EDM은 무인 침식에 큰 진전을 이룹니다

EDM 프로세스 자동화에는 우수한 기계 이상의 것이 필요합니다.

대부분의 경우 EDMing은 무인 프로세스이거나 최소한 가볍게 참여하는 프로세스입니다. 밤에 커터가 부러지면 정말 좋지 않은 아침이 될 수 있는 CNC 선반 및 머시닝 센터와 달리, 금형 캐비티를 가라앉히거나 트림 다이를 절단하는 데는 육아가 거의 필요하지 않습니다. 모두가 하루 동안 집에 돌아간 후 자신의 것? 와이어가 끊어지면 EDM은 단순히 새 와이어를 끼웁니다. 트로드가 부족하면 제어 장치는 최선을 다해 복구하거나 인간 주인이 구출할 때까지 모든 것을 종료합니다. 별거 아닙니다.

그러나 EDM을 진정으로 조명하려면 자동 스레더 및 스마트 회로보다 훨씬 더 많은 것이 필요합니다. 전극을 싱커에 로드할 뿐만 아니라 가공을 위해 근처 머시닝 센터로 전극을 옮기는 로봇에 대한 투자를 의미합니다. 이는 자동화된 슬러그 제거 및 와이어 교체 기능을 갖춘 와이어 EDM을 의미합니다. 이는 원격 모니터링, 공정 중 측정 시스템 및 부품 팔레타이징을 의미합니다. 무엇보다 우수한 조직과 지속적인 개선 의지를 의미합니다. 시간과 비용면에서 큰 투자이지만, 이를 해결하려는 사람이라면 값비싼 EDM 자산을 24시간 내내 계속 실행할 수 없는 이유가 없습니다.

잡기

자동화 여정에서 가장 쉬운 단계 중 하나는 싱커 EDM 앞에 로봇을 고정하는 것입니다. 로봇은 언뜻 보기에 많은 기계공에게 이상하게 보일 수 있는 작업을 수행할 수 있습니다. MC Machinery Systems Inc.(일리노이 엘크 그로브 빌리지)의 국내 전선 EDM 제품 관리자인 Mike Bystrek은 “로봇을 보유한 많은 고객들이 로봇을 거대한 도구 교환기로 사용하고 있습니다. "금형 제작자는 큰 캐비티를 위해 수십 개의 전극이 필요할 수 있고 생산 공장에는 여러 작업에 걸쳐 실행되는 백 개 이상의 전극이 있을 수 있으므로 회전식 또는 랙 스타일 도구 교환기보다 로봇을 사용하는 것이 일반적입니다."

로봇은 전극을 EDM에서 흑연 밀 또는 머시닝 센터로 가져가 여러 대의 기계에 서비스를 제공할 수 있습니다. 설정 전에 검증을 위해 전극을 좌표 측정기(CMM)로 가져오고, 완성된 공작물을 해당 CMM으로 운반하고, 측정될 때까지 기다렸다가 선반에 놓거나 추가 가공을 위해 싱커로 다시 가져올 수 있습니다. 필요하다면. 또한 로봇의 운반 용량에 맞는 경우 몰드 베이스 또는 인서트를 교체하는 데 사용할 수도 있습니다.

MC Machinery National Sinker 제품 관리자 Pat Crownhart는 "이 마지막 부품은 공작물의 크기에 따라 달라집니다. "작업물이 클수록 로봇은 더 크고 더 비싸지만 일반적으로 12"(304.8mm) 정사각형 팔레트에 맞는 모든 것이 자동화를 위한 공정한 게임일 것입니다."

둘 다 싱커 EDMing으로 로봇 사용이 증가하고 있다는 데 동의했지만 Crownhart는 슬러그 관리가 가장 중요한 와이어 머신에서 훨씬 덜 일반적인 몇 가지 이유를 제시했습니다. "기존의 펀치 및 다이 작업 또는 엄청난 양의 재료를 제거하는 항공우주 부품의 경우 일반적으로 자동화에 적합하지 않습니다."

