CNC 自动化：优化制造效率的重要见解

在当今快节奏的制造环境中，自动化已成为数控加工的一个重要方面。如果做得好，数控自动化可以彻底改变您的工厂运营并优化其效率。

然而，将自动化融入数控加工可能是一个复杂且具有挑战性的过程。通常需要仔细规划和实施才能确保成功。

在实现数控机床自动化时，必须考虑各种因素并制定深思熟虑的策略。最大的问题不是是否要自动化，而是什么以及如何有效地自动化。

什么是 CNC 自动化？

CNC 自动化改变了 CNC 机床在生产过程中的使用方式。通过减少人为干预，它可以提高车间生产力、降低成本、改善工作环境并增强产品的整体质量。

CNC 自动化的第一个方面是在制造过程中传送工件或托盘。这涉及将它们从一台机床转移到另一台机床或转移到清洗站或测量单元等支持设备。通过这样做，您可以简化制造流程，使其更加顺畅和高效，同时利用今天的停机时间来提高产量。

CNC自动化的另一个关键方面是信息和数据的管理。这包括更新生产执行计划、优化资源利用率和确定生产订单的优先级。这样做可以减少错误并提高整体质量。

数控加工中的自动化内容

考虑在 CNC 加工过程中应该实现哪些自动化？通常，数控自动化分为两个主要组成部分：物品的物理移动以及生产计划和管理的简化。

#1 自动化物理运动

首先，考虑如何部署自动化硬件来协助车间的物理移动和操作。其中一些活动包括：

• 将安装在托盘或工件固定装置上的零件移入或移出机器工作台。
• 借助机器人或机械臂将零件自动装载和卸载到固定装置上。
• 直接将工件传送至机床工作台或卡盘
• 自动调整或更改工具
• 机器人的夹具和工具更换
• 刀具传输到刀库
• 工件往返于去毛刺、清洗、热处理、打标、抛光和测量等流程中的移动。
• 原材料管理和转移
• 半成品管理和转移
• 轻松转移到测量系统

自动化这些繁琐且费力的任务的最重要的好处在于为机器操作员创造更好的工作环境。除了员工福利之外，自动化还有助于减少错误、提高速度和效率、增强零件质量并提高生产能力。

#2 自动化生产计划

接下来，考虑如何部署自动化来简化生产计划流程。这里有几个方面需要考虑。

a) 信息流

自动化信息在不同数据系统、机器和单元之间的流动。这可以使您的系统保持同步，减少出错的机会，同时提高效率。

b) 动态生产计划

自动化可帮助您根据生产订单及其优先级主动更新生产计划。订单可以从 ERP 系统自动获取，减少人工输入。这确保了生产始终顺利进行，订单按时完成。

c) 改进的机器操作员指南

可以向操作员提供足够水平的指导。这有助于他们在正确的时间采取正确的行动，最大限度地减少人为错误，并使操作员更轻松地完成生产过程。

d) 一致的生产处理

通过自动化，可以一致地处理工件制造指令。每次生产运行都可以保持恒定，并保持质量。

e) 主动资源管理

改进资源管理是自动化的另一个重要方面。这些可以是任何东西，从固定装置、托盘、夹具、原材料到数控程序、切削刀具、刀具数据和偏置。通过监控加工资源并提供任何缺失资源的报告，生产将不会受到资源短缺的影响。

f) 监控机器和生产 KPI

自动化可帮助您更好地管理机器和生产 KPI 的报告和分析，例如利用率、整体设备效率 (OEE) 和可用性。系统还提供订单进度视图，可以更轻松地跟踪每个订单的进度，同时确保生产顺利进行。您还可以更好地了解库存和进行中的作业。

