从一开始就自动

正在加载播放器...

龙门车床视频

工作场所现在考虑自动化的原因有很多。对于一些人来说，来自低成本地区的压力越来越大，迫使他们降低直接劳动力成本。对于其他人来说，缺乏熟练的劳动力会鼓励使用机器人来装卸机器。可能是自动化的原因根本与劳动力无关。例如，质量问题可能会使机器人技术固有的可重复性变得有吸引力。无论是从零开始还是从传统制造过渡，许多商店都可以从自动化中受益。然而，关于如何做到这一点的误解仍然普遍存在。

许多店主更喜欢采用安全、渐进的方法来实施自动化。他们认为最好购买一个适合一系列零件的系统，并一次在单元中完善这些零件。这种方法允许车间在投入生产之前测试自动化概念并完善零件放置、演示和编程等问题。可以开发和完善自动化技术，并且可以在商店依赖它为收入流做出贡献之前确定单元的能力。

数控车床Machine Products 选择了人迹罕至的道路，并采取了全面的自动化方法。该车间从一开始就依赖于零件的自动化处理，尽管它意识到它面临着陡峭的学习曲线并且需要迅速解决问题。

该车间由总裁 Greg Scheurich 领导，为全球几乎所有行业的客户生产内外轴承座圈。 Fuji Machine America（伊利诺伊州弗农希尔斯）最近安装了一对双主轴机器人车床，通过与外国制造商竞争，帮助该公司实现其精益制造目标。它还完成了商店的另一轮自动化承诺。

在业务中，自动

Scheurich 先生的主要业务是在整个地区买卖工具的工具经销商。当他在当地的商店里四处走动时，他发现人们会要求他推荐他认为有资格加工各种类型零件的商店。作为中间人，Scheurich 先生会让客户与供应商联系。有一天，该地区的一家主要轴承供应商建议 Scheurich 先生购买一些机器并自己开始运行轴承比赛。因此，C.N.C. 正是通过工具经销商关系。机械产品诞生于1988年

密苏里州乔普林的商店刚开始时只有一对单主轴自动车床。原始机器清单挂在商店会议室的墙上，提醒人们购买前两台 CNC 卡盘机的原始理由。

从一开始，Scheurich 先生就觉得很明显，他必须找到一种自动化的策略才能发挥作用。 “由于这是第二项业务，我们真的不希望它分散我们的主要业务，”他解释说。 “这个过程必须足够好才能自动运行。”自 1988 年以来，公司经历了多次扩张。 Scheurich 先生的第一家店铺只有 5,000 平方英尺。第二栋建筑面积约为 10,000 平方英尺。第三个现在超过50,000平方英尺。

从 1988 年到 2000 年，业务发展非常迅速，也经历了许多成长的阵痛。 2000 年，公司采取了有助于控制增长并使其更具可预测性的政策。 Scheurich 先生承认，早期他并没有为自动化的一些挑战做好准备，不得不处理一些误解。这里有三个：

误解 1——自动化太贵了。数控车床Machine Products 在购买其第一个机器人单元时仅经营了几年。 Scheurich 先生回忆起一位推销员一段时间以来一直在拜访他，他提供一台水平对置双主轴车床，该车床配有龙门式机器人来装卸零件。在单轴数控车床可以以大约 80,000 美元的价格购买的时候，支付 320,000 美元购买自动车床似乎遥不可及。 （只有两倍锭子的价格是四倍。）当潜在客户打来电话时，那个推销员恰好在店里，Scheurich 先生允许推销员根据所涉及的数量对零件进行报价。确定价格具有竞争力，并且机器可以在五年内支付。

Scheurich 先生承认，他真的认为这家商店不会让这台机器运行足够长的时间来支付费用，因为有很多事情可能会出错。 “除了电子表格所说的之外，我的直觉告诉我其他情况，”他指出。事实上，对于 Scheurich 先生来说，现实情况是，这台机器的付款比五年快得多。此外，在第一台机器安装并运行后，第二台机器在第一台机器的几个月内安装完毕。虽然自动化机器的初始成本比非自动化机器更昂贵，但从长远来看，增加产能和提高生产力的好处带来了更大的利润和更大的吞吐量。

误解 2——自动化导致工人失业。一些商店转向自动化以减少零件成本的直接人工部分。虽然使用机器人确实有助于减少直接劳动，但 C.N.C.机器产品转向自动化主要是为了增加产能。 “我们车床上的机器人自动化并未导致裁员，”Scheurich 先生说。 “有一次，我们的人数超过了我们可以充分利用的人数，但需求很快就赶上了。”车间的自动化意味着其操作员有更多时间来测量零件、保持刀片锋利并确保机器得到维护。

该商店的副总裁兼制造经理 Gary Hoofnagle 认为，虽然自动化使商店得以发展，但如果没有敬业的人员，这种增长是不可能发生的。 Hoofnagle 先生认为自动化帮助人，人帮助自动化。他认为人比机器更善于适应变化的条件，而机器比人更适合重复性任务。他说，当两者适当地结合在一起时，结果就是成功、高效的自动化。

