Een onconventionele benadering van productie met meerdere assen

Wanneer een winkel op de markt is voor werktuigmachines, kan deze afhankelijk zijn van de experts voor begeleiding. De fabrikanten van werktuigmachines kennen hun apparatuur en de mogelijkheden ervan; ze moeten kunnen bepalen voor welke toepassingen het het meest geschikt is en voor welke toepassingen het kan mislukken.

Otto Engineering Inc. uit Carpentersville, Illinois denkt echter buiten de gebaande paden en daagt zijn leveranciers graag uit met nieuwe benaderingen van traditionele praktijken. Productiebewerking vertelde het verhaal van Otto 15 jaar geleden. Deze follow-up toont een dubbele inzet op het succes dat het bedrijf heeft behaald met wat ooit zo'n radicaal plan was dat de leverancier zelfs terughoudend was om de machine te verkopen. Hoewel het gebruik van een CNC-multi voor kleine partijen misschien niet ongehoord is, is het voor de meesten buiten de organisatie verrassend om de machine voor dat specifieke doel te kopen en enorm succes te hebben met de strategie.

Onder controle

Otto is in 1961 opgericht voor de ontwikkeling en productie van schakelaarproducten en communicatieaccessoires voor veeleisende toepassingen. Oorspronkelijk produceerde de afdeling bedieningselementen draai- en drukknopschakelaars, maar biedt nu een uitgebreide lijn bedieningsschakelaars, tuimelschakelaars en handgrepen. Het verkoopt zijn producten aan de militaire, ruimtevaart-, landbouw-, bouw- en andere industrieën. Een van de huidige projecten van het bedrijf betreft de productie van schakelaars voor NASA's Orion-project, dat de mogelijkheid onderzoekt om binnen het volgende decennium mensen naar Mars te sturen.

In 2004 kocht Otto via het technische centrum van DMG MORI USA Inc. in Chicago een Gildemeister GMC 35 ISM CNC-multi met zes assen. Het was een grote aankoop die bedoeld was om de doorvoer te verminderen en flexibiliteit op de werkvloer toe te voegen. Zoals je zou verwachten, kunnen voor sommige onderdelen van de Gildemeister wel 10.000 werkstukken of meer nodig zijn; dat is niet verwonderlijk. Maar wat veel ongebruikelijker is, is dat het bedrijf ook niet zal aarzelen om runs te maken die slechts 50, 25 of zelfs vijf - ja, vijf delen nodig hebben; en het is een machine met zes assen, dus een extra deel moet worden gemaakt. De enige manier waarop een winkel succes kan hebben met het draaien van zulke kleine hoeveelheden, is door de insteltijden te minimaliseren. De gemiddelde oplage ligt tussen 200 en 1.000, wat ongeveer twee tot zes uur productietijd vereist.

Hoewel multi-spindels erom bekend staan ​​dat ze lange setups nodig hebben, heeft Otto een manier gevonden om tegen die trend in te gaan, door de gemiddelde setup-tijden op de Gildemeister op slechts ongeveer 15 minuten te houden. Afhankelijk van de planning, zal de machine op sommige dagen maar liefst zes keer in een dienst van negen uur worden ingesteld, terwijl op andere dagen een enkele taak de hele dag kan worden uitgevoerd.

Waarom het werkt

Sinds Otto de machine heeft gekocht, heeft Tom Secreto, winkelchef, er 412 verschillende onderdelen voor geprogrammeerd, bestaande uit zeven verschillende onderdeelfamilies en een gemiddelde looptijd van 16 seconden per onderdeel. Hij beheert deze taken met een gereedschapsbibliotheek van slechts 13 verschillende frontale boren, 16 verschillende frontale en backworking ID-draaigereedschappen, 10 verschillende drum-side OD-draaigereedschappen en zes verschillende freesgereedschappen, voor een totaal van 45 gereedschappen die in en uit worden uitgewisseld. de machine.

