처음부터 자동화

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갠트리 장착 선반 동영상

현재 직업 상점에서 자동화를 고려하는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 일부의 경우 저비용 지역의 증가된 압력으로 인해 직접 노동 비용을 줄여야 합니다. 다른 사람들에게는 숙련된 노동력이 부족하여 로봇을 사용하여 기계를 싣고 내리도록 권장합니다. 자동화하는 이유는 노동과 전혀 관련이 없기 때문일 수 있습니다. 예를 들어 품질 문제는 로봇의 고유한 반복성을 매력적으로 만들 수 있습니다. 처음부터 시작하든 기존 제조 방식에서 전환하든 많은 매장에서 자동화의 이점을 누릴 수 있습니다. 그러나 정확한 방법에 대한 오해는 여전히 널리 퍼져 있습니다.

많은 상점 소유자는 자동화 구현에 안전하고 점진적인 접근 방식을 선호합니다. 그들은 부품 제품군에 적합한 시스템을 구입하고 이러한 부품을 셀에서 한 번에 하나씩 완성하는 것이 더 낫다고 생각합니다. 이 접근 방식을 통해 공장은 자동화 개념과 부품 배치, 프리젠테이션 및 프로그래밍과 같은 완벽한 문제를 생산으로 이동하기 전에 테스트할 수 있습니다. 자동화 기술을 개발하고 개선할 수 있으며, 매장이 수익원에 기여하기 위해 셀에 의존하기 전에 셀의 기능을 결정할 수 있습니다.

씨엔씨씨 Machine Products는 이동이 적은 도로를 선택하고 자동화에 대한 전면적인 접근 방식을 취했습니다. 이 공장은 가파른 학습 곡선에 직면하고 문제를 신속하게 해결해야 한다는 것을 깨달았음에도 불구하고 처음부터 부품의 자동화된 처리에 의존했습니다.

Greg Scheurich 사장이 이끄는 이 공장은 전 세계 거의 모든 산업 분야의 고객을 위해 내부 및 외부 베어링 레이스를 제작합니다. Fuji Machine America(일리노이주 버논 힐스)에서 최근에 한 쌍의 트윈 스핀들 로봇 장착 선반을 설치함으로써 회사가 외국 제조업체와 경쟁하여 린 제조 목표를 달성하는 데 도움이 되었습니다. 그것은 또한 상점의 자동화 약속의 또 다른 라운드를 완료합니다.

비즈니스에서 자동으로

Scheurich 씨의 주요 사업은 지역 전체에 걸쳐 도구를 사고파는 도구 유통업체였습니다. 그는 지역 상점을 돌아다니며 사람들이 다양한 유형의 부품을 가공할 자격이 있다고 생각되는 상점을 추천해달라고 요청한다는 것을 알게 되었습니다. 중개인으로서 Scheurich 씨는 고객을 공급업체와 연결했습니다. 어느 날, 이 지역의 주요 베어링 공급업체는 Scheurich 씨에게 기계를 구입하고 베어링 레이스를 직접 시작하자고 제안했습니다. 그래서 C.N.C.는 도구 유통업체 관계를 통해 기계 제품은 1988년에 태어났습니다

미주리 주 조플린 공장은 단일 스핀들 자동 선반 한 쌍으로 시작했습니다. 원래 기계 목록은 처음 두 개의 CNC 척커 기계를 구입한 원래 정당성을 상기시키기 위해 가게의 회의실 벽에 걸려 있습니다.

Scheurich는 처음부터 자동화된 전략을 찾아야 한다는 것이 분명하다고 느꼈습니다. "이것은 두 번째 사업이었기 때문에 우리는 그것이 우리의 주요 사업에서 산만해지는 것을 정말로 원하지 않았습니다."라고 그는 설명합니다. "프로세스가 자동으로 실행될 수 있을 만큼 충분히 좋아야 했습니다." 1988년 이래로 회사는 여러 차례 확장을 경험했습니다. Scheurich의 첫 번째 상점은 5,000평방피트에 불과했습니다. 두 번째 건물은 약 10,000평방피트였습니다. 세 번째는 이제 50,000제곱피트가 넘습니다.