더 나은 매장 만들기

EDM의 유형이나 브랜드가 무엇이든, 장비를 자동화한 사람들은 분명히 큰 수익을 보고 있습니다. 리드 타임이 더 짧습니다. 부품 품질이 향상됩니다. 그리고 처음에는 막대한 투자처럼 보일 수 있지만 자동화가 적절하게 구현되면 운영 비용이 감소하고 이익 마진이 (종종 크게) 증가합니다.

그러나 그렇게 빠르지는 않습니다. Makino Inc.(오하이오주 메이슨)의 VMC/EDM 턴키 및 자동화 관리자인 John Bradford에 따르면 EDM 소유자와 운영자는 자동화 프로젝트를 수행하기 전에 금속 가공 프로세스를 안정화한 다음 최적화해야 합니다. 그렇게 하면 다음 단계를 위한 길을 닦을 뿐만 아니라 매장의 역량을 강화할 수 있습니다.

"우리는 소문에 흥분한 고객들이 자주 접근합니다."라고 그는 말했습니다. "그들은 자동화를 어떻게 사용할 수 있는지 알고 싶어 하지만 먼저 일관되고 안정적인 프로세스가 있어야 한다는 점을 이해하지 못합니다.

Makino EDM 제품 라인 관리자인 Brian Pfluger는 신뢰할 수 있는 프로세스를 달성하는 것은 신뢰할 수 있는 고품질 기계를 보유하는 것부터 시작한다고 말했습니다. “원하는 부품 품질에 상응하는 올바른 기계 플랫폼이 없으면 조명이 없는 환경에서 작동하려고 시도하는 것은 작동하지 않을 것입니다. 기계의 질량, 포지셔닝 피드백 시스템, 열 안정성은 모두 자동화된 환경을 구축하는 데 필요한 기반의 핵심 구성 요소입니다.”

슬픈 진실

싱킹 캐비티, 터닝 샤프트 또는 밀링 포켓 등 우리 산업의 불편한 진실은 다음과 같습니다. 독립형 공작 기계의 활용률은 일반적으로 40% 이하이며 EDM도 예외는 아닙니다. 사실, 하루 종일 주기를 사용하는 공장이나 매년 동일한 위젯을 수백만 개 만드는 공장은 이보다 더 높은 가치를 누리고 있지만, 숙련 노동자의 영구적인 부족은 말할 것도 없고 생산량이 감소하면서 부품이 점점 더 복잡해지는 추세는 공장이 자동화 또는 죽어.

그러나 자동화가 실제로 의미하는 바는 무엇입니까? 가능한 한 많은 부품을 테이블에 밀어 넣고 기계가 꺼지도록 하는 것이 하나의 정의입니다. 하지만 이러한 접근 방식은 재공품(WIP)의 증가로 이어지지만 많은 양의 부품을 폐기할 가능성을 염두에 두지 마십시오.

완벽한 세상에서는 원피스 흐름이 원칙입니다. 설정 시간은 프로그램을 변경하는 데 걸리는 시간만큼 길고 기계는 해당 설정을 실행하기 위해 주변에 사람이 필요하지 않습니다. 고정 장치 비용은 방금 설명한 고밀도 워크홀딩 시나리오보다 훨씬 낮고 고객은 부품을 훨씬 더 빨리 가질 수 있으며 불량 부품이 하나뿐입니다.

이 목표를 달성하려면 반복 가능하고 고정밀한 툴링이 필요하며, 기계 가공 프로세스를 제어할 수 있는 소프트웨어 패키지도 필요합니다. 싱커 EDM을 설정하는 데 필요한 모든 정보(부품 위치, 각 전극의 모양 및 크기, 궤도 패턴, 치수 및 마감 요구 사항)에 대해 생각해 보십시오. 자동화 셀, 밀링 머신, 심지어 로봇에 공통적인 CMM에 대해서도 유사한 요구 사항이 존재합니다. 이제 이 모든 것이 자동으로 관리되어야 하며 로봇이 기계로 부품을 옮길 때 "디지털 패킷"이 각 부품을 동반해야 합니다.

