Waarom MetalQuest's CNC Multi-Spindel Centrum Precisie en Efficiëntie Verbeteren

Sinds de opening in 1996 heeft MetalQuest zich gericht op het adopteren van multi-tasking technologie. De laatste toevoeging is deze acht-spindel multi die momenteel een familie van vijf onderdelen draait.

Toen Scott Harms zijn MetalQuest contract bewerkingsbedrijf in 1996 startte, zette de bedrijfspresident het op om anders te zijn dan anderen. De Hebron, Nebraska, bedrijf's eerste machine was een drie-as CNC draaibank met live tooling. Het doel was om multi-tasking zijn niche te maken, onderdelen compleet te bewerken in plaats van ze over een draaibank en een freesmachine te draaien zoals andere winkels op dat moment gewoonlijk deden. Vandaag de dag hebben al zijn machine tools, behalve één in zijn tool kamer, een of andere combinatie van subspindel en live tooling. Het bedrijf heeft ook 13 FANUC robots in zijn nu 51.000 vierkante voet faciliteit, ze direct aankochend van FANUC en zelf integrerend.

MetalQuest focust op medium- tot hoog-volume werk voor een reeks industrieën, gebruikmakend van een uitgebreid, in-house winkel management systeem ontwikkeld door bedrijfs Vice President en COO Scott Volk dat alle operationele metrics trackt. Een job die het sinds begin 2000s draait is een familie van vijf onderdelen met gelijke cylindrische geometrieën met hex en gebrande kenmerken. De winkel draaide die onderdelen oorspronkelijk op drie Y-as draaicentra met live tooling, maar deze job was maar marginaal winstgevend met die apparatuur. Daarnaast gebruikte de winkel eerder hex voorraad (12L14 staal) voor deze job omdat de onderdelen een hex kenmerk hadden en er minder totaal materiaal te verwijderen was, vergeleken met traditionele ronde staafvoorraad. Echter, de hex voorraad neigde gebogen te zijn, dus de winkel schakelde over naar ronde staafvoorraad. Dit verlengde de cyclus tijden verder door het additionele materiaal dat weggebewerkt moest worden.

Harms wilde deze job niet gooien, wel, omdat de applicatie niet was voor de olie en gas markt, een markt waar hij voelde dat de winkel te zwaar op gefocust was. In plaats daarvan, maakte het meer zin om een productievere manier te vinden om deze specifieke familie van onderdelen te bewerken om meer gediversifieerd te blijven in termen van de industrieën die de winkel bediende.

Cyclus tijden zijn verminderd van bijna twee minuten op Y-as draaicentra tot 15 seconden op de multi-spindel machine.

Het antwoord kwam in de vorm van een acht-spindel Index MS40-8 multi-spindel machine, de winkel's eerste multi. "Gegeven onze focus vanaf dag één op het adopteren van apparatuur, technologie en processen die andere winkels niet hebben, was dit type multi-tasking machine de volgende logische stap voor onze winkel," zegt Harms.

"De beslissing om deze multi-spindel aan te schaffen gekookt down tot het voldoen aan drie behoeften," voegt Volk toe. "We wilden winstgevendere onderdelen, we wilden diversifiëren van olie en gas, en we wilden technologie toevoegen die ons verder scheidt van andere winkels. Deze machine vinkt al die vakjes aan." (Zie video van machine move-in dag op gbm.media/movein.)

Het hart van deze machine is zijn compacte spindel trommel die Index zegt een drie-deel Hirth koppeling gebruikt om precisie bewerking op elke positie mogelijk te maken. De spindels in de trommel zijn vloeistof-gekoeld en bieden oneindig variabele snelheidscontrole. MetalQuest's machine was ook uitgerust met twee zwenbare synchrone hoofden (opneem spindels) voor achterbewerkingsoperaties.

Een onderdeel inspectiestation met diverse meetinstrumenten, inclusief een oppervlakte ruwheidsmeter alsook een computer om toegang te krijgen tot MetalQuest's eigen winkel management systeem, werd bij de multi-spindel machine toegevoegd.

"Afhankelijk van het onderdeel, kan achterbewerking een beperking zijn van het multi-spindel machine platform," legt Harms uit. "Als je maar één achterbewerkingsspindel hebt en het onderdeel vereist een beetje achterbewerking, dan dicteert die langste achterbewerkingsproces de onderdeel cyclus tijd. We specificeren de tweede spindel om ervoor te zorgen dat lange achterbewerkingsoperaties geen knelpunt zouden zijn voor toekomstige onderdelen die we waarschijnlijk over deze machine zullen draaien buiten de huidige familie van vijf."

Voor deze familie van onderdelen, bewerkt de multi-spindel 30.000 onderdelen per maand/450.000 onderdelen per jaar. Harms zegt dat dit ongeveer 45% van deze machine's capaciteit vertegenwoordigt. Cyclus tijden zijn verminderd van bijna twee minuten tot 15 seconden, vergeleken met de Y-as draaicentra. Plus, het overplaatsen van dit werk naar de nieuwe multi-spindel opende capaciteit op die andere drie draaicentra om verschillende jobs te draaien.