1988년부터 2000년까지 비즈니스는 매우 빠르게 성장했으며 많은 성장통을 겪었습니다. 2000년에 회사는 성장을 통제하고 예측 가능성을 높이는 정책을 채택했습니다. Scheurich는 초기에 자동화의 몇 가지 과제에 대해 준비가 되어 있지 않았고 몇 가지 오해를 처리해야 했음을 인정합니다. 다음은 세 가지입니다.

오해 1:자동화는 비용이 너무 많이 듭니다. 씨엔씨씨 Machine Products는 첫 로봇 셀을 구입했을 때 사업을 시작한 지 불과 몇 년밖에 되지 않았습니다. Scheurich는 부품을 싣고 내리기 위해 갠트리 스타일의 로봇이 있는 수평 대향 이중 스핀들 선반을 제공하기 위해 얼마 동안 그를 찾아온 판매원을 회상합니다. 단일 스핀들 CNC 선반을 약 $80,000에 구입할 수 있었을 때 자동화 선반에 $320,000를 지불하는 것은 불가능해 보였습니다. (스핀들 2개만 있으면 가격은 4배가 됩니다.) 그 판매원은 잠재적인 고객이 전화했을 때 우연히 가게에 있었고 Scheurich 씨는 판매원에게 관련된 수량에 따라 부품을 인용하도록 허용했습니다. 가격이 경쟁력이 있고 5년 안에 기계 비용을 지불할 수 있다고 판단되었습니다.

Scheurich 씨는 잘못될 수 있는 많은 일들이 있었기 때문에 그 가게가 돈을 지불할 만큼 충분히 오랫동안 기계를 가동할 것이라고 생각하지 않았다고 인정합니다. "스프레드시트가 말한 것과는 별개로 내 직감은 나에게 다르게 말했다"고 그는 말합니다. 사실 Scheurich 씨의 현실은 기계가 5년보다 훨씬 빨리 지불된다는 것이었습니다. 또한 첫 번째 시스템이 설치되고 실행된 후 첫 번째 시스템이 몇 달 안에 두 번째 시스템이 설치되었습니다. 자동화 기계는 초기 비용이 자동화되지 않은 기계보다 비쌌지만, 늘어난 용량과 생산성 증가의 이점은 장기적으로 더 큰 이익과 더 큰 처리량을 가져왔습니다.

오해 2 - 자동화로 인해 근로자가 일자리를 잃습니다. 일부 상점은 부품 비용의 직접 노동 부분을 줄이기 위해 자동화로 전환합니다. 로봇 사용은 직접 노동을 줄이는 데 도움이 되지만 C.N.C. Machine Products는 주로 용량을 늘리기 위해 자동화로 눈을 돌렸습니다. Scheurich씨는 "우리 선반의 로봇 자동화는 해고를 일으키지 않았습니다."라고 말합니다. "한때는 우리가 충분히 사용할 수 있는 것보다 더 많은 사람들이 있었지만 수요가 빠르게 따라잡았습니다." 작업장에서의 자동화는 작업자가 부품을 측정하고 인서트를 날카롭게 유지하며 기계를 유지 관리하는 데 더 많은 시간을 할애할 수 있음을 의미합니다.

이 매장의 부사장이자 제조 관리자인 Gary Hoofnagle은 자동화로 매장이 성장할 수 있었지만 헌신적인 사람들이 없었다면 이러한 성장은 불가능했을 것이라고 믿습니다. Hoofnagle 씨는 자동화가 사람을 돕고 사람이 자동화를 돕는다고 생각합니다. 그는 사람들이 다양한 조건에 적응하는 데 기계보다 더 능숙하고 반복적인 작업에는 기계가 사람보다 더 적합하다고 믿습니다. 그는 두 가지가 적절하게 결합될 때 결과는 성공적이고 효율적인 자동화라고 말합니다.

