Die fabrikant omarmt IIoT om over te gaan op kortere productie

American Punch Co. (Euclid, Ohio), een leverancier van stempels en matrijs voor zowel zware stempelmarkten zoals de bouw als kleinere markten zoals de auto-industrie, moet gelijke tred houden met zijn klantenbestand. Dit betekende een verschuiving van de productie van grote volumes naar het effectief bewerken van kleinere series met kortere doorlooptijden om te voldoen aan just-in-time leveringsorders die vereist zijn door de implementatie van lean-strategieën door zijn klanten. Zoals te verwachten is, heeft aanpassing aan deze eisen creëerde zijn eigen reeks uitdagingen, waaronder het vinden van manieren om de kosten laag te houden ondanks het potentieel voor een grotere arbeidsbetrokkenheid.

Geconfronteerd met deze problemen begon productie-ingenieur Brian Cain in 2012 met het opnieuw evalueren van de productieprocessen van het bedrijf. Een bezoek aan de International Manufacturing Technology Show (IMTS) dat jaar bracht dhr. Cain in contact met LNS, wiens e-Connect-systeem American Punch introduceerde. naar het Industrial Internet of Things (IIoT) en een manier om programmawisselingen tussen staafaanvoer en draaibank te automatiseren.

Op zoek naar een manier om over te stappen naar kortere productieruns

Terwijl de uiterst nauwkeurige ponsen en matrijzen van American Punch goed werden ontvangen door zijn klanten, was het productieproces afgestemd op standaardproductiepraktijken die honderden van een enkel onderdeel produceren, in plaats van de kleinere partijen van vijf, 10 of 20 stuks die steeds meer door klanten worden gevraagd .

"Korte runs als deze vereisen meerdere instellingen en meer aandacht van de machinist, wat natuurlijk tijd en arbeidskosten met zich meebrengt voor de onderdelen", zegt dhr. Cain. “Een alternatief is om langere runs te maken en de afgewerkte producten op te slaan totdat de klant ze wil hebben. Hoewel we voor bepaalde klanten een aantal onderdelen met een hoge omzet op voorraad hebben, vereist het toevoegen van veel van deze onderdelen met een lager volume extra werkkapitaal, is er meer vloeroppervlak nodig en neemt ons werk in uitvoering toe. Dus ging ik op zoek naar manieren om deze kleine oplagen efficiënter te maken. We gebruikten al een automatische staafaanvoer om materiaal in onze CNC-machines te laden, wat goed werkte voor productie van grote volumes, maar niet voor de kortere runs die onze klanten wilden. Elke keer dat we overgingen op een nieuw onderdeel, moesten we een ander programma oproepen op zowel de draaimachine als de staafaanvoer.”

Een oplossing tegenkomen bij IMTS

De heer Cain had besloten dat de ideale oplossing erin bestond een familie van vergelijkbare onderdelen met verschillende lengtes en kenmerken samen te voegen en ze vervolgens allemaal tegelijk te laten draaien met één opstelling. Niemand met wie hij op de beurs sprak, kon echter een goede manier bedenken om meerdere onderdelen van barstock in één opstelling te laten werken.

Daarna bezocht hij de stand van LNS America Inc. en besprak zijn behoeften met systeemsoftware en controlemanager Randy Lewis. Ze bespraken het e-Connect ethernet-communicatiesysteem, waarmee de staafaanvoer en de CNC-machinebesturing gegevens kunnen delen.

Wanneer e-Connect en de CNC-machine met elkaar "praten" met elkaar, kan de eerste het productieschema bekijken na voltooiing van een onderdeelrun om het volgende te produceren onderdeel te selecteren, en deze gegevens vervolgens doorgeven aan de staafaanvoer . De staafaanvoer raadpleegt de interne onderdelenbibliotheek waarin alle staafaanvoerparameters voor maar liefst 500 onderdeelprogramma's zijn opgeslagen, selecteert het programma dat overeenkomt met het programma dat is gekozen door het hoofdschema en past zich vervolgens automatisch aan het nieuwe programma aan.

