Mengatasi Hambatan Pemesinan Presisi Lights-Out
Apa Itu Pemesinan Lights Out — dan Seberapa Realistis Adakah?
Pemesinan lights out adalah metode otomatisasi manufaktur untuk meminimalkan atau menghilangkan jumlah interaksi manusia yang diperlukan. Ide mengganti manusia dengan perangkat atau proses yang akan melakukan pekerjaan yang sama lebih cepat, lebih baik, atau lebih murah bukanlah hal baru.
Dalam beberapa tahun terakhir, daya tarik robotika dan otomatisasi terus berkata, termasuk di bidang pemesinan presisi. Produksi lights out yang sepenuhnya otomatis — dengan potensi produktivitas yang meningkat, throughput yang lebih besar, hemat energi, dan biaya tenaga kerja yang berkurang — mungkin adalah impian setiap pemilik bengkel mesin.
Namun, kenyataannya adalah tantangan, terutama di dunia pemesinan presisi. Bahkan dengan operasi yang klaim menawarkan produksi lights out yang sepenuhnya otomatis, sedikit fantastis untuk mengatakan bahwa setiap layanan pemesinan presisi “berjalan sendirinya” sepanjang hari dan malam.
Kriteria untuk Pemesinan Lights Out yang Viable
Setiap operasi manufaktur lights out — baik dalam pemesinan presisi CNC atau metode produksi lain — perlu memiliki beberapa dasar yang diterapkan untuk berhasil:
- Semua mesin, termasuk alat, periferal, dan pemrograman, harus bekerja bersama dengan sempurna. Peralatan harus dapat menahan operasi berkelanjutan, idealnya dengan kemampuan untuk memantau diri dan baik mengoreksi otomatis atau mematikan jika masalah timbul.
- Hal yang sama berlaku untuk mekanisme yang digunakan untuk memasukkan bahan ke dalam peralatan, memberikan pendingin, mengeluarkan puing, dan memuatDown produk yang selesai.
- Dan bertolak belakang dengan impian “tidak perlu manusia”, pemantauan jarak jauh oleh seorang orang — lagi pula, dengan kemampuan untuk memperbaiki masalah kecil atau mematikan sistem jika masalah besar terjadi — adalah keuntungan tambahan.
Paling penting, menentukan apakah suatu mesin mampu untuk operasi lights out berkelanjutan memerlukan mengetahui apakah mesin memberikan tingkat keandalan tertinggi. Tujuannya adalah Cpk ≥1,67 — yaitu, kemampuan untuk 99,9999% bagian memenuhi persyaratan.
Itu adalah (secara harfiah) tingkat kegagalan yang diizinkan hanya satu dalam satu juta.
Dan bahkan jika mesin dapat menangani operasi lights out, tolok ukur yang diterima secara umum adalah lights out hanya merupakan solusi viable jika memberikan return on investment dalam dua tahun.
Di Mana Operasi Lights Out Digunakan Saat Ini
Banyak aplikasi di mana robotika adalah berkah, bahkan jika hanya sebagian dari proses manufaktur yang diotomatisasi. Dari pembuatan bir hingga kemasan, dari hub FedEx hingga gudang Amazon hingga penanganan bagasi bandara, otomatisasi memainkan peran penting dalam dua hal:
- Di mana saja ia menawarkan keandalan satu dalam satu juta
ATAU
- Di mana ada kemampuan untuk memperbaiki proses dengan cara yang hemat biaya
Beberapa contoh umum
Operasi kemasan otomatis menggunakan shunt go/no go bawaan untuk memastikan kualitas selama operasi lights out. Misalnya, kamera dapat memeriksa apakah produk yang keluar dari garis produksi baik, dan mesin dapat memindahkan produk yang buruk ke sisi atau mematikan dirinya sendiri jika masalah terjadi.
Pengelasan titik resistensi robotik digunakan secara luas untuk operasi berkelanjutan di industri otomotif. (Anda dapat membaca lebih lanjut tentang pengelasan titik resistensi di situs web kami.) Faktanya, itu mungkin adalah gambar yang orang bayangkan paling banyak saat mereka membayangkan robot bekerja di garis produksi.
Namun, berbeda dengan pembuatan kotak kardus, jenis operasi ini memerlukan tingkat kontrol kualitas yang berbeda. Akhirnya, Anda tidak dapat dengan mudah memindahkan seluruh mobil ke sisi hanya karena satu las buruk. Bagaimana Anda memeriksa apakah elektroda gagal di suatu tempat di garis montase yang sangat panjang dan kompleks?