오해 3 - 자동화는 대용량에만 적합합니다. 씨엔씨씨 Machine Products는 연간 총 250,000개의 베어링 레이스를 포함하는 안정적인 공급업체로부터 몇 가지 계약을 위해 최초의 자동화 기계를 구입했습니다. 그러나 수년간의 자동화 경험을 통해 회사는 연간 약 5,000개 부품에 불과한 소량 주문으로 수익성을 높였습니다. 그때부터 지금까지 Scheurich 씨가 소량의 부품 제품군을 위해 단일 부품 번호에서 대량으로 교환할 용의가 있다는 점을 제외하고는 새 기계를 정당화할 때 달라진 것이 없습니다. 자동화 사용의 개선으로 그는 3년 계약과 5,000에서 100,000 사이의 주문을 수락하고 여전히 수익성을 유지할 수 있습니다.
일부 상점에서는 돈을 벌기 때문에 기계를 잡으려고하지만 C.N.C. 기계 제품에는 다른 접근 방식이 있습니다. 처음부터 Scheurich 씨는 기계를 5년 동안만 사용할 계획이었습니다. 오늘날 그는 기계 및 전기 설계의 발전으로 기계 신뢰성이 향상되었기 때문에 기간을 7년 또는 8년으로 연장할 수 있습니다. 당사는 기계의 잔존 가치를 극대화하고 정확도를 유지하기 위해 주기적으로 구형 모델을 새 모델로 교체합니다. 이것은 또한 정기적으로 프로세스를 검토하고 직원이 현재 기술에 관여하도록 할 수 있는 기회를 제공합니다. 이 작업장에서 방정식의 사람 측면을 개발하는 것은 자동화를 유연하고 수익성 있게 만드는 중요한 단계입니다.

혜택

이 공장이 처음부터 자동화를 수용하여 혜택을 받은 한 가지 방법은 생산성이 전반적으로 향상되었다는 것입니다. Hoofnagle 씨는 한 작업자가 관리하는 자동화가 없는 한 쌍의 단일 스핀들 선반이 작업자에 따라 50~65%의 스핀들 활용도를 보였다고 추정합니다. 반면에 2대의 자동화 기계(4개의 스핀들)를 배치하면 80~90% 범위의 스핀들 활용도를 제공합니다.

이 경우 기계는 운전자의 속도를 조절하지만 그 반대는 아닙니다. 로봇은 작업대에서 선반의 척으로 슬러그 또는 링을 로드합니다. 처리가 완료되면 로봇은 척에서 완성된 부품을 가져와 기계의 다른 쪽 끝에 있는 작은 컨베이어에 떨어뜨립니다. 형성되는 부품 라인은 완성된 부품을 순서대로 유지합니다. 이는 공정 변경을 완료할 때 유용할 수 있으며 작업자의 대기열 역할을 하여 열처리 부서로 보내기 전에 모든 부품을 확인할 수 있습니다. 작업자는 적재 테이블이 가득 차 있고 하역 램프가 비어 있는 것을 자랑스럽게 생각합니다. 이것은 Hoofnagle 씨가 갠트리 장착 선반이 사용되는 곳을 알아차렸다고 말합니다.

Scheurich 씨가 재고 부족이 작업 일정을 방해하지 않도록 돕기 위해 한 일은 현장에서 충분한 재고 공급을 유지하는 것입니다. 이 관행은 추가 인벤토리로 레이블을 지정하는 일부 사람들에게 권장되지 않을 수 있습니다. 그러나 Scheurich는 주식을 자신의 사업처럼 취급합니다. 그는 기회가 생겼을 때 사고 필요할 때 자신과 다른 사람들에게 판다. 이는 자재 부족으로 인해 가동이 중단될 때 라인을 계속 가동하는 데 도움이 되었습니다.

작업 센터의 생산성을 높이는 것 외에도 잘 설계된 자동화의 또 다른 이점은 용량이 증가한다는 것입니다. 자동화된 프로세스가 보다 자연스럽고 신뢰할 수 있게 되면 교대 근무가 끝날 때 기계를 무인으로 실행할 수 있는 시간이 늘어납니다. 셀에 다른 기계를 추가하면 더 많은 부품에 직접 및 간접 노동이 분산되고 비용이 감소하기 시작합니다. 최고의 자동화 직업 상점은 주당 40시간 또는 80시간을 보지 않습니다. 그들은 가능한 168시간을 봅니다(오퍼레이터가 아니라 기계에만 해당). 항상 올바른 일을 하도록 기계를 신뢰하는 것이 이러한 수준의 성능을 달성하기 위한 첫 번째 단계입니다.

