Un guide définitif sur la fabrication sans interruption

C'est un défi de trouver des machinistes hautement qualifiés. Les demandes de production augmentent presque toujours. La fabrication "lights-out" cherche à tirer parti de la technologie d'aujourd'hui pendant les heures réservées aux temps d'arrêt humains et aux pénuries de talents. Mais il y a beaucoup à comprendre pour que cela fonctionne efficacement dans les magasins qui ne sont pas habitués à l'automatisation. Voici un aperçu de ce que vous devez savoir.

Les fabricants se demandent comment gérer les demandes de production aujourd'hui et dans un avenir proche. Débit, temps de cycle, OEE, ingénierie des procédés, programmation de machines :telles sont les méthodes et les mesures qui régissent l'industrie métallurgique d'aujourd'hui, alors que bon nombre des machinistes les plus expérimentés prennent leur retraite.

Cela peut laisser à la direction d'un magasin des décisions importantes en matière de talent et de technologie. Automatisons-nous ou laissons-nous les machines et les outils inactifs plus des trois quarts des heures de travail disponibles ?

De nombreux ateliers se tournent vers la fabrication automatisée « sans éclairage » pour les soirées et les week-ends lorsque les employés sont à la maison ou à la fin du travail posté.

Il y a des mises en garde. Il doit y avoir suffisamment de travail pour les machines et l'équipement pour justifier l'investissement. Toutes les pièces fabriquées ne conviennent pas à un usinage non supervisé, bien que la plupart suivent la bonne approche et la bonne exécution.

Pourtant, même avec ces contraintes, plus vous en savez sur la façon d'automatiser, plus il y a de sortie potentielle pour aider le résultat net. Voici les questions que vous devez vous poser pour planifier et faire de la fabrication en continu une réalité.

Avons-nous la bonne combinaison de pièces pour la fabrication automatisée ?

La première question devrait être de savoir si cela convient à l'automatisation. Vous pourriez penser que l'usinage sans surveillance n'est possible que pour les ateliers produisant des milliers de pièces relativement simples et aux tolérances lâches, de préférence en aluminium ou autre matériau d'usinage libre.

Pas si. Il existe de nombreux magasins qui ont éteint les lumières sur des composants en titane et en Inconel à tolérance étroite et très complexes, même en quantités uniques. La recette du succès dans ces environnements ne repose pas tant sur le métal que vous coupez ou sur les tolérances que vous respectez. Il s'agit davantage des étapes que vous franchissez pour conquérir les variables de l'usinage.

Si le processus est stable et prévisible, la plupart des pièces sont candidates à un certain niveau d'automatisation à condition que les éléments suivants soient intacts :

• Mécanique de contrôle des puces
• Gestion de la durée de vie
• Métrologie en cours

Une famille de pièces ou une pièce fréquemment répétée est un excellent point de départ pour toute initiative d'extinction des feux.

 Approfondissez la surface de la production dans l'article " Temps de cycle vs. Takt Time :pourquoi les différences sont importantes ."

Avons-nous les bonnes fonctionnalités de machine et les bons outils pour la fabrication en continu ?

Toute machine-outil à commande numérique peut être automatisée, bien que cela soit nettement plus facile avec certains types d'équipements. Par exemple, les tours sont livrés en standard avec un serrage hydraulique, condition préalable à toute automatisation.

Beaucoup sont également équipés de convoyeurs à copeaux et de systèmes de refroidissement à haute pression qui aident à garantir que les copeaux capricieux ne causeront pas de problème pendant la nuit.

Installez un ravitailleur de barres de style magazine et un système de palpage en cours de fabrication pour garder un œil sur les choses et il y a de bonnes chances que vous puissiez laisser la machine fonctionner sans surveillance pendant un quart de travail supplémentaire ou deux.

C'est un peu différent pour un centre d'usinage vertical. Ce n'est pas impossible, ni même terriblement difficile, mais cela demande un peu plus d'efforts. Un VMC a besoin :

• Un robot pour charger et décharger les pièces
• Un convoyeur pour faire entrer la matière première et sortir les pièces usinées
• Un système automatisé d'étau ou de palette
• Un moyen efficace d'évacuer les copeaux de la zone de travail

Les centres d'usinage horizontaux sont les plus conviviaux pour l'automatisation. Un HMC élimine de nombreux défauts du VMC, en particulier lorsqu'il est équipé d'un pool de palettes ou d'un système de palettes linéaires.

Quel que soit le type ou la marque de la machine, cependant, elle doit avoir :la puissance de broche nécessaire pour enlever efficacement le métal, être suffisamment précise pour respecter les tolérances des pièces sans surveillance et être extrêmement fiable.

Les machines plus récentes sont également équipées d'une capacité de mise en réseau basée sur Ethernet. Ils sont également souvent équipés de capteurs avancés qui facilitent la surveillance des conditions d'usinage et l'analyse des événements qui ont pu se produire pendant la nuit.

