Automatisering bij Aztalan Engineering

Automatisering van bewerkingsmachines is geen nieuw idee bij Aztalan Engineering uit Lake Mills, Wisconsin. In plaats daarvan is voor deze contractfabrikant het gebruik van automatisering voor het laden en lossen van onderdelen een gevestigde praktijk. In de jaren negentig nam het bedrijf de productie van een set componenten van een andere winkel over en kocht en installeerde het de twee robotgeladen CNC-draaibanken die deze vorige winkel had gebruikt. De cel levert tot op de dag van vandaag een hoge productiviteit.

En toch betekende de ervaring met deze robots niet dat de derde draaibank die aan deze cel werd toegevoegd een eigen robot zou krijgen. Toen de toenemende vraag naar deze componenten een nieuw proces met een extra draaibank rechtvaardigde, keek Aztalan nauwlettend toe of het handmatig laden van deze extra draaibank voldoende was om gelijke tred te houden. Het was voor een tijdje. Maar toen werd voorspeld dat de vraag verder zou toenemen, werd duidelijk dat er een nieuwe robot nodig was voor de nieuwste machine. Daarom is er nu een FANUC M10iA-robot toegevoegd aan deze Okuma LB 2000-draaibank. Zo omvat deze cel in Aztalan nu zowel robots als draaibanken die in leeftijd bijna 20 jaar uit elkaar liggen. De cel is een van de vele voorbeelden van automatisering van gereedschapsmachines bij dit bedrijf. De mate waarin Aztalan gebruik maakt van automatisering is om verschillende redenen leerzaam. Ten eerste illustreert het de verscheidenheid aan automatiseringsopties die zinvol kunnen zijn in een contractbewerkingsomgeving. Maar ten tweede, en misschien wel belangrijker, Aztalans ervaring illustreert waarom je je niet laat meeslepen door de uitdaging om automatisering te omarmen. Aztalan staat zelf voor deze uitdaging. Het bedrijf ontwikkelt zich snel en het vergroten van de capaciteit door middel van automatisering is vaak de beste manier om aan de productie-eisen te voldoen. Maar toch, zegt Kirk Kussman, sales- en marketingdirecteur van het bedrijf, hebben automatiseringstechnologieën de neiging om extra hindernissen te nemen als het gaat om het winnen van rechtvaardiging. Zoals hij het stelt:"Het is altijd moeilijk om een ​​machine te kopen die niet direct een chip maakt." Deze uitdaging wordt nog versterkt door het scala aan automatiseringsmogelijkheden. Het slagen met één automatiseringstype onthult niet de waarde van andere benaderingen. Het succes met de robotgeladen draaibanken was bijvoorbeeld niet genoeg om het bedrijf de beste manier te laten zien om een ​​bepaald bewerkingsproces voor een veelvoud aan bewerkingen te automatiseren. De beste oplossing was hier niet een robot, maar een Fastems flexibel palletsysteem in combinatie met een horizontaal bewerkingscentrum. In plaats van zelf tot deze oplossing te komen, zegt de heer Kussman dat Aztalan het omarmde nadat zijn leverancier van gereedschapsmachines, Morris Midwest, beweerde dat er een kosteneffectieve manier was om ook de productie van dit onderdeelnummer te automatiseren. Bewustwording opbouwen Een deel van de reden waarom Aztalan tegenwoordig snel vooruitgaat, is de bewuste beslissing van het bedrijf om dit te doen. Ongeveer 4 jaar geleden lanceerde het bedrijf een verkoop- en marketinginspanning om het bedrijfsvolume te vergroten. Het bedrijf had toen weinig naamsbekendheid, maar wordt nu breder erkend, met name door makers van medische technologie - de sector die het grootste deel van de omzet van de winkel voor zijn rekening neemt. Binnen dit vakgebied, zegt de heer Kussman, mag Aztalan tegenwoordig regelmatig bieden op grote RFQ's. Het bedrijf is er ook in geslaagd het vertrouwen te winnen van ontwerpbureaus, een voordeel dat het bedrijf in staat stelt betrokken te zijn bij de ontwikkeling van nieuwe producten door advies te geven over de maakbaarheid ervan. Dit alles heeft geleid tot een verhoogde activiteit. Het bedrijf heeft gedeeltelijk gereageerd door uit te breiden, waarbij Jim Brey, CEO van het bedrijf, zelf de uitbreidingsfaciliteit ontwierp die de productieruimte meer dan verdubbelde toen het twee jaar geleden werd geopend. Het bedrijf heeft ook meer personeel aangenomen en automatisering toegepast om de waarde die medewerkers kunnen leveren te vergroten. Een met een Okuma portaal geladen LFS-draaibank met twee assen is een ander voorbeeld van automatisering die goed werkt binnen de omgeving van dit bedrijf. Hoewel Aztalan een contractwinkel is (wat betekent dat veel van zijn werk voortkomt uit langetermijnovereenkomsten), moet het nog steeds even snel reageren als een werkplaats om te voldoen aan de vaak vloeiende onderdelenhoeveelheid en leveringsvereisten van klanten. De LFS-machine, die is voorzien van twee draaiende spindels die beide naar voren gericht zijn, is waardevol geweest voor het machinaal bewerken van grote volumes van een auto-onderdeel. Het bovenportaal laadt en ontlaadt het onderdeel niet alleen, maar voert het ook tussen de spindels door voor bewerking van zijde A en zijde B, waardoor meerdere stukken op elk moment aan het werk blijven. Meer recentelijk heeft de winkel een tweede onderdeelnummer aan deze machine toegewezen en bereidt ze spanklauwen en grijpers voor om er ook een familie van