop élevés, vous devriez envisager de recourir à l'automatisation pour réduire les coûts.

#3 Meilleur contrôle qualité

L'automatisation peut contribuer à garantir une qualité constante en éliminant le risque d'erreur humaine dans vos opérations d'usinage CNC.

#4 Améliorer la capacité de production

Vous cherchez à augmenter votre capacité et votre débit de production ? L'automatisation peut contribuer à accroître l'efficacité de la production en réduisant les temps d'arrêt, en augmentant l'utilisation des machines et en réduisant les temps de cycle. Tirer parti des temps d'arrêt actuels à des fins de production peut générer des avantages significatifs.

#5 Meilleur entretien des équipements

L'automatisation peut contribuer à réduire les coûts de réparation et de maintenance associés aux machines CNC, ainsi qu'à améliorer leur longévité et leurs performances. (Téléchargez ici notre liste de contrôle pour améliorer la maintenance des machines CNC.)

#6 Renforcer l'avantage concurrentiel

Pour garder une longueur d'avance sur vos concurrents et être le premier sur le marché, vous devez investir dans la bonne technologie d'automatisation CNC. Cela vous permet également de rester au courant des dernières tendances en matière d'automatisation dans le secteur manufacturier.

L'automatisation des opérations des machines CNC peut apporter de nombreux avantages aux entreprises manufacturières, notamment une efficacité accrue, une réduction des coûts, un contrôle qualité amélioré et un meilleur avantage concurrentiel. 

En examinant attentivement les facteurs ci-dessus, vous pouvez déterminer quand il est temps d'automatiser les opérations de votre machine CNC.

Avantages de l'automatisation CNC

Devriez-vous investir du temps et de l’argent dans l’automatisation de vos processus d’usinage CNC ? Considérez ces avantages.

N°1 de la précision améliorée des pièces

La manipulation automatisée des pièces permet d’obtenir une précision constante. Avec les bons systèmes de mesure dans chaque machine CNC, vous pouvez trouver avec précision chaque point de référence de pièce et ajuster les programmes CNC en conséquence.

#2 Délai de livraison plus court

En maintenant constamment votre production en marche avec des opérations sans personnel, vous pouvez bénéficier de délais de livraison plus courts. La flexibilité de produire des pièces à la demande vous permet d'obtenir des délais de rotation rapides pour les commandes urgentes.

#3 Temps de configuration réduit

Avec moins de main d'œuvre requise pour les opérations individuelles des machines, la manipulation et la configuration des pièces sont effectuées dans des stations de chargement/déchargement désignées sans aucune interruption de la chaîne de production.

#4 Diminution du temps de cycle

Les opérations peuvent être synchronisées lors d'exécutions qui se chevauchent, permettant à deux ou plusieurs machines différentes d'effectuer des opérations simultanément.

#5 Coût par pièce réduit

Bénéficiez d'économies significatives grâce à la transition vers un fonctionnement 24h/24 et 7j/7, ainsi que de temps d'arrêt réduits et de processus de chargement/déchargement plus courts.

#6 Gains d'espace

La consolidation des opérations d'usinage avec des solutions automatisées permet de réduire l'espace au sol utilisé.

#7 Opération sans pilote

Réduisez vos coûts de main d'œuvre car un seul système peut être géré par un seul opérateur.

#8 Surveillance améliorée des machines

Des rapports sur l'efficacité de la machine peuvent être reçus et le système peut être surveillé à distance, même pendant la nuit.

#9 Luminaires simplifiés

Économisez vos coûts de production en éliminant les montages complexes.

#10 Utilisation efficace des outils

L'automatisation vous aide à économiser sur les coûts d'outillage en éliminant la redondance des outils.

#11 Augmenter la sécurité des travailleurs

L'environnement de travail est rendu plus sécuritaire, notamment pour le déplacement de pièces lourdes.

Défis et solutions de l'automatisation CNC

Quels sont les principaux défis liés à l’automatisation de vos travaux d’usinage CNC et comment pouvez-vous les résoudre ?

Examinons ici ces défis et solutions d'automatisation CNC.

Défi 1 : nécessité d'augmenter la capacité de production

Chaque entreprise souhaite augmenter sa capacité de production, son volume d’affaires et ses bénéfices. Les commandes de fabrication sont souvent des commandes par lots plus petites, qui nécessitent des machines et des opérations flexibles. 

Pour résoudre ce problème, les entreprises peuvent intégrer une planification intelligente et utiliser les périodes non productives, telles que les pauses et les opérations de nuit, pour utiliser plus efficacement les machines et la main-d'œuvre. Cela se traduit par des cycles de production plus rapides et des opérations plus rentables. 

De plus, l'utilisation de techniques de production telles que la production High Mix – Low Volume peut être utile.

Défi 2 : Restrictions en matière d'espace dans l'usine et de hauteur de plafond

Avec la rareté des terrains dans les zones urbaines, de plus en plus d'installations d'usinage sont situées dans des immeubles de grande hauteur. Ces usines sont confrontées à des limitations d’espace en raison à la fois de la surface au sol disponible et de la hauteur des plafonds. 

