Automatisation CNC : insights essentiels pour optimiser l'efficacité manufacturière

Dans l'environnement manufacturier rapide d'aujourd'hui, l'automatisation est devenue un aspect crucial de l'usinage CNC. Bien réalisée, l'automatisation CNC peut révolutionner vos opérations d'usine et en optimiser l'efficacité.

Cependant, incorporer l'automatisation dans l'usinage CNC peut être un processus complexe et exigeant. Il nécessite souvent une planification et une mise en œuvre minutieuses pour assurer le succès.

Quand il s'agit d'automatiser vos machines-outils CNC, il est essentiel de considérer divers facteurs et d'avoir 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, elle 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 des pièces ou palettes à travers le processus de fabrication. Cela implique de les déplacer d'une machine-outil à une autre ou vers des dispositifs de support comme les stations de lavage ou cellules de mesure. Ce faisant, vous pouvez rationaliser votre processus de fabrication pour le rendre plus fluide et efficace, tout en utilisant les temps d'arrêt d'aujourd'hui pour augmenter la production.

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

Quoi automatiser dans l'usinage CNC

Vous vous demandez quoi automatiser dans votre processus d'usinage CNC ? Typiquement, l'automatisation CNC se décompose en deux composants principaux : le mouvement physique des éléments, et la rationalisation de la planification et gestion de production.

#1 Automatiser les mouvements physiques

Premièrement, considérez comment vous pouvez déployer du matériel automatisé pour assister les mouvements physiques et opérations sur votre atelier. Certaines de ces activités incluent :

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

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

#2 Planification de production automatisée

Ensuite, considérez comment vous pouvez déployer l'automatisation pour rationaliser votre processus de planification de production. Plusieurs aspects sont à considérer ici.

a) Flux d'information

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

b) Planification de production dynamique

L'automatisation vous aide à mettre à jour proactivement votre plan de production basé sur les ordres de production et leurs priorités. Les ordres peuvent être récupérés automatiquement depuis un système ERP, réduisant les saisies manuelles. Cela assure que la production tourne toujours fluidement avec des ordres exécutés dans les temps.

c) Guidage amélioré des opérateurs machine

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

d) Gestion de production cohérente

Avec l'automatisation, les instructions de fabrication des pièces peuvent être gérées de manière cohérente. Chaque série de production peut être maintenue constante, avec une qualité maintenue.

e) Gestion proactive des ressources

Une gestion des ressources améliorée est une autre dimension importante de l'automatisation. Cela peut concerner n'importe quoi : fixations, palettes, préhenseurs, matières premières, programmes NC, outils de coupe, données d'outils, et décalages. En surveillant vos ressources d'usinage et en fournissant des rapports sur les ressources manquantes, la production ne sera pas impactée par des pénuries de ressources.

f) Surveiller les KPIs machine et production

L'automatisation vous aide à mieux gérer le reporting et l'analytique des KPIs machine et production, tels que leur utilisation, l'Efficacité Globale des Équipements (OEE), et la disponibilité. Le système fournit aussi des vues de progression des ordres, facilitant le suivi de chaque ordre tout en assurant que la production se déroule bien. Vous pouvez aussi avoir une meilleure visibilité sur votre stock et les travaux en cours.

g) Tracer l'historique de production

Enfin, le bon système d'automatisation vous aide à enregistrer votre historique de production et la traçabilité. Cela aide à fournir une image claire de ce qui s'est passé pendant chaque série de production, facilitant l'identification et la résolution de tout problème.

Quand automatiser vos opérations d'usinage CNC

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

#1 Charge de travail élevée

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

#2 Coûts de main-d'œuvre en hausse

Si vos coûts de personnel comme les salaires et 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 aider à assurer une qualité constante en éliminant le potentiel d'erreur humaine dans vos opérations d'usinage CNC.

#4 Améliorer la capacité de production

Cherchez-vous à augmenter votre capacité de production et votre débit ? L'automatisation peut aider à augmenter l'efficacité de production en réduisant les temps d'arrêt, en augmentant l'utilisation machine, et en réduisant les temps de cycle. Exploiter les temps d'arrêt actuels pour la production peut apporter des avantages significatifs.

#5 Meilleure maintenance d'équipement

L'automatisation peut aider à réduire les coûts de réparation et maintenance associés aux machines CNC, ainsi qu'à améliorer leur longévité et performance. (Téléchargez notre checklist pour améliorer la maintenance machine CNC ici.)

#6 Renforcer l'avantage concurrentiel

Pour garder une longueur d'avance sur votre concurrence et être le premier sur le marché, vous devez investir dans la bonne technologie d'automatisation CNC. Cela vous permet aussi de rester au fait de la dernière tendance vers l'automatisation dans le secteur manufacturier.

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

En considérant soigneusement les facteurs ci-dessus, vous pouvez déterminer quand il pourrait être temps d'automatiser vos opérations de machines CNC.

Avantages de l'automatisation CNC

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

#1 Précision des pièces améliorée

La manipulation automatisée des pièces résulte en 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 Délais raccourcis

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

#3 Temps de préparation réduit

Avec moins de main-d'œuvre requise pour les opérations individuelles sur machine, la manipulation des pièces et la préparation se font aux stations de chargement/déchargement désignées sans perturbation de la ligne de production.

#4 Temps de cycle diminué

Les opérations peuvent être synchronisées en courses chevauchantes, permettant à deux ou plusieurs machines différentes d'effectuer des opérations simultanément.

#5 Coût par pièce réduit

Bénéficiez d'économies significatives en passant à l'opération 24/7, ainsi qu'en réduisant les temps d'arrêt et les processus de chargement/déchargement plus courts.