vier onderdelen aan toe te wijzen. Hoewel de dubbelspillige draaibank met portaal een efficiënt hulpmiddel met hoge productiviteit is, is het nog steeds een CNC-machine met de flexibiliteit die dit met zich meebrengt, waardoor snelle overgangen tussen verschillende onderdeelnummers mogelijk zijn als dat nodig is. De tijd vullen Iets soortgelijks zou kunnen worden gezegd van het horizontale bewerkingscentrum, ook van Okuma, dat wordt bediend door het palletsysteem van Fastems. Van de tien pallets met dit systeem zijn er vijf opgesteld om één bepaald onderdeel te laten lopen:een spruitstuk vervaardigd uit massief aluminium. Op elk van deze vijf pallets bevat de grafsteen acht aluminium werkstukken, vier blokken voor bewerking van zijde A en vier gedeeltelijk bewerkte stukken voor bewerking van zijde B. De resterende pallets zijn beschikbaar voor productieruns van andere onderdelen tijdens productiepauzes van deze spruitstukken, die worden geleverd met een snelheid van ongeveer 15.000 per jaar. Aztalan zou dit onderdeel efficiënt kunnen produceren met behulp van een onafhankelijke HMC. Zelfs met acht stukken per grafsteen, zou het handmatig laden van een set onderdelen op de ene pallet bij de HMC, terwijl de huidige set op de andere pallet draait, de insteltijd in wezen kunnen elimineren. De volgende stap buiten de HMC-productie is echter zoiets als het Fastems-systeem. Wat deze automatisering toevoegt aan de toch al efficiënte HMC, is de anders verloren tijd als er geen medewerkers aanwezig zijn. Blijkbaar is dat niet veel tijd. Met twee diensten van 10 uur legt Aztalan 20 uur van elke werkdag vast. En toch verhoogt de lichte bewerking met het palletsysteem de capaciteit van deze HMC drastisch. Op een doordeweekse dag houdt het palletsysteem de machine de resterende 4 uur draaiende. In het weekend staat het een extra productie van 6 uur toe. Deze 26 extra bewerkingsuren verhogen de output van de HMC met meer dan 20 procent. Zelfs als er personeel aanwezig is, draait de machine die is uitgerust met een palletsysteem in feite onbeheerd. Doorgaans heeft de machinist tot 6 uur de tijd om weg te lopen en andere machines te verzorgen voordat hij terugkeert om afgewerkte onderdelen te lossen en nieuwe te laden. Tempo houden Die met robots beladen draaibanken - de machines waarmee Aztalans gebruik van automatisering begon - maken componenten voor een medicijnafgiftesysteem. Automatisering in deze cel, die nu de robot omvat die aan de nieuwste draaibank is toegevoegd, geeft de celoperator de vrijheid om de essentiële taak uit te voeren, namelijk het inspecteren van afgewerkte onderdelen. De maattoleranties van bijpassende componenten die in deze cel zijn bewerkt, zijn veeleisend, met kenmerken die zelfs een algehele convexiteit of concaafheid (afhankelijk van het onderdeel) van 5 micron omvatten. Aztalan heeft geïnvesteerd in meettechnologie zodat de inspectie die nodig is voor deze onderdelen gelijke tred kan houden met geautomatiseerde bewerking. Een Tropel-vormmeetsysteem van Corning maakt gebruik van lasermetrologie om afgewerkte onderdelen in kaart te brengen. Het apparaat vertegenwoordigt een niveau van inspectietechnologie dat zelden wordt gezien in een contractbewerkingsomgeving. En dit suggereert het volgende niveau van uitdaging dat automatisering doorgaans met zich meebrengt. Geautomatiseerde productiesystemen zijn vaak zo productief dat om het werk vlot te laten verlopen, responsieve systemen zowel voor als na de bewerking nodig zijn. Efficiënte meting voldoet aan de snelheidsvraag na bewerking. Ondertussen zegt de heer Kussman dat investeren in Exact JobBoss-software - niet alleen door het te kopen, maar ook om de tijd te nemen om de volledige mogelijkheden ervan te benutten - essentieel is geweest om het werk vóór de bewerking te ordenen en efficiënter in te stellen voor productie. Het proces vóór de bewerking nog responsiever maken, is nu de grootste uitdaging voor de werkplaats, zegt hij. Het bedrijf zoekt naar manieren om zijn CNC-programmeercapaciteit uit te breiden om gelijke tred te houden met de nog steeds versnellende workflow. Programmeren op de werkvloer zal een deel van de oplossing zijn, zegt hij. Er is talent op de werkvloer en niet elke baan hoeft in Engineering te worden geprogrammeerd. Bovendien zal het bedrijf leren meer te vertrouwen op automatisering binnen CAM-software om automatisch routinematige toolpaden te genereren, maar dit is niet eenvoudig, zegt hij. Het is begrijpelijk dat programmeurs ervoor willen zorgen dat elk kritiek kenmerk van een hoogwaardig onderdeel correct wordt geprogrammeerd. Daarom geven ze er de voorkeur aan om elke programmeerstap rechtstreeks te overzien. Het is dus één ding om de lichten op een bewerkingsproces uit te doen, omdat het mogelijk is om de robot en de bewerkingsmachine in actie te zien voordat de lichten uitgaan. Maar het licht uitdoen binnen programmeren is een andere zaak, omdat de software geen vergelijkbare manier biedt om naar binnen te turen. Daarom zal de invoering van CAM-automatisering nog meer vertrouwen met zich meebrengen dan het automatisch laden van werkstukken. De werktuigmachine, zo blijkt, is een van de gemakkelijker te automatiseren onderdelen van het proces.