Changeover naar een nieuw onderdeel in de familie is snel omdat de winkel dezelfde diameter staal staafvoorraad voor alle onderdelen gebruikt, wat de noodzaak elimineert om staafvoeder spannen te wisselen. Een verandering van een paar snijhulpmiddelen might alles zijn wat nodig is.

Toegewezen Presetter

De multi-spindel machine's eerste dag van productie was 15 januari (ik was toevallig die dag de winkel aan het bezoeken.) MetalQuest kocht ook een Zoller Hyperion tool presetter (zijn derde presetter) specifiek voor gebruik met de multi-spindel. Deze presetter heeft tooling blokken geïnstalleerd op een indexerende tafel, wat hulpmiddelen in staat stelt om in dezelfde oriëntatie geïnstalleerd te worden als ze in de machine zouden zijn. Het biedt ook geautomatiseerde hulpmiddelmeting en heeft Y-as beweging om centrumhoogte aanpassingen van boorbaren, bijvoorbeeld, mogelijk te maken.

Deze presetter werd specifiek aangeschaft voor gebruik met de multi-spindel machine. De tafel omvat stations die hulpmiddelen in staat stellen georiënteerd te worden als ze binnen de machine zouden zijn.

De winkel maakt deze presetter ook, specifiek zijn Pilot software mogelijkheden, een meer integraal deel van zijn winkel management processen. Volk zegt dat de software "de gaten vult van wat ERP niet doet." Hij migreert job setup sheets van zijn uitgebreide, eigen winkel management systeem naar de Zoller software, wat offline op een PC toegankelijk kan zijn. Dit maakt zin, gelooft hij, omdat hij voelt dat hulpmiddel presetting centraal is aan het waarborgen van bewerkingsnauwkeurigheid.

Voordelen van een virtuele omgeving

Sinds mijn bezoek, heeft MetalQuest een heel significante nieuwe job voor de multi-spindel gewonnen die simultaan 59 van de machine's beschikbare 62 assen gebruikt. Harms noemt het een "insane setup," maar Index's Virtual Machine virtualisatie software was cruciaal om het te realiseren.

Hij zegt dat Virtual Machine een software platform is dat Index aanbiedt dat een digitale kloon is van de specifieke machine, zoveel dat het gebonden is aan de machine's echte serienummer. De software stelt de winkel in staat om de machine veilig "te draaien en op te zetten" offline.

"Je toold de hele software omgeving niet anders dan je zou doen met de echte machine," legt hij uit. "Elke toolhouder die Index aanbiedt heeft een beschikbaar .stl bestand en we kunnen ze in de exacte locaties mounten waar we in de echte machine zouden. Daaruit bouwen we onze lijst van snijhulpmiddelen, schrijven de code, stellen eventuele toepasselijke machine tool parameters in en kijken dan de machine virtueel het onderdeel snijden precies zoals de echte machine zou."

Harms zegt dat dit de winkel helpt verifiëren dat er geen botsingen zullen zijn, en het is zelfs mogelijk om onderdelen virtueel te meten terwijl ze virtueel bewerkt worden. Dit wordt offline gedaan om productie niet te onderbreken.

"Vanwege de complexiteit van dit nieuwe onderdeel, hebben we ongeveer twee weken besteed aan programmeren en opzetten van de machine in Virtual Machine terwijl de echte nog een andere job draaide," legt Harms uit. "Op het moment dat we de machine offline namen om op te zetten voor de nieuwe job, hadden we alle toolhouders georganiseerd en klaar om te installeren alsook volledig bewezen bewerkingscode zodat we snel konden changeover."

Heb je een Snoep-Gooiende Robot?

MetalQuest's operatie heeft een hoog geautomatiseerde, 51.000 vierkante voet faciliteit met 13 FANUC robots. Het koopt zijn robots direct van FANUC en voert alle integratie zelf uit. In feite, heeft de winkel vier snoep-gooiende robots. Meer specifiek, vier die aangepast kunnen worden om gezegde snoep gooien uit te voeren wanneer ze niet machine tools op de winkelvloer tenderen.

MetalQuest heeft de snoep-gooi functie geïntegreerd in die robots zodat ze ze naar lokale carrière beurzen kunnen nemen of ze op hun eigen open huizen kunnen tonen. (Het kiest welke van de vier te gebruiken op basis van hun respectievelijke productie workloads.)

Deze compacte eenheden stellen het bedrijf in staat om te demonstreren en een gesprek te starten over hoe de huidige bewerkings- en productiebedrijven hoog technologische operaties zijn. Gebruikers kiezen uit twee snoepopties (Nerds of Hershey chocolades) met knoppen op een besturingsstrip. De robot gebruikt zijn visie capaciteit om een geselecteerde snoep te vinden, het op te pakken met een vacuüm gripper en dan naar iemand of in een bak te gooien zoals hieronder getoond. "Zoals je je kunt voorstellen, helpt dit ons uit de menigte te steken op carrière beurzen en vergelijkbare evenementen," zegt Scott Volk.