#6 Gain d'espace

La consolidation des opérations d'usinage avec des solutions automatisées conduit à moins d'espace au sol utilisé.

#7 Opération sans personnel

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

#8 Surveillance machine améliorée

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

#9 Fixations simplifiées

Économisez vos coûts de production en éliminant les fixations complexes.

#10 Utilisation efficace de l'outillage

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

#11 Sécurité des travailleurs accrue

L'environnement de travail est rendu plus sûr, surtout pour la manipulation de pièces lourdes.

Défis et solutions de l'automatisation CNC

Quels sont les principaux défis dans l'automatisation de vos travaux d'usinage CNC et comment les résoudre ?

Examinons ces défis et solutions d'automatisation CNC ici.

Défi 1 : Besoin d'augmenter la capacité de production

Toute entreprise veut augmenter sa capacité de production, son volume d'affaires et ses profits. Les ordres de fabrication sont souvent des commandes de petits lots, qui requièrent machinerie et opérations flexibles.

Pour y répondre, les entreprises peuvent incorporer une planification intelligente et utiliser les temps non productifs, comme les pauses et opérations de nuit, pour faire une utilisation plus efficace des machines et de la main-d'œuvre. Cela résulte en cycles de production plus rapides et des opérations plus rentables.

De plus, l'utilisation de techniques de production comme la production « High Mix – Low Volume » peut être utile.

Défi 2 : Restrictions d'espace d'usine et de hauteur sous plafond

Avec la rareté du foncier en zones urbaines, plus d'installations d'usinage sont situées dans des immeubles de grande hauteur. De telles usines font face à des limitations d'espace dues à la fois à l'espace au sol disponible et à la hauteur des plafonds.

Ceci est encore compliqué par le besoin de lever machines et équipements du niveau du sol vers le deuxième ou troisième étage ou plus. Malheureusement, cela peut être coûteux, nécessitant souvent deux grues. L'accès peut aussi être bloqué par des murs empêchant l'accès à l'usine. Abattre ces murs pour accéder à l'usine nécessite approbation et reconstruction ultérieure.

Pour répondre à ces défis, une configuration CNC intégrée avec plusieurs pièces de travail plus petites peut être une solution viable.

Défi 3 : Alimentation électrique et air comprimé limités

Quand une usine a plus de centres d'usinage, elle nécessite plus d'air, ce qui signifie l'achat de compresseurs d'air coûteux à plus haute capacité placés près des machines. De plus, les coûts énergétiques ont augmenté significativement depuis le Covid-19. S'il y a une limitation en alimentation électrique et air, il peut être très coûteux d'augmenter le niveau d'alimentation de l'usine existante.

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

Défi 4 : Contraintes de main-d'œuvre

Il y a un phénomène mondial de pénurie de main-d'œuvre disponible, qui a aussi affecté les entreprises en Asie et à Singapour. Pour diverses raisons, comme 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 hausse des coûts pour les entreprises.

Pour répondre à ce défi, envisagez d'implémenter des systèmes d'automatisation CNC flexibles qui peuvent réduire le besoin de main-d'œuvre.

Solutions : Machines CNC flexibles et universelles avec systèmes d'automatisation

La meilleure façon d'améliorer la productivité manufacturière et de réduire la main-d'œuvre humaine est d'investir dans des machines CNC flexibles et universelles avec des systèmes d'automatisation efficaces et rentables.

Un exemple de telles machines CNC universelles est le Centre d'usinage 5 axes Hwacheon D2-5AX. Vous pouvez aussi considérer le plus grand D3-5AX avec AWC 20 (Changeur de Pièce Automatique) permettant plusieurs stations de préparation individuelles.

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

Le nombre de pièces chargées dans le système ainsi que le temps de cycle pour chaque pièce individuelle définiront la capacité de votre machine CNC à travailler sans assistance humaine. Typiquement, une couverture de 4 à 8 heures est recommandée pour terminer toutes les pièces chargées dans le magasin 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, résultant en plannings de livraison plus courts, capacité d'accepter plus de commandes, volume d'affaires et profit accrus.

D'autres combinaisons machines CNC avec automatisation incluent VESTA-660 / 1000+ avec AWC (Changeur de Pièce Automatique), VESTA 1300, M3-5AX, SIRIUS UM+ / SIRIUS-UL+ avec MPS (Système Multi-Palettes), série CUTEX 180 et série Hi-TECH 230 avec Système Portique GR5 ou GR10.

Une autre solution pour améliorer la précision manufacturière et logistique est l'utilisation de robots. Les robots peuvent être ajoutés à tout type de machine CNC, qu'il s'agisse d'une fraiseuse ou d'un tour/centre de tournage. Cependant, l'adéquation des robots dépend de divers facteurs, comme la forme, taille et poids des pièces à produire, ainsi que le nombre de pièces requis. Notez que les robots ne sont généralement pas adaptés pour les productions « High Mix – Low Volume ».

L'automatisation de machines CNC fournit de nombreux avantages aux entreprises manufacturières. En automatisant vos opérations, votre usine peut atteindre une précision de pièce améliorée, des délais plus rapides, des temps de préparation 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, avec l'opération sans personnel et de meilleurs systèmes de surveillance, les usines peuvent minimiser les coûts de main-d'œuvre et améliorer l'utilisation machine, menant à une productivité et rentabilité accrues. L'automatisation des machines CNC aide aussi à augmenter la sécurité sur le lieu de travail, en éliminant le besoin de manipulation manuelle de pièces lourdes.

Commencez en vous posant la grande question – quoi et comment automatiser efficacement ? Contactez-nous si vous souhaitez discuter des possibilités ou répondre à toute question.