Aplikasi utama untuk otomatisasi
Di Jepang, FANUC Corporation menjalankan yang secara luas dianggap sebagai puncak manufaktur lights out yang diotomatisasi. Ia memiliki robot yang beroperasi 24×7 dalam kompleks raksasa dengan 22 pabrik untuk memproduksi robot lain untuk pelanggan seperti Tesla Motors dan Apple. Menurut Gary Zywiol, Wakil Presiden FANUC Robotics America, “Tidak hanya lights out, kita mematikan pendingin dan pemanas juga.”
Otomatisasi juga digunakan dalam segala macam proses yang berbahaya bagi manusia. Ini mencakup langkah manufaktur di mana ada masalah kualitas atau keselamatan, serta di mana seorang manusia tidak dapat bekerja pada kecepatan mesin, seperti pengelasan titik otomotif yang dijelaskan di atas.
Jadi, ketika lingkungan kerja atau tugas suhu tinggi atau kecepatan tinggi atau ketika melibatkan zat beracun, robotika adalah keuntungan yang luar biasa.
Tantangan Lights Out dalam Pemesinan Presisi CNC
Semua itu sangat menarik. Namun, sementara kami tidak menentang pemesinan lights out, kami tetap skeptis yang tepat tentang kelayakannya di bengkel mesin presisi, di mana otomatisasi tidak terawasi yang berkelanjutan tetap menjadi tantangan.
Bahan yang digunakan
Misalnya, di dunia kami kemampuan untuk melakukan pemesinan lights out tidak hanya bergantung pada geometri bagian, tetapi juga pada bahan yang digunakan. Secara umum, bahan yang lebih lunak — yang tidak akan mengaus alat secepat bahan yang lebih keras atau tidak akan membuat chip panjang yang akan membelit alat — adalah kandidat yang lebih baik untuk tugas lights out.
Itu berarti dengan bahan yang lebih lunak yang sesuai, Anda dapat mengatur mesin Anda pada pukul 5 sore untuk berjalan sepanjang malam, dan di pagi hari, Anda akan kembali ke keranjang penuh bagian yang berada dalam toleransi, tanpa alat yang rusak atau aus.
Namun, bahan yang lebih keras seperti stainless steel tidak direkomendasikan oleh siapa pun untuk pemesinan presisi CNC lights out. Itu karena bahan yang keras dan kuat ini dapat dengan cepat mengaus atau merusak alat. Atau, Anda akan tiba di pagi hari dengan banyak bagian yang di luar spesialisasi, membuang apa pun jumlah bahan yang Anda muat ke dalam mesin dan merusak jadwal pengiriman Anda.
Toleransi yang diperlukan
Toleransi adalah pertimbangan penting lainnya. Jika Anda memiliki toleransi ±0,005 inci (0,127 mm) dan bahan yang tepercaya, pemesinan presisi lights out bukan masalah. Namun, jika Anda memiliki toleransi ±0,0005 inci (0,0127 mm) atau di bawahnya, Anda meminta masalah.
Itu karena, tergantung pada bahan, proses akan mengaus alat. Jika Anda memegang diameter luar (OD) 0,0002 inci (0,00508 mm) dan menjalankan proses tanpa pengawasan, di pagi hari bagian Anda kemungkinan besar akan di luar spesifikasi karena aus alat.
Do's dan Don'ts Bahan dalam Pemesinan Lights Out
Beberapa bahan secara alami lebih sesuai untuk pemesinan presisi CNC lights out. Misalnya, kuningan, aliung aluminium 6061, dan beberapa plastik yang tidak cenderung menghasilkan chip panjang dan berurat, yang dapat membelit alat, mungkin digunakan.
Bahkan stainless steel 303 mungkin dicoba untuk pemesinan lights out. Namun, Anda pertama-tama harus memprogram peralatan untuk berjalan selama beberapa jam untuk mengujinya dalam mempertahankan toleransi dan memeriksa aus alat.
Beberapa bahan sepenuhnya tidak sesuai untuk produksi lights out. Ini termasuk kekasih industri alat medis, stainless steel 304, yang sulit diproses, menghasilkan chip berurat, dan membuang busur. Selain itu, 316, 17-4, dan sebagian besar stainless steel lainnya sulit diproses dan dapat merusak alat Anda.
Logam super tidak dapat diproses lights out, dan titanium tidak boleh, PERNAH, ditinggalkan tanpa pengawasan. (Kami telah melihat video mesin menangkap api dari percikan yang dihasilkan oleh bagian titanium — sesuatu yang cukup keren tetapi tentu tidak direkomendasikan!)
Hambatan Lain dalam Gelap
Untuk pemesinan presisi ribuan dan ribuan bagian, serangkaian mesin Swiss screw CNC yang up-to-date milik Metal Cutting dapat mendukung produksi lights out, dalam arti kami dapat memuat pemuat bar dan mengatur mesin untuk berjalan otomatis. Tergantung pada diameter, kami dapat memuat hingga dua belas bar dengan diameter 0,630 inci (16 mm); dengan diameter stok awal standar terkecil 0,090 inci (2,25 mm), kami dapat memuat lebih banyak.