Ceci est encore compliqué par la nécessité de soulever les machines et les équipements du rez-de-chaussée jusqu'au deuxième ou troisième étage, voire à des niveaux supérieurs. Malheureusement, cela peut être coûteux et nécessite souvent deux grues. Le passage peut également être entravé par des murs bloquant l'accès à l'usine. La destruction de ces murs pour accéder à l'usine nécessite une approbation et une reconstruction ultérieure.

Pour relever ces défis, une configuration de machine CNC intégrée avec plusieurs pièces plus petites peut être une solution viable.

Défi 3 :alimentation électrique et en air limitée

Lorsqu'une usine dispose de plus de centres d'usinage, elle a besoin de plus d'air, ce qui signifie que des compresseurs d'air coûteux et de plus grande capacité doivent être achetés et placés à proximité des machines. De plus, les coûts énergétiques ont considérablement augmenté depuis le Covid-19. S'il y a une limitation de l'alimentation électrique et de l'air, il peut être très coûteux d'augmenter le niveau d'alimentation électrique de l'usine existante.

Cependant, si une usine utilise moins de machines, elle peut réduire ses investissements et ses frais généraux. Pour relever ces défis, envisagez une configuration d'usinage CNC capable de répondre à davantage d'heures d'usinage tout en utilisant une consommation d'énergie limitée.

Défi 4 : Contraintes de main-d'œuvre

Il existe un phénomène mondial de pénurie de main d’œuvre disponible, qui touche également les entreprises d’Asie et de Singapour. Pour diverses raisons, telles que les contraintes de recrutement et le manque d'expérience pour des emplois spécifiques, la main-d'œuvre locale n'est pas suffisamment disponible. Cette pénurie a entraîné une augmentation des coûts pour les entreprises.

Pour relever ce défi, envisagez de mettre en œuvre des systèmes d'automatisation CNC flexibles qui peuvent réduire le besoin de main d'œuvre.

Solutions :machines CNC universelles flexibles avec systèmes d'automatisation 

La meilleure façon d’améliorer la productivité manufacturière et de réduire le travail humain est d’investir dans des machines CNC flexibles et universelles dotées de systèmes d’automatisation efficaces et rentables. 

Un exemple de telles machines CNC universelles est le centre d'usinage à 5 axes Hwacheon D2-5AX. Vous pouvez également envisager le plus grand D3-5AX avec AWC 20 (changeur automatique de pièces) qui permet des postes de configuration de travail multiples et individuels. 

Avec une capacité de pièces de plusieurs pièces, qui peuvent être du même type ou un mélange de pièces différentes, vous pouvez « mélanger et assortir » votre système d'automatisation CNC pour répondre à vos besoins uniques en atelier. De tels systèmes sont disponibles en capacités de 8, 20 ou même 40 stations. Notez que la taille du magasin de pièces sélectionné doit être basée sur vos temps de cycle de pièces estimés. 

Le nombre de pièces chargées dans le système ainsi que le temps de cycle de chaque pièce individuelle définiront la capacité de votre machine CNC à fonctionner sans assistance humaine. En règle générale, une couverture de 4 à 8 heures est recommandée pour terminer toutes les pièces chargées dans le magazine AWC.

En intégrant le centre d'usinage 5 axes Hwacheon D2-5AX ou D3-5AX avec AWC 8, 20 ou 40, les temps de cycle de fabrication peuvent être améliorés, ce qui se traduit par des délais de livraison plus courts, la capacité d'accepter plus de commandes, une augmentation du volume d'affaires et des bénéfices.

D'autres machines CNC avec combinaisons d'automatisation incluent VESTA-660 / 1000+ avec AWC (Changeur automatique de pièces), VESTA 1300, M3-5AX, SIRIUS UM+ / SIRIUS-UL+ avec MPS (Multi Pallet System), la série CUTEX 180 et la série Hi-TECH 230 avec Gantry System GR5 ou GR10.

Une autre solution pour améliorer la précision de la fabrication et de la logistique consiste à utiliser des robots. Des robots peuvent être ajoutés à tout type de machine CNC, qu’il s’agisse d’une fraiseuse ou d’un centre de tour/tournage. Cependant, l’adéquation des robots dépend de divers facteurs, tels que la forme, la taille et le poids des pièces à produire, ainsi que le nombre de pièces requises. Notez que les robots ne sont généralement pas adaptés aux cycles de production « High Mix – Low Volume ».

L'automatisation des machines CNC offre de nombreux avantages aux entreprises manufacturières. En automatisant vos opérations, votre usine peut obtenir une précision améliorée des pièces, des délais de livraison plus rapides, des temps de configuration réduits, des temps de cycle plus courts, des coûts par pièce inférieurs et une utilisation plus efficace de l'espace au sol et du temps de production. 

De plus, grâce à un fonctionnement sans surveillance et à de meilleurs systèmes de surveillance, les usines peuvent minimiser les coûts de main-d'œuvre et améliorer l'utilisation des machines, ce qui entraîne une productivité et une rentabilité accrues. L'automatisation des machines CNC contribue en outre à accroître la sécurité sur le lieu de travail, car elle élimine le besoin de manipulation manuelle de pièces lourdes. 

Commencez par vous poser la grande question :quoi et comment automatiser efficacement ?  Contactez-nous si vous souhaitez discuter des possibilités ou répondre à toutes vos questions.