Winkel wortelt in lange insteltijden met geavanceerde automatisering

Basin Precision Machining LLC verhoogt de kwaliteit door gebruik te maken van een efficiënt stroomproductiesysteem uit één stuk op de werkvloer.

Erik Anderson, president en CEO van Basin Precision Machining LLC, heeft vastgesteld dat opstellingen de oorzaak zijn van alle kwaad als het gaat om productieproductiviteit. Ze veroorzaken onderdeelvariaties, uitvaltijd en hoge uitvalpercentages. En net als veel andere winkels, stond ook Basin voor de uitdaging van lange en complexe taakopstellingen - totdat de in Jefferson, WI gevestigde winkel terugvecht met automatisering.

Basin beschouwt zichzelf als een relatief onconventionele winkel vanwege zijn extreme obsessie voor kwaliteit, lean manufacturing en zeer efficiënte single-piece flow-productie over de hele winkelvloer. Maar nergens is deze onconventionaliteit duidelijker dan bij het gebruik van automatisering door het bedrijf binnen een high-mix/low-volume productieomgeving, in tegenstelling tot het typische high-volume scenario.

Om zijn speciale high-mix/low-volume productieautomatisering te realiseren, vertrouwt Basin op productiecellen die bestaan ​​uit de nieuwste, meest geavanceerde machinegereedschaptechnologie, gewapend met de grootst mogelijke opslagcapaciteit voor gereedschap en digitale connectiviteit - een combinatie die insteltijden in feite heeft geëlimineerd.

Als een machinewerkplaats voor precisiecontracten bedient Basin de olie- en gas-, ruimtevaart-, recreatievoertuigen- en hydraulische markten. Tot haar klanten behoren onder meer het olie- en gasbedrijf FHE USA LLC, de fabrikant van cartridgekleppen HydraForce Inc. en motorfiets OEM Harley-Davidson Inc.

In sommige gevallen zal de winkel ongeveer 250 versies van een onderdeel voor één klant produceren. De bijbehorende werkpartijgroottes kunnen variëren van vijf tot 500 stuks, wat volgens Anderson neerkomt op ongeveer 80 opstellingen per maand om van de ene versie naar de andere over te schakelen. Deze tijdrovende en arbeidsintensieve opstellingen vereisen bekwame personen die meer dan 100 gereedschapsopstellingen, gecompliceerde meerzijdige opspanningen en complexe onderdelen begrijpen.

Met een van zijn grootste geautomatiseerde productiecellen kan Basin op elk moment ongeveer 200 onderdeelnummers instellen. De cel stelt de winkel in staat om één keer taken in te stellen, ze in de cel te laten en ze uit te voeren wanneer dat nodig is. De cel is gehuisvest in een nieuwe aanbouw van 2.090 m2 en produceert voornamelijk hydraulische spruitstukken. De cel bestaat uit zes Mazak HCN-5000 horizontale bewerkingscentra in een Mazak Palletech-systeem met drie niveaus, 120 pallets en drie laadstations. Voor een maximale gereedschapscapaciteit is elk bewerkingscentrum gekoppeld aan een Mazak Tool Hive die elk 348 gereedschappen kan bevatten voor een celtotaal van 2.088 gereedschappen.

Grote gereedschapscapaciteiten dragen volgens Anderson aanzienlijk bij aan het verminderen van de installatie, omdat ze de werkplaats in staat stellen gereedschap opgesteld te laten terwijl cellen van het ene onderdeel naar het andere overschakelen. In de meeste gevallen is er genoeg gereedschap voor een enkele machine om een ​​dozijn verschillende onderdeelnummers uit drie maten ruw voorraadmateriaal te gebruiken.

Vorig jaar deed de winkel ongeveer $ 11 miljoen aan hydraulische spruitstukwerkzaamheden aan 15 zelfstandige machines die door 32 mensen werden bediend. Alleen al met het ene nieuwe Mazak-systeem kan Basin nu ongeveer $ 9,5 miljoen aan werk verwerken met slechts zes machines en zes mensen die 90% produceren van wat het voorheen deed.