Bradford는 "데이터 관리는 자동화의 중요한 측면입니다. "여기서 목표는 작업자를 물리적 환경에서 완전히 제거하고 가상 환경으로 이식하는 것입니다. 컴퓨터 화면 앞에 앉아 작업을 계획 및 예약하고, 프로그램을 작성하고, 지식을 공정 계획에 입력할 수 있습니다. 그 결과 공작 기계 앞에 서서 수동으로 이 정보를 제공하는 것에 비해 가동 시간이 훨씬 더 높습니다.”

상점은 듣고 있습니다. 지난 1년 동안 Makino가 인용한 모든 EDM 장비 중에서 자동화가 포함된 장비는 독립형 장비의 거의 3배에 달하는 승률을 보였습니다. Pfluger는 "복잡성은 제쳐두고 사용률에 대해 논할 수 없습니다."라고 설명했습니다. "독립형 시스템이 35% 가동 시간에 도달할 수 있는 곳에서 기본 자동화는 약 60%를 달성할 수 있으며, 믹스에 셀 컨트롤러를 추가하면 80% 이상을 보고 있는 것입니다."

피플 팩터

자동화에 대한 이 모든 이야기는 EDM 운영자가 자신의 직업에 대해 긴장하게 할 수 있지만 Belmont Equipment and Technologies Co.(매디슨 하이츠, MI)의 사장이자 COO인 Bob Ianitelli는 걱정할 것이 거의 없다고 말했습니다. 그는 "로봇이 모든 것을 할 수는 없으며 많은 경우에 사람이 조작하는 것이 더 비용 효율적입니다."라고 말했습니다. “예를 들어, 우리는 2교대 또는 3교대로 운영되는 항공우주 회사와 협력합니다. 충분한 자격을 갖춘 인력이 있으므로 자동화가 당장 필요하지 않을 수 있습니다. 그러나 작업장에서 추가 출력이 필요하지만 정규 근무 시간 외에 장비를 배치하는 데 필요한 숙련된 인력을 찾을 수 없는 경우 자동화를 고려해야 합니다."

이 기사의 다른 출처와 마찬가지로 Ianitelli는 2018년이 "다른 어느 때보다도" 자동화의 기치 한 해였다고 말했습니다. 그 대부분은 인력 부족과 업계의 많은 사람들이 현재 겪고 있는 수요 급증 때문입니다. 간단히 말해서 자동화의 필요성은 곧 사라지지 않을 것입니다.

Ianitelli는 고정밀 공구, 최상급 소모품 및 신뢰할 수 있는 장비에 대해 지금까지 제공된 권장 사항에 동의했지만 간과할 수 있는 한 가지 고려 사항인 화재 진압을 지적했습니다. "오일 유전체를 사용하는 기계에는 화재 가능성이 있습니다."라고 그는 말했습니다. "이것은 작업자가 있고 소화기에 접근할 수 있는 경우 큰 문제가 되지 않을 수 있지만 수중에서 실행되는 모든 소등 작업은 고품질 화재 진압 시스템에 투자해야 합니다. 고객은 코드 및 제한 사항이 다를 수 있으므로 해당 지방 자치 단체에 확인해야 합니다."

복잡성에 따라 이러한 시스템의 비용은 상당할 수 있지만 나머지 자동화 투자와 마찬가지로 정당화하기 쉽습니다. Ianitelli는 "매장마다 다르며 툴링, 로봇, 소프트웨어 시스템 및 기타 모든 것에 많은 비용을 지출하기 전에 고려해야 할 변수가 많습니다."라고 설명했습니다. “그렇지만 많은 고객이 2년 만에 투자를 회수하고 다른 고객은 6개월 이내에 투자금을 회수합니다. 모든 것은 애플리케이션과 달성하려는 목표에 따라 다릅니다.”

탱크 버리기

Sodick Inc.(일리노이주 샴버그)의 마케팅 매니저인 Evan Syverson은 자동화 투자에 대한 방아쇠를 당기기 전에 철저한 교육을 받아야 한다고 매장에 경고합니다. “EDM은 이미 상당히 무인화된 프로세스입니다. 자동화는 이를 다음 단계로 끌어올릴 뿐입니다.”라고 그는 말했습니다. “중요한 것은 요구 사항을 평가하고 작업에 적합한 장비가 있는지 확인하는 것입니다. 나는 최근에 완전한 선형 생산 셀이 필요하다고 확신하는 매장을 방문했습니다. 실제로, 그들에게 필요한 것은 싱커에 전극을 공급하는 비교적 간단한 로봇이었습니다. 그들은 필요 이상으로 지출할 수 있었습니다.”