 Un autre moyen de réduire les coûts et d'augmenter l'efficacité consiste à recycler les liquides de refroidissement et les fluides. Voyez comment dans " Le recyclage des MWF peut aider à réduire l'élimination du liquide de refroidissement des machines ."

Avons-nous l'outillage et le bon serrage adaptés à l'automatisation ?

Pour optimiser les capacités d'extinction d'une machine, celle-ci doit disposer de nombreux postes d'outils supplémentaires ainsi que d'une sorte de fonction de gestion de la durée de vie des outils.

L'objectif? Facilitez la tâche des programmeurs de machines CNC pour appeler des outils de coupe de remplacement à des intervalles prédéterminés ou lorsque le système de palpage indique que l'outil est usé. Ceci est moins préoccupant lors de la coupe de matériaux comme l'acier doux ou l'aluminium, mais le besoin d'outils redondants devient de plus en plus important à mesure que l'on s'égare dans le domaine de l'acier inoxydable et des superalliages.

Cela présente un autre argument de poids en faveur d'une console HMC :la plupart des constructeurs de machines proposent des options pour des magasins d'outils massifs et des systèmes de stockage d'outils centralisés. Un tour multitâche avec des capacités de changement d'outil est un bien meilleur choix pour les travaux à faible éclairage qu'un tour à tourelle de base.

Quel est le bon outillage ? C'est quelque peu hors de propos du point de vue de l'automatisation, bien qu'investir dans des systèmes de porte-outils à double contact Capto, HSK, KM ou équivalents soit toujours une bonne idée pour les ateliers qui apprécient la disponibilité et l'efficacité des machines.

Parmi les autres types d'outils importants pour la fabrication en continu, citons :le serrage à point zéro à changement rapide, les mâchoires et les fixations à changement rapide et les étaux hydrauliques ou pneumatiques. Toutes ces zones d'outillage augmenteront la flexibilité de l'atelier et réduiront les temps d'arrêt des machines.

Avons-nous la surveillance à distance, le logiciel et les machinistes sur appel ?

Le palpage monté sur broche ou sur tourelle est essentiel pour la détection d'outils cassés, la validation du placement de la pièce et la mesure en cours de processus. Ces systèmes sont maintenant standard sur de nombreuses machines-outils.

L'époque des programmes macro complexes est révolue. Les systèmes et logiciels de surveillance d'aujourd'hui sont beaucoup plus faciles à utiliser qu'ils ne l'étaient autrefois.

Le palpage est un élément nécessaire de toute stratégie d'usinage sans surveillance, mais les ateliers doivent également disposer d'un certain niveau de capacités de surveillance à distance. Cela peut être quelque chose d'aussi simple qu'une notification de la CNC sur le téléphone portable du machiniste de garde pour la semaine à propos d'une panne de machine.

Attention : Il doit y avoir une intervention humaine dans une approche d'extinction des feux. Ces systèmes de surveillance nécessitent que l'information soit transmise à une personne en cas d'arrêt de la machine, de panne d'outil ou de tout autre problème. La dernière chose qu'un magasin souhaite, c'est un arrêt complet du travail qui affecte la production de jour. L'objectif est toujours d'éviter les temps d'arrêt, il est donc impératif d'avoir une rotation des machinistes sur appel.

Il est également possible de monter des caméras à l'intérieur de chaque machine et de se connecter au contrôle de la machine via le réseau privé virtuel de l'entreprise. De cette façon, le machiniste sur appel peut jeter un coup d'œil et diagnostiquer un problème à distance ou déterminer le niveau de gravité du correctif nécessaire.

Les machinistes doivent également avoir accès à un logiciel de simulation d'usinage pour s'assurer qu'aucune surprise ne se produira dans les parcours d'outils post-traités. Ils ont également besoin d'un coffre à outils bien organisé,

Ne prenez pas à la légère la fabrication en panne

Cela peut sembler facile et vous utilisez peut-être déjà certains des outils et technologies qui vous font gagner du temps pour aider votre boutique à bien fonctionner aujourd'hui. Mais il est important de comprendre qu'un réel effort d'ingénierie est nécessaire dans le développement et la validation des processus, la configuration et la gestion des routines de palpage, la gestion de la durée de vie des outils, les robots et les préhenseurs, et les systèmes de surveillance à distance.

En plus de tout cela, les machines-outils elles-mêmes doivent être maintenues en excellent état de fonctionnement. Accordez une attention particulière à l'entretien de routine des machines et des outils, à la gestion du liquide de refroidissement et à l'organisation de l'atelier afin de réduire au minimum les surprises nocturnes.

L'extinction des feux est un voyage qui englobe tout. Il maximise les heures d'usinage disponibles et le potentiel d'un atelier.

Votre atelier fait-il de la fabrication en continu ? Qu'est-ce que la plupart des magasins ne réalisent pas à ce sujet ? Exprimez-vous et posez des questions sur le forum de la métallurgie.