De HCN-5000's hebben allemaal Mazak's Mazatrol SmoothG-bedieningselementen, die gebruiksvriendelijk zijn en snelle, zeer nauwkeurige bewerkingen leveren. Direct aangedreven draaitafels en twee-palletwisselaars zijn standaard op de machines. Deze eenvoudige en efficiënte automatiseringsfunctie verhoogt de productiviteit doordat de Palletech railgeleide robot één pallet kan laden of lossen terwijl de machine blijft werken aan een onderdeel dat op de andere pallet is bevestigd.

Voor verdere procesoptimalisatie is elk van de HCN-5000's van de cel uitgerust met een Mazak SmartBox, een lanceerplatform dat Basin een gemakkelijke en veilige toegang geeft tot het Industrial Internet of Things (IIoT). Met MTConnect-technologie als basis, vergemakkelijkt de open-protocol SmartBox de connectiviteit van de machines en apparaten in de winkel, terwijl verbeterde monitoring- en analytische mogelijkheden mogelijk zijn.

Volgens Anderson heeft Basin de SmartBoxen geïnstalleerd om de algehele effectiviteit van de apparatuur (OEE) te bewaken en uiteindelijk te communiceren met het ERP-systeem van de winkel. Momenteel dragen de Mazak SmartBoxen gereedschapsgegevens over, via RFID-chips, van Basin's gereedschapsvoorinstellingen naar de machines. Maar hij zei dat de winkel uiteindelijk de apparatuur zal detecteren, zodat het de Mazak SmartBoxen kan gebruiken voor preventief onderhoud en het bewaken van kritieke systemen op de machines.

Een andere recent toegevoegde geautomatiseerde productiecel in Basin is gecentreerd op een Mazak HCN-8800 horizontaal bewerkingscentrum en een gereedschapskorf met 348 gereedschappen in een Palletech-systeem met zes pallets. De cel produceert voornamelijk componenten voor een olie- en gasindustriesysteem voor het bevestigen van apparatuur aan bronkoppen, FHE's RigLock.

Naast de HCN-8800 produceert Basin ook componenten voor het RigLock-systeem met een Mazak Integrex i-630V/6 multitaskingmachine, een vijfassige oplossing met krachtige draai- en freesspindels ontworpen voor zware bewerkingen. De machine verwerkt RigLock-lichamen met een diameter van 20″ (508 mm), een gewicht van 1.200 lb en zijn gemaakt van staal met een hardheid van Rc 32. Deze onderdelen gebruiken om een ​​andere leverancier zes bewerkingen en 55 dagen totale verwerkingstijd te nemen; Basin voltooit ze nu in iets meer dan zeven uur met slechts één bewerking op de Integrex i-630V/6.

Voor deze onderdelen is het proces volgens Anderson veel gemakkelijker als het in één handeling kan worden gedaan. "Hiermee kunt u alle variabelen zoals handling, laden, verlies van registratie en de noodzaak van meerdere apparaten wegvagen", legt hij uit. "Als een conventionele werkplaats hetzelfde werk zou doen, zouden ze twee draaimachines en een verticale frees met een indexer nodig hebben en het onderdeel vier keer moeten hanteren."

Bij Basin betekent stroom uit één stuk en de Done-in-One Mazak-machinecapaciteit dat grondstof het proces binnenkomt en als afgewerkte componenten verlaat. Dit betekent nul WIP, veel minder kwaliteitsproblemen en snellere doorlooptijden van opdrachten. Dit alles heeft geresulteerd in een prestatie van minder dan 50 delen per miljoen (ppm) in defecte kwaliteitsprestaties voor Basin. In feite is de winkel slechts 19 ppm geweest, en dat is de afgelopen 10 jaar zo geweest.

Anderson zei dat sommige van de andere Mazaks van de winkel, zoals de Integrex i-630V/6, niet zijn wat zou worden beschouwd als traditionele automatisering - geen robots laden de machine. In plaats daarvan is de automatisering het resultaat van het vermogen van de multitasking-machine om zowel draaibewerkingen als volledig vijfassig frezen uit te voeren om onderdelen in enkele opstellingen te verwerken.