Dit was precies de oplossing waar meneer Cain naar op zoek was. "Ik heb geleerd dat we ons op de begane grond bevonden van dit soort gegevensuitwisseling dat nu meer wijdverspreid wordt", zegt hij. Op dat moment waren de machines van dhr. Cain nog niet klaar om gegevens te delen, dus werkte LNS samen met de leverancier van machinegereedschappen van American Punch en de fabrikant van originele apparatuur om ze op snelheid te brengen.

De connectiviteit van werktuigmachines aan het werk zetten

In die toepassing bevond het e-Connect-systeem zich in de LNS Quick Load Servo 80 S2:een volledig elektrische, servogestuurde, volautomatische staafaanvoer met spindellengte die 14- tot 63-inch staven laadt met een diameter van ¼ tot 3 ¹ /₈ inches. De Amerikaanse ponsmachine-operator zou de staafaanvoer laden met 1 ½-inch gereedschapsstalen staafmateriaal en een macroprogramma uitvoeren waarmee de draaibankbesturing en de staafaanvoer onmiddellijk van de ene familie van onderdelen naar de andere kunnen veranderen.

Een typische opstelling omvat het laden van het staafmateriaal met de juiste diameter om verschillende hoeveelheden onderdelen van verschillende lengtes te maken. Het zou bijvoorbeeld staven met een diameter van 1 -inch gebruiken om 50 onderdelen te produceren van 2.500 inch lang, 10 onderdelen van 3.025 inch lang, 75 onderdelen van 3.500 inch lang enzovoort. De onderdelen kunnen ook in vorm variëren. Deze opstelling maakte onbeheerde, zelfs uitlichtende productie mogelijk bij kleine oplagen van onderdelen.

Vandaag de dag, met vier werkcellen die het LNS e-Connect-systeem en staafaanvoer gebruiken, verwerkt American Punch meer dan 300.000 onderdelen per maand en is bezig met het toevoegen van extra capaciteit om aan de eisen van de klant te voldoen. De nieuwste werkcel bestaat uit een LNS Quick Load Servo 80 S2 staafaanvoer die het stafmateriaal laadt in een Doosan Puma 2100SY draaicentrum dat kan frezen, boren en tappen. Naast de interface met de LNS-staafaanvoer, communiceert de CNC van de machine ook met een programmeerbaar hogedruksysteem om de precieze hoeveelheid koelmiddel toe te passen voor elke bewerking.

Een ander voordeel van het e-Connect-systeem is minder materiaalverspilling. Naast het opslaan van de staafaanvoerparameters voor elk van de onderdeelprogramma's, volgt e-Connect het materiaalgebruik en communiceert deze informatie naar de bewerkingsmachine. Het hoofdschema kijkt naar de hoeveelheid beschikbaar materiaal en de lengtes van onderdelen in de productiewachtrij om te bepalen of er voldoende materiaal is om de vereiste hoeveelheid van een bepaald onderdeel uit te voeren. Als er niet genoeg materiaal is voor de hele run, bepaalt het systeem de lengte van een eventueel restant, roept het volgende onderdeel in het schema op dat past bij de resterende voorraad, en de draaibank en staafaanvoer passen zich automatisch aan om het nieuwe onderdeel te maken. Zodra de staaf is gebruikt, laadt de staafaanvoer de volgende staaf en het systeem herhaalt het proces totdat alle geplande onderdelen zijn gemaakt.

"Deze werkcellen hebben onze kosten per onderdeel aanzienlijk verbeterd door onbeheerde werking en door een arbeidsvrije nachtploeg toe te voegen", zegt dhr. Cain en voegt eraan toe:"We hebben niet alleen het probleem met de levertijd opgelost, maar we hebben onze capaciteit uitgebreid om extra werk op zich te nemen.”