误解 3——自动化只适用于大批量。数控车床Machine Products 从一家稳定的供应商处购买了其第一台自动化机器，签订了几份合同，每年总计 250,000 个轴承座圈。然而，多年的自动化经验使该公司通过每年仅约 5,000 个零件的多品种、小批量订单实现盈利。从那时到现在，在证明新机器的合理性方面没有任何改变，除了 Scheurich 先生愿意将单个零件编号的大批量换成数量较少的一系列零件。自动化使用方面的改进使他能够接受为期三年的合同和 5,000 到 100,000 量之间的订单，并且仍然保持盈利。
尽管有些商店因为得到了回报而试图保留机器，但 C.N.C.机器产品有不同的方法。从一开始，Scheurich 先生就计划只使用这些机器五年。今天，他可以将期限延长到七八年，因为机械和电气设计的发展提高了机器的可靠性。公司定期用新型号更换旧型号，以最大限度地提高机器的剩余价值并保持准确性。这也提供了一个定期审查流程并让人员参与当前技术的机会。在这家商店，发展等式的人员方面是使自动化变得灵活和有利可图的关键步骤。

好处

这家工厂从一开始就采用自动化，从中受益的一种方式是全面提高生产力。 Hoofnagle 先生估计，一对没有自动化的单主轴车床由一名操作员负责，其主轴利用率为 50% 到 65%，具体取决于操作员。另一方面，配置两台自动化机器（四个主轴）可提供 80% 至 90% 的主轴利用率。

在这种情况下，机器会调整操作员的速度，而不是相反。机器人将工件或环从工件装载到车床的卡盘中。加工完成后，机器人从卡盘中取出成品零件，并将其放到机器另一端的小型传送带上。形成的零件线使成品零件保持有序。这在完善工艺变更时很有用，并充当操作员的队列，允许在将每个零件发送到热处理部门之前对其进行检查。操作员以装满工作台而空载卸货坡道而自豪。这是 Hoofnagle 先生说他注意到使用龙门车床的地方。

Scheurich 先生为防止库存短缺影响工作安排所做的一件事是在现场保持充足的库存供应。一些将其标记为额外库存的人可能不鼓励这种做法。然而，Scheurich 先生将股票视为自己的业务。他在机会出现时购买，并在需要时向自己和他人出售。当材料短缺意味着停工时，这有助于保持生产线运行。

除了提高工作中心的生产力之外，拥有精心设计的自动化的另一个好处是它会增加产能。当自动化流程变得更加自然和可靠时，机器在轮班结束时可以无人值守运行的时间会增加。在单元中添加其他机器会将直接和间接劳动力分散到更多零件上，成本开始下降。最好的自动化工作车间每周工作时间不会达到 40 甚至 80 小时。他们看到了 168 个可能的小时数（不针对操作员，仅针对机器）。相信机器总是做正确的事是达到这种性能水平的第一步。

自动化还有一个有趣的附带好处：改进的质量指标。因为机器每次都做完全相同的事情，所以工艺缺陷很快就会浮出水面。机器不会做人类操作员无意识地做的小事来帮助缓解这些情况，除非它们被设计成这样做。例如，必须考虑让筹码每次都破掉。芯片鸟巢是人类装载的机器细胞不会太努力消除的东西。它被认为是不可阻挡的，并且操作员无论如何都会在装载零件时清洁工具，所以为什么要麻烦呢？然而，在自动化单元中，敏锐的远见必须考虑到切屑的形成和排空。富士 TNW-3500R 加工 C.N.C.最近安装的机器产品对这种情况采取了创新方法。这些机器结合使用贯穿主轴的冷却剂和程序化的空气喷射来清洗零件和冲洗卡盘。他们还使用翻转站将零件从一个操作转到另一个操作数次。这会导致任何剩余的芯片在翻转过程中从零件上掉下来。具有用于交换零件的主轴的机器通常不具有此功能。

劳动力短缺——底部在哪里？

除了这些好处之外，自动化的另一个原因即将出现。对于一些人来说，劳动力短缺问题现在已经存在——需要的操作员和可用的操作员之间的差距每天都在扩大。 Tooling U (www.toolingu.com) 等机构提供在线培训资源来帮助缩小差距。此外，许多机床制造商已经投入时间和金钱来帮助用户培训人员以获得最佳性能。但是，如果有一天没有人申请空缺职位怎么办？根据劳工部最近的统计，从现在到 2015 年，估计有 4000 万“婴儿潮一代”将退休，而只有 1100 万替代品将进入市场。通过使用自动化来为严重的劳动力短缺做准备可以帮助将有限的劳动力延伸到足以在未来维持生计的程度。

不要绊倒

Scheurich 先生和 Hoofnagle 先生提醒考虑自动化的商店在决定自动化之前仔细查看他们的手动流程。在某些情况下，手动过程不是很可靠，无论如何都需要更新——不要只是假设手动过程非常适合自动化。如果需要，从一张白纸开始，并在决定继续之前评估自动化过程。调查机械、夹具和切削刀具进给和速度方面的所有可用改进，为自动化提供成功的最佳机会。利用机器控制的所有高级功能，例如刀具寿命管理、冗余刀具和过程中测量。 “自动化在 C.N.C.产品，因为零件与工艺相匹配，工艺与设备配合得很好，”霍夫纳格尔先生说。