Andere voorbeelden van dergelijke ingebouwde automatisering zijn vier andere recent aangekochte Mazak-multitaskingmachines. Dit zijn de Integrex i-400S van de winkel, die een tweede draaispil heeft; een Integrex i-200ST, die naast de tweede draaispil ook een lagere revolver heeft; en twee Integrex e-500H-S multitasking-machines, die elk zijn voorzien van twee even krachtige tegenover elkaar liggende draaiende spindels met C-asbesturing. Die machines hebben ook integrale motorfreesspindels die in de B-as roteren voor gelijktijdige vijfassige freesbewerkingen met hoge voedingssnelheid.

De Integrex e-500H-S maakt grote onderdelen voor het RigLock systeem. De Integrex i-400S en i-200ST verwerken ook RigLock-componenten en uitblaasbeveiligingsonderdelen die met een staaf in de Integrex i-200ST-machine worden ingevoerd. Terwijl deze machines werken, heeft hun machinist ook tijd om de Integrex i-400S te bedienen.

"Geautomatiseerde bewerkingssystemen zoals onze Mazaks," zei Anderson, "zijn de oplossing voor personeelsproblemen zoals een gebrek aan geschoolde arbeidskrachten. Onze mensen zijn automatiseringsmanagers omdat het moeilijk is om machinisten te vinden. Ze zijn gewetensvol met een sterk gevoel van eigenaarschap om toezicht te houden op onze systemen en ze te laten produceren. Het zijn geen knopdrukkers, het zijn individuen die in het proces zijn geïnvesteerd - in zekere zin individuele fabrieksmanagers - en zijn verantwoordelijk voor de grondstof van hun werkcel, de machines in de cel, gereedschap, kwaliteit, hoe het onderdeel wordt opgenomen en hoe het wordt wordt verpakt en aan de klant gepresenteerd.”

De meeste onderdelen bij Basin zijn gemaakt van materialen zoals 4140, 4340 en sommige voorgeharde staalsoorten in de vorm van stafmateriaal, smeedstukken en gietstukken. Het produceert ook enkele onderdelen van Invar 36, 6061-T6 aluminium en 65-45-12 DuraBar nodulair gietijzer. Werkstukken kunnen overal van 2 oz tot 2.000 lb wegen en vereisen nauwe toleranties en oppervlakteafwerkingen. Positietoleranties variëren van 0,005″ (0,12 mm) tot zo strak als 0,001″ (0,0254 mm), en in veel gevallen moet de winkel diametrische toleranties van ± 0,00025″ aanhouden. Typische werkpartijen variëren van continue productie met honderdduizenden onderdelen per jaar tot afzonderlijke taken die slechts twee onderdelen produceren.

Oorspronkelijk opgericht door de ouders van Anderson, heeft de winkel 190 werknemers, twee faciliteiten in Jefferson en Whitewater, WI, en een gecombineerde productieruimte van 85.000 ft2 (7.897 m2). De winkel heeft ongeveer 10 klanten en volgens Anderson proberen ze niet de jobshop voor 100 klanten te zijn, omdat het erg moeilijk is om ze allemaal tegelijkertijd van adequate service te voorzien.

"We streven ernaar sterke relaties op te bouwen met belangrijke klanten die willen dat we aanzienlijke hoeveelheden werk produceren", zei hij. “Hierdoor krijgen we solide toezeggingen van onze klanten en zijn we bereid grote investeringen te doen in productietechnologie om hun componenten naar beste vermogen te produceren met de hoogste kwaliteit en kosteneffectiviteit. Veel winkels willen dat niet.”

Basin zal zich blijven richten op high-mix/low-volume jobs bestaande uit complexe onderdelen, omdat dit de jobs zijn waar de meeste winkels voor terugdeinzen. Anderson zei dat het doel is om het werk en de juiste apparatuur ervoor te krijgen, zoals de flexibele Mazak-machines en automatiseringssystemen die het bedrijf tegenwoordig gebruikt. Deze strategie heeft goed voor hem gewerkt en blijft nieuwe markten openen voor Basin.

"We kijken naar de toekomst en zijn bereid om te investeren", zegt Anderson. “Dit spreekt potentiële klanten aan, omdat het voor hen moeilijk is om de banen te vinden waar we naar op zoek zijn. Deze klanten willen leveranciers die zich engageren om de allernieuwste technologie te krijgen en al het andere dat nodig is voor het werk.”

Bewerkt door Yearbook Editor Candace Roulo op basis van informatie geleverd door Mazak.