Voor alle onderdelen wordt alleen aluminium stafmateriaal met dezelfde diameter gebruikt. De onderdelen variëren van 0,875 inch tot 0,16 inch diameter. Om de extra kosten van verspild materiaal bij het verwerken van onderdelen met een kleinere diameter te compenseren, hanteert Otto strikte normen voor het leveren van schone, olievrije chips aan zijn recyclingbedrijf. Het elimineren van de noodzaak om de machine over te schakelen naar andere staafdiameters levert aanzienlijke tijdbesparingen op bij het instellen.

Alle gereedschappen zijn snel te wisselen en alle gereedschappen zijn vooraf ingesteld. De Siemens-besturing, met meer dan voldoende gereedschapsoffsets voor elke locatie, zorgt voor een eenvoudige instelling van alle geometrieoffsets voor elk gereedschap. Een typische opstelling bestaat uit het laten vallen van vier of vijf gereedschappen in de machine, het laden van het programma voor het gewenste onderdeel en het wisselen van een pick-off spantang. Er wordt extra tijd genomen in de programmeerfase om ervoor te zorgen dat deze perfect past bij de simulatie. De operator kan simpelweg op cyclusstart drukken en vertrouwen hebben in de nauwkeurigheid van het eerste onderdeel.

Mr. Secreto weet welke onderdelen de volgende keer op de machine zullen draaien, en hij laat de setup wachten. Alle vooraf ingestelde gereedschappen en alles wat nodig is voor de installatie worden bewaard in een kast naast de machine. Machinewerkplaatsmanager John Lang legt uit dat een van de uitdagingen van de multi-spindel het instellen van de afstand tussen de subspil en de pick-offs is, die de totale lengte van het onderdeel bepaalt. De strategie van Otto is om de indicator in de machine te monteren. Afhankelijk van het vorige deel, toont de indicator de precieze aanpassingen die nodig zijn voor het volgende. Er is misschien maar 180 duizendste verschil tussen de twee delen, maar de aanpassingen worden precies gemaakt, "plus of min niets", om ervoor te zorgen dat het volgende deel de eerste keer correct wordt gemaakt.

De truc is dat Otto, in plaats van de typische strategie om families van onderdelen te beschouwen, naar families van gereedschappen kijkt en een creatieve benadering van programmeren hanteert. Ze kijken naar de bestaande gereedschappen en zien welke onderdelen daarbij passen, zelfs als er extra sneden in het onderdeel nodig zijn om de vorm te maken, waardoor een minimale hoeveelheid cyclustijd wordt toegevoegd. "In de meeste gevallen is er op een multi-spil al vrije tijd omdat de cyclustijd afhankelijk is van de langste bewerking of glijbaan", zegt dhr. Secreto. “Als dia 6 bijvoorbeeld 18 seconden is, en dat is de langste, dan is de cyclus 18 seconden. Misschien is dia 2 een ruwe saaie operatie, en het is slechts 12 seconden. Er kunnen dan nog zes seconden voorbewerking aan dia 2 worden toegevoegd zonder de totale cyclustijd te beïnvloeden.” Het toevoegen van tools aan de bibliotheek is een laatste redmiddel en wordt bijna nooit gedaan.

Kwantificeerbare voordelen

"We verdienen eigenlijk meer geld met de schakelaars die we produceren als we kleinere partijen hebben", zegt de heer Lang. “De marge is veel hoger. De meeste andere winkels zouden moeite hebben om de cyclustijd op 15 seconden te houden op een werkstuk met zoveel geometrie als we erin stoppen."

Hij zegt dat dergelijke onderdelen op een standaarddraaibank wel twee minuten kunnen duren, en de installatie zou drie tot vijf uur duren. De multi's doen het ongeveer zeven keer beter in cyclustijd dan een conventionele CNC-draaibank. Dhr. Lang weet het omdat Otto al deze onderdelen vroeger op conventionele CNC-draaibanken maakte. De opbrengst van de investering in de Gildemeister heeft een belangrijke rol gespeeld in het aanhoudende succes van het bedrijf. De heer Lang herinnert zich dat toen hij bij Otto begon, het een bedrijf van $ 5 miljoen was. Het is nu een bedrijf van 130 miljoen dollar, dat gestaag groeit (inclusief 15 procent in 2018) sinds de installatie van de machine.