g) 追踪生产历史

最后，正确的自动化系统可以帮助您记录生产历史和可追溯性。这有助于清晰地了解每次生产运行期间发生的情况，从而更轻松地识别和解决任何问题。

何时实现 CNC 加工操作自动化

以下是像您这样的制造公司在确定何时需要自动化数控机床操作时需要考虑的一些关键因素：

#1 高工作负载

当您的数控机床的工作量增加到手动操作变得过于耗时或效率低下时，自动化可能是一种解决方案。

#2 劳动力成本上升

如果您的工资和员工福利等员工成本变得过高，您应该考虑利用自动化来降低成本。

#3 更好的质量控制

自动化可以消除 CNC 加工操作中出现人为错误的可能性，从而帮助确保一致的质量。

#4 提高生产能力

您是否希望提高生产能力和吞吐量？自动化可以通过减少停机时间、提高机器利用率和缩短周期时间来帮助提高生产效率。利用当前的停机时间进行生产可以产生显着的优势。

#5 更好的设备维护

自动化有助于降低数控机床的维修和维护成本，并提高其使用寿命和性能。 （在此处下载我们的清单以改善数控机床维护。）

#6 强化竞争优势

为了在竞争中保持领先并率先进入市场，您需要投资正确的 CNC 自动化技术。这也使您能够及时了解制造业自动化的最新趋势。

自动化数控机床操作可以给制造公司带来许多好处，包括提高效率、降低成本、改进质量控制和更好的竞争优势。 

通过仔细考虑上述因素，您可以确定何时需要自动化 CNC 机床操作。

CNC 自动化的优势

您是否应该投入时间和金钱来实现 CNC 加工流程的自动化？考虑这些好处。

#1 增强零件精度

自动化零件处理可确保一致的精度。通过每台 CNC 机床中正确的测量系统，您可以准确地找到每个零件参考点并相应地调整 CNC 程序。

#2 缩短交货时间

通过无人操作持续保持生产运行，您可以享受更短的交货时间。按需生产零件的灵活性使您能够实现紧急订单的快速周转时间。

#3 缩短设置时间

由于单个机器操作所需的人力较少，零件搬运和设置可以在指定的装卸站完成，不会对生产线造成任何干扰。

#4 缩短周期时间

操作可以在重叠运行中同步，允许两台或多台不同的机器同时执行操作。

#5 降低每个零件的成本

过渡到 24/7 运营可显着节省成本，并减少停机时间并缩短装卸流程。

#6 节省空间

通过自动化解决方案整合加工操作可以减少占地面积。

#7 无人操作

单个系统可由单个操作员管理，从而降低人力成本。

#8 改进的机器监控

即使在夜间，也可以接收机器效率报告并远程监控系统。

#9 简化赛程

消除复杂的夹具，节省生产成本。

#10 高效工具使用

自动化通过消除模具冗余来帮助您节省模具成本。

#11 提高工人安全

工作环境变得更加安全，尤其是重型工件的移动。

数控自动化挑战与解决方案

CNC 加工作业自动化的主要挑战是什么？如何解决这些挑战？

让我们来看看这些 CNC 自动化挑战和解决方案。

挑战一：需要提高产能

每个企业都希望提高产能、业务量、利润。制造订单通常是小批量订单，要求机械和操作灵活。 

为了解决这个问题，公司可以采用智能规划并利用非生产时间（例如休息时间和通宵作业）来更有效地利用机器和人力。这会带来更快的生产周期和更具成本效益的运营。 

此外，使用高混合-小批量生产等生产技术也会有所帮助。

挑战 2：工厂空间和天花板高度限制

由于城市地区土地稀缺，更多的机械加工设施位于高层建筑中。由于可用占地面积和天花板高度，此类工厂面临空间限制。 

由于需要将机器和设备从地面提升到二楼或三楼甚至更高的楼层，这使得情况变得更加复杂。不幸的是，这可能很昂贵，通常需要两台起重机。通往工厂的墙壁也可能会阻碍通行。拆除这些墙壁进入工厂需要获得批准并随后进行重建。

为了应对这些挑战，具有多个较小工件的集成数控机床装置可能是一个可行的解决方案。

挑战 3：有限的电力和空气供应

当工厂拥有更多的加工中心时，需要更多的空气，这意味着必须购买昂贵的容量更大的空气压缩机并将其放置在机器附近。此外，自 Covid-19 以来，能源成本大幅增加。如果电力和空气供应受到限制，提高现有工厂的供电水平的成本可能会非常高。

然而，如果工厂使用更少的机器，就可以减少投资和管理成本。为了应对这些挑战，请考虑使用 CNC 加工装置，该装置可以在有限的能耗下满足更多的加工时间。

挑战 4：人力限制

全球范围内存在人力资源短缺的现象，这也影响了亚洲和新加坡的公司。由于招工限制、缺乏具体岗位经验等多种原因，当地人力资源不足。这种短缺导致企业成本上升。

为了应对这一挑战，请考虑实施灵活的 CNC 自动化系统，以减少对人力的需求。

解决方案：配备自动化系统的灵活通用数控机床

提高制造生产力和减少人力的最佳方法是投资具有有效且经济高效的自动化系统的灵活通用数控机床。 

此类通用 CNC 机床的一个例子是 Hwacheon 5 轴加工中心 D2-5AX。您还可以考虑配备 AWC 20（自动工件更换装置）的更大 D3-5AX，它允许多个和单独的工作设置站。 

凭借多个零件的工件容量（可以是同一类型或不同零件的混合），您可以“混合搭配”您的 CNC 自动化系统，以满足您独特的车间需求。此类系统可容纳 8 个、20 个甚至 40 个站。请注意，所选工件库的尺寸应基于您估计的零件循环时间。 

加载到系统中的零件数量以及每个零件的循环时间将决定您的数控机床在没有人工帮助的情况下工作的能力。通常，建议使用 4 到 8 小时来完成装载到 AWC 弹匣中的所有零件。

通过将华川 5 轴加工中心 D2-5AX 或 D3-5AX 与 AWC 8、20 或 40 集成，可以缩短制造周期时间，从而缩短交货时间、接受更多订单、增加业务量和利润。

其他具有自动化组合的数控机床包括带 AWC（自动工件更换装置）的 VESTA-660 / 1000+、VESTA 1300、M3-5AX、带 MPS（多托盘系统）的 SIRIUS UM+ / SIRIUS-UL+、CUTEX 180 系列和带龙门系统 GR5 或 GR10 的 Hi-TECH 230 系列。

提高制造和物流准确性的另一个解决方案是使用机器人。机器人可以添加到任何类型的数控机床上，无论是铣床还是车床/车削中心。然而，机器人是否合适取决于多种因素，例如要生产的零件的形状、尺寸和重量，以及所需零件的数量。请注意，机器人通常不适合“高混合 - 小批量”生产运行。

CNC 机器自动化为制造公司带来了众多好处。通过自动化操作，您的工厂可以提高零件精度、缩短交货时间、减少设置时间、缩短周期时间、降低每个零件的成本，并更有效地利用占地面积和生产时间。 

此外，通过无人值守操作和更好的监控系统，工厂可以最大限度地减少人力成本并提高机器利用率，从而提高生产率和盈利能力。自动化数控机床进一步有助于提高工作场所的安全性，因为它消除了手动搬运重型工件的需要。 

首先问自己一个大问题——什么以及如何有效地实现自动化？  如果您想讨论可能性或回答任何疑问，请联系我们。