자동화에는 품질 지표 개선이라는 흥미로운 부수적인 이점도 있습니다. 기계는 매번 똑같은 일을 하기 때문에 공정 결함이 빨리 드러납니다. 기계는 인간 작업자가 이러한 조건을 완화하도록 설계되지 않는 한 무의식적으로 수행하는 작은 일을 하지 않습니다. 예를 들어, 칩이 매번 깨지도록 생각해야 합니다. 칩 새 둥지는 인간이 탑재된 기계 세포가 제거하기 위해 너무 열심히 노력하지 않는 것입니다. 멈출 수 없는 것으로 간주되며 어쨌든 부품을 로드할 때 작업자가 도구를 청소할 것이므로 왜 귀찮게 합니까? 그러나 자동화된 셀에서는 칩 형성 및 배출을 예리한 사전 고려가 이루어져야 합니다. 후지 TNW-3500R 기계 C.N.C. 최근에 설치된 기계 제품은 이러한 상황에 대한 혁신적인 접근 방식을 취합니다. 기계는 스핀들 관통 냉각제와 프로그래밍된 공기 분사를 조합하여 부품을 세척하고 척을 세척합니다. 또한 플립 스테이션을 사용하여 한 작업에서 다른 작업으로 부품을 여러 번 돌립니다. 이로 인해 플립 중에 부품에서 나머지 칩이 떨어집니다. 부품을 교환하기 위해 만나는 스핀들이 있는 기계에는 일반적으로 이 기능이 없습니다.

인력 부족 - 바닥은 어디인가?

이러한 이점 외에도 직기를 자동화해야 하는 또 다른 이유가 있습니다. 어떤 사람들에게는 노동력 부족 문제가 현재 존재합니다. 필요한 교환원과 사용 가능한 교환원 사이의 격차가 매일 벌어지고 있습니다. Tooling U(www.toolingu.com)와 같은 기관은 격차를 줄이는 데 도움이 되는 온라인 교육 리소스를 제공합니다. 또한 많은 공작 기계 제조업체는 사용자가 최적의 성능을 위해 직원을 교육할 수 있도록 시간과 돈을 투자했습니다. 하지만 공석에 지원할 사람이 아무도 없는 날이 오면 어떻게 될까요? 최근 노동부 통계에 따르면 지금부터 2015년 사이에 약 4천만 명의 "베이비 붐 세대"가 은퇴할 것이며 1,100만 명의 대체 세대만이 시장에 진입할 것입니다. 자동화를 통해 심각한 노동력 부족에 대비하면 이 제한된 노동력을 미래에 생계를 꾸릴 수 있을 만큼 충분히 늘릴 수 있습니다.

여행하지 마세요

Scheurich 씨와 Hoofnagle 씨는 자동화를 고려하는 상점들에게 자동화를 결정하기 전에 수동 프로세스를 주의 깊게 살펴보아야 한다고 경고합니다. 어떤 경우에는 수동 프로세스가 매우 안정적이지 않고 어쨌든 업데이트가 필요합니다. 수동 프로세스가 자동화에 적합하다고 가정하지 마십시오. 필요한 경우 깨끗한 종이로 시작하고 계속 진행하기로 결정하기 전에 자동화 프로세스를 평가하십시오. 기계, 고정 장치 및 절삭 공구 피드 및 속도에서 사용 가능한 모든 개선 사항을 조사하여 자동화에 최고의 성공 기회를 제공하십시오. 공구 수명 관리, 중복 공구 및 공정 중 측정과 같은 기계 제어의 모든 고급 기능을 활용하십시오. “자동화는 C.N.C.에서 잘 작동합니다. 부품이 프로세스와 일치하고 프로세스가 장비와 잘 작동하기 때문에 제품이 생산됩니다.”라고 Hoofnagle은 말합니다.