Omdat Otto door de korte oplagen en insteltijden de onderdelen zo snel kan leveren, gebruikt hij de machine eigenlijk als voorraadkamer of inventaris. Het bedrijf houdt geen overtollige voorraad aan. Zelfs als er een grote bestelling binnenkomt van 5.000 of 10.000 stuks, kunnen ze ze de volgende dag al hebben. Op een conventionele CNC-draaibank zou het een week duren. Zelfs als meerdere draaibanken de onderdelen zouden draaien, zou het nog langer duren vanwege de extra instellingen. De klanten waarderen de doorlooptijd ook omdat ze niet hoeven na te denken over vooraf bestellen. Het verkoopteam laat de bestellingen vallen en krijgt onmiddellijk een reactie in de productie.

Wat nu

Naast zijn CNC-bewerkingscapaciteiten, doet Otto ook spuitgieten, stempelen, kabelassemblage en kabelovergieten, en heeft hij nu ongeveer 575 mensen in dienst. Het heeft onlangs ook een gereedschaps- en matrijzenbedrijf gekocht. Om de gevolgen van het groeiende tekort aan arbeidskrachten tegen te gaan, neemt het bedrijf direct van de middelbare school twee leerlingen per jaar aan. Deze leerlingen brengen tijd door bij de Tooling and Manufacturing Association in Illinois en vestigen zich vervolgens bij Otto als machinist, modelmaker, matrijzenmaker of specialist in gereedschap en matrijs, afhankelijk van hun sterke punten. Dhr. Lang zegt:“Vijf jaar geleden hebben we een rapport uitgebracht waarin werd geconcludeerd dat binnen tien jaar (vijf jaar vanaf nu) de helft van ons personeelsbestand met pensioen zal gaan. Dat probleem moeten we oplossen. Door nieuw, jong talent binnen te halen, samen met het eersteklas personeel van het tool and die-bedrijf, maken we vooruitgang om toekomstige behoeften te dekken."

Ondanks alle zorgen over de werkgelegenheid, blijft het bedrijf snel groeien. Het is bezig met de bouw van een nieuw technisch centrum van 100.000 vierkante meter, dat naar verwachting in juni zal worden geopend, dat een groot deel van de CNC-bewerkings- en stempelbewerkingen zal huisvesten. Met dat gebouw komt een nieuwe Gildemeister, bijna identiek aan het huidige van het bedrijf. Die machine is nu in assemblage, gepland voor levering in juni.

De huidige multi heeft sinds zijn begindagen op de winkelvloer bijna zijn capaciteit bereikt. Zodra de nieuwe machine binnenkomt, heeft Otto meer flexibiliteit om verschillende bewerkingsstrategieën uit te proberen. Een overweging is om de nieuwe machine meerdere onderdeeldiameters te laten verwerken tussen 7/8” en een inch en een 16 ^de . "Het verwisselen van staafmaten duurt ongeveer een halve dag, dus daar zijn we over het algemeen vanaf gebleven", zegt dhr. Lang. "Maar we krijgen de kans om de dingen weer anders te bekijken en we zullen nog meer onderdelen van de conventionele CNC-draaibanken verplaatsen."

Otto heeft veel succes gehad met de GMC 35 ISM, waarbij hij op een multi-spil werkt wat als korte runs wordt beschouwd en veel setups. Het heeft goed gewerkt door snel onderdelen te leveren en in feite de machine te gebruiken om een ​​voorraadkamer te vervangen voor inventaris. De machine heeft opmerkelijk weinig onderhoud nodig gehad. De lantaarnplaten zijn nog origineel en hebben geen verbouwing nodig gehad. Na meer dan 73.000 uur productie was het enige onderhoud dat de machine nodig had, te maken met elektrische aandrijvingen, kabels en de staafaanvoer. Otto voorziet dezelfde resultaten van de nieuwe machine en kijkt uit naar aanhoudende groei, gedreven door de creativiteit die tot nu toe de basis heeft gelegd.

Ga voor meer informatie van Otto Engineering Inc. naar ottoexcellence.com of bel 847-428-7171.