또한 오래된 EDM이 여전히 기계적으로 건전하고 로봇에 쉽게 접근할 수 있는 드롭 탱크와 같은 기능과 일부 원격 모니터링 수단이 있는 경우 상점에서 새 기계에 투자해야 하는 전제 조건도 아닙니다. 그런 다음, 반드시 자동화 폴더로 가져오십시오.

Syverson은 "원하는 모든 것을 자동화할 수 있지만 방금 문제가 발생했거나 상태가 무엇인지 알려주는 사람이 아무도 없다면 귀중한 기계 시간을 잃게 될 것입니다."라고 말했습니다. “이는 IIoT(산업용 사물 인터넷)가 큰 영향을 미치고 있는 영역 중 하나입니다. 이제 원격으로 장비를 관리하고, 작업을 예약하고, 모든 것을 더 잘 추적할 수 있습니다. 상점은 훨씬 더 유연하고 효율적으로 변하고 있으며 사람들에게 많은 기회를 제공하고 있습니다."

똑바르고 좁다

Syverson은 그의 고객에게 선형 제조 셀이 필요하지 않다는 것을 인식했지만 모든 EDM 매장에 해당되는 것은 아닙니다. Erowa Technology Inc.(일리노이주 알링턴 하이츠)의 지역 관리자인 Fred Holzmacher는 이러한 시스템에 투자해야 할 몇 가지 이유가 있다고 말했습니다.

"더 큰 금형 공장과 여러 장비를 자동화하려는 사람들은 선형 셀이 더 비용 효율적이라는 것을 알게 됩니다."라고 그는 말했습니다. “로봇을 계속 바쁘게 유지해야 하고 사이클 시간이 각 기계를 서비스하기에 충분히 길다고 가정하면 전체 투자가 줄어듭니다. 작게 시작하여 필요에 따라 한쪽 끝에 몇 피트의 트랙을 추가하여 추가할 수 있습니다. 싱커, 와이어, 전극 밀 등 동일한 툴링 플랫폼을 사용하는 모든 기계에서 동일한 로봇을 사용하는 것은 쉽습니다. 그리고 선형 셀은 일반적으로 셀 컨트롤러와 함께 제공되므로 스케줄링 유연성과 사용 편의성이 크게 향상됩니다.”

이 마지막 요점은 오늘날 거의 대부분의 숙련된 작업자를 찾기 위해 고군분투하는 상점에 특히 중요합니다. 셀 컨트롤러에는 정교한 소프트웨어가 탑재되어 있기 때문에 변화하는 작업 부하에 적응하는 것이 더 간단합니다. "당신의 고객이 방금 전화를 걸어 회선이 중단되었다고 말했고 교체 부품을 얼마나 빨리 받을 수 있는지 알고 싶어한다고 가정해 봅시다."라고 그는 설명했습니다. “셀 컨트롤러를 사용하면 화면에서 다음 작업을 잡고 원하는 곳에 놓기만 하면 됩니다. 나머지는 소프트웨어가 알아서 처리합니다.”

셀 컨트롤러가 없으면 이 일상적인 활동을 사람, 즉 어디에서 실행할 수 있는 작업을 이해하고 생산 현장으로 가서 로봇을 다시 프로그래밍하는 사람이 관리해야 합니다. 셀 컨트롤러를 사용하면 수십 또는 수백 개의 서로 다른 작업이 있는 생산 대기열을 쉽게 관리하고 값비싼 실수를 피할 수 있습니다.

Holzmacher는 "리니어 시스템을 사용하면 실제로 더 많은 비용을 얻을 수 있습니다. “컨트롤러 덕분에 표준 로봇보다 더 높은 수준의 지능을 얻을 수 있습니다. 작업을 더 오래 예약할 수 있고 어떤 시스템에서 어떤 작업을 언제 실행할지 쉽게 결정할 수 있습니다. 독립형 로봇이 제 자리를 차지하지 못한다는 말은 아닙니다. 우리는 여전히 많은 로봇을 판매하고 있습니다. 하지만 선형 시스템을 통해 다음 단계로 나아갈 수 있습니다.”