Pemantauan diperlukan
Namun, sifat pemesinan presisi CNC adalah bahwa selama shift delapan jam normal, Anda masih perlu ada seseorang yang siap memantau pemuatan dan memastikan semuanya berjalan dengan benar. Jadi, bahkan di bengkel mesin presisi yang berkata mereka menjalankan lights out, Anda dapat cukup yakin ada seseorang di sana untuk memastikan tidak ada yang salah.
Masalah pemuatan bar
Pemesinan presisi juga menimbulkan tantangan dalam pemuatan bar otomatis. Pertama, Anda harus selalu mempertimbangkan toleransi diameter pada bahan yang akan Anda proses. Selain itu, hanya karena Anda memiliki pemuat bar tidak berarti ia akan memuat bahan dengan benar, dan ada kurva pembelajaran pada hampir setiap proyek yang dilakukan.
Misalnya, saat Anda bekerja dengan bagian diameter kecil, jika mesin tidak disetel dengan sempurna ia mungkin mencoba memuat dua bar bahan sekaligus, dengan hasil yang sangat buruk.
Menjaga alat tetap bersih
Persyaratan lain adalah proses lights out harus mencakup pendingin tekanan tinggi atau metode berkualitas tinggi lainnya untuk menjaga area kerja bebas dari puing sehingga mereka tidak memotong ulang dan mengaus alat. Anda juga perlu memikirkan cara memuatDown bagian yang selesai, dengan mempertimbangkan seberapa halus bagian tersebut mungkin, untuk memastikan mereka tidak rusak setelah pemesinan.
Keandalan Lights Out dalam Pemesinan Presisi
Jangan salah paham kami — kami tidak mengatakan produksi lights out adalah hal yang mustahil dalam pemesinan presisi CNC. Namun, ia memerlukan menggabungkan semua pemangku kepentingan dan penyedia serta mendapatkan masukan dari mereka pada tahap perencanaan, untuk memastikan Anda memiliki:
- Bahan yang sempurna
- Pengukuran dan geometri bagian yang sesuai
- Cpk ≥1,67 pada peralatan
- Toleransi yang tidak begitu ketat sehingga keandalan proses 99,9999% tidak feasible
Pemesinan presisi yang paling akurat pun akan sulit memberikan keandalan satu dalam satu juta di seluruh alat, pemuat bar, pengiriman pendingin, dan toleransi ketat. Namun, jika semua kondisi tersebut TERPENUHI, produksi lights out dapat diselesaikan.
Misalnya, di sini di Metal Cutting, kami mungkin menguji mesin, alat, dan bahan mana yang akan mencapai hasil yang ditentukan dalam proses lights out. Atau kami mungkin menguji proses semi-lights out, di mana kami memprogram mesin untuk memproduksi bagian tambahan, bukan dalam operasi malam berkelanjutan, tetapi dalam setengah shift tambahan setelah jam kerja.
Masalah ROI dalam Pemesinan Presisi
Untuk produsen yang membuat produk yang sama berulang kali, meraih return on investment dalam tolok ukur dua tahun untuk produksi lights out adalah feasible. Namun, pemesinan presisi CNC sebagian besar tentang manufaktur banyak bagian berbeda dalam jangka pendek.
Itu berarti untuk banyak bengkel mesin presisi, tidak ada cukup waktu untuk menguji apakah operasi mereka dapat dijalankan lights out. Selain itu, dua tahun adalah waktu yang lama bagi bengkel ini untuk menunggu ROI, sehingga pemesinan lights out dilarang biaya…
Di sini di Metal Cutting, setiap hari kami biasanya menawarkan proyek bengkel mesin baru yang memerlukan dari 200 hingga 20.000 potongan. Meskipun kami memiliki pekerjaan yang berjalan selama bertahun-tahun, kami tidak sering memiliki proyek yang berjalan berkelanjutan selama dua tahun. Jadi, langka bagi semua planet menyelaraskan dan bagi kami untuk memiliki waktu untuk menjelajahi opsi produksi lights out.
Akhirnya, pemesinan toleransi ketat memiliki begitu banyak variabel sehingga tidak dapat menjamin keandalan satu dalam satu juta, sehingga belum cocok untuk produksi lights out penuh. Masih, apa pun tantangan yang mungkin terkandung dalam proyek Anda, teknologi otomatisasi pasti akan terus memainkan peran yang berkembang dalam produksi bagian kecil.
Sementara itu, untuk tips tentang cara membuat spesifikasi terbaik untuk bagian kecil Anda, unduh panduan gratis kami, How to Fine-Tune Your Quote Request to Your Maximum Advantage: Frequently Asked Questions in Small Parts Sourcing.