쿨에이드 마시기

Mark Cicchetti가 거기에 있었고 그렇게 했습니다. Absolute Machine Tools Inc.(오하이오주 로레인)에서 EDM 부서의 기술 이사로 일하기 전에 Cicchetti는 자신의 작업장을 운영했으며 그곳에서 현재 고객과 동일한 어려움을 겪었습니다. 그의 조언? 자동화를 추구하기 전에 프로세스를 최대한 완벽하게 만드십시오.

"우리는 작업장에 있는 모든 기계에 동일한 워크홀딩 시스템을 설치하는 것으로 시작했습니다."라고 그는 말했습니다. "와이어에서 싱커로, 밀에서 그라인더로, 선반에서 CMM으로 부품 또는 전극을 가져갈 수 있으며 위치를 변경하지 않고도 그렇게 할 수 있습니다."

표준화된 워크홀딩을 통해 Cicchetti와 그의 팀은 매월 약 600개의 모든 작업을 오프라인으로 CMM에서 사전 설정할 수 있었습니다. 이를 통해 제조 프로세스의 모든 단계에서 부품 피쳐가 CAD 데이터와 일치하는지 쉽게 확인할 수 있었습니다. 더 이상 검사 장치가 필요 없고 데이텀 포인트를 선택하는 데 시간을 낭비하지 않아도 됩니다. 이제 모든 것이 어디에 있는지 항상 알고 있었기 때문에 프로세스를 오프라인으로 시뮬레이션할 수 있었고 결과 프로그램과 오프셋은 공작 기계에 업로드할 준비가 된 깔끔한 패키지로 번들되었습니다.

결론은 다음과 같습니다. 표준화된 워크홀딩을 통해 Cicchetti는 자동화 없이 EDM 활용도를 연간 3,500시간에서 5,000시간 이상으로 늘릴 수 있었습니다.

"세 사람이 각각 2대의 기계를 설정하는 대신 한 사람이 6대의 기계를 설정하고 약 5분의 1의 시간으로 완료했습니다."라고 그는 말했습니다. "로봇 없이 이 모든 작업을 수행했습니다. 로봇이 있었다면 결과가 훨씬 더 좋았을 것입니다."

가장 먼저 해야 할 일

이 모든 것의 아이러니는 Cicchetti가 울타리 반대편에 있기 때문에 자신이 상점 소유자와 관리자에게 기계 활용도를 개선하고 자동화를 위해 작업하는 프로세스를 재고하도록 도전하고 있다는 것입니다. "기계를 판매하고 고객이 다음 해에 두 번째 기계를 다시 방문하도록 하는 것은 드문 일이 아닙니다."라고 그는 말했습니다. "그들이 3,500시간 밖에 걸리지 않았다고 말할 때, 저는 그들의 제조 공정을 자세히 살펴보는 것이 더 나은 생각일 수 있다고 제안합니다."

일반적으로 평균 사용률은 두 번째 시스템에서 떨어지고 세 번째 시스템에서는 훨씬 더 떨어진다고 Cicchetti는 설명합니다. 그러나 올바른 도구를 미리 채택하면 모든 것이 간소화됩니다. 이는 작업 현장에 규율을 부과하여 장비 활용을 극대화할 수 있는 길을 열어줍니다. 반복성이 보장됩니다. 자동화가 가능하다면 매장과 직원은 준비가 된 것입니다.

"기계를 추가하고 도구를 추가할 수 있지만 프로세스와 관련된 모든 사람의 책임을 최적화하지 않으면 결코 성공할 수 없습니다."라고 그는 말했습니다. “전체 문화가 바뀌어야 합니다. 비전, 패러다임 전환 없이 자동화된 제조로의 전환은 훨씬 더 어려울 것입니다. 그러나 그것을 달성할 수 있는 사람들에게 자동화는 홈런입니다.”