Productie wenden tot CNC

Automatic Products in Sumner, Washington, begon begin jaren negentig als een werkplaats met nokkenautomaten. Het heeft nu meer dan 50 CNC-machines. De winkel begon in 2017 met het vervangen van nokkenautomaten door Lico LNTS-machines. Eigenaar Joel Gregory zegt dat het een moeilijke beslissing was omdat hij het vak van nokkenautomaten had geleerd, maar arbeidsproblemen dwongen hem de hand. De nieuwe CNC-apparatuur presteert 37% beter dan de nokkenautomaten. Bovendien laat de werkplaats voor veel klussen de machines uit en zijn vormgereedschappen (en vormgereedschapslijpen) geëlimineerd, evenals de noodzaak van tweede-operatiemachines - allemaal met minder werknemers. Fotocredits:Absolute Machine Tools

In het midden tot het einde van de 19e eeuw leidde de behoefte van de industrie aan een hogere machinale productie tot het automatiseren van handmatige revolverdraaibanken met nokkenaandrijving. Door gebruik te maken van assen met draaiende trommels of platte nokken, werden revolverdraaibanken in staat onderdelen te produceren met minimale menselijke interactie. Verschillende iteraties van deze machines domineerden vervolgens meer dan 100 jaar de productiedraaiwereld. Gedurende die tijd waren er upgrades naar enkel- en meerspillige schroefmachines die de productiviteit, het vermogen en de veiligheid verhoogden, terwijl de basismechanica hetzelfde bleef:roterende nokken dreven de mechanische koppeling aan, samen met zowel hooggeschoolde arbeidskrachten als speciaal gereedschap dat nodig was om de machines instellen en bedienen.

De komst van CNC-technologie in de jaren zestig bracht de industrie grote CNC-draaicentra die, hoewel nauwkeurig en veelzijdig, relatief traag waren. Deze vorderden gedurende de jaren 70 en werden uiteindelijk de CNC-draaibanken van vandaag. Deze machines zijn nu in staat om complexe onderdelen compleet te laten vallen met behulp van subspindels, maar hebben misschien niet volledig voorzien in de behoeften van productiedraaiwerkplaatsen die middelgrote tot grote hoeveelheden onderdelen draaien.

De Zwitserse draaibankindustrie met glijdende kop was de eerste die CNC-technologie toepaste op productiedraaien in de jaren 70 (CNC-machines met één spindel werden rond diezelfde tijd geïntroduceerd). Zwitserse soorten waren aanvankelijk populair in Europa, maar het duurde even voordat ze algemeen werden geadopteerd in Noord-Amerika. Over het algemeen zijn ze scherp geprijsd, hebben ze aanzienlijke capaciteiten en bieden ze een overvloed aan live-tooling in een kleine werkzone.

Het gebruik van gereedschap is ook een unieke kwaliteit van de nokkengestuurde schroefmachines van de afgelopen 100 jaar. Dat wil zeggen, de mogelijkheid om meerdere gereedschappen tegelijkertijd in de snede te krijgen. Terwijl bij sommige apparatuur buiten machines met meerdere assen slechts twee gereedschappen kunnen worden ingeschakeld tijdens een snede, kunnen er bij nieuwe CNC-machines met één spil (zoals die worden aangeboden door Lico en in de Verenigde Staten verkrijgbaar bij Absolute Machine Tools) er drie tegelijk worden ingeschakeld, waardoor verhoogt de productiviteit en verkort de cyclustijden.

Trend naar CNC

De belangrijkste redenen waarom winkels afstappen van machines met nokken, zijn onder meer de leeftijd en staat van de apparatuur en een beperkt beschikbaar geschoold personeelsbestand. Daarnaast vragen klanten om strakkere toleranties en betere afwerkingen, worden onderdelen complexer en worden partijgroottes kleiner. Aan de machinekant biedt CNC-apparatuur minder mankracht per onderdeel en een hogere spindelbenutting. En wat de regelgeving betreft, is het veel waarschijnlijker dat CNC-machines voldoen aan de OSHA-normen dan oudere nokkenautomaten.

Het ernstige tekort aan geschoolde arbeidskrachten voor nokkengestuurde automaten is al vele jaren het geval, maar wordt nu nijpend. Een onderzoek dat 10 jaar geleden werd uitgevoerd, wees uit dat de gemiddelde leeftijd van iemand die deze machines installeert 55 jaar was. Tegenwoordig naderen veel van die mensen hun pensioen. En gedurende deze tijd waren er maar weinig bedrijven die nieuw personeel opleidden, vaak vanwege de moeilijkheid om iemand te vinden die dit werk wilde voortzetten. Het duurt jaren om een ​​goed opgeleide monteur voor cam-automaten te ontwikkelen.

Global Precision Parts heeft Lico LNTS- en LNDD-modelmachines op zijn drie locaties. Procesingenieur Mike Naticchia heeft hun succes aangevoerd bij korte, middellange en langlopende taken die voorheen op nokkenautomaten en zelfs andere CNC-platforms werden uitgevoerd. Bedrijfsvoorzitter Randy Mueller zegt dat de CNC-machines hebben bijgedragen aan het verminderen van de arbeidsinhoud per onderdeel, terwijl de doorvoer met 200 tot 300% is toegenomen.

Tegelijkertijd zijn veel van de nokkenautomaten in een minder goede staat geraakt. Reserveonderdelen worden schaarser en duurder. Bovendien kunnen mensen die over de kennis beschikken om reparaties uit te voeren zeldzamer zijn dan de onderdelen zelf. De kosten voor het opknappen van een enkele spindel kunnen variëren van $ 10.000 tot $ 40.000, terwijl multi-spindels kunnen variëren van $ 40.000 tot $ 250.000, afhankelijk van de reparatiebehoeften.

Productiedraaierijen, die strengere tolerantie-eisen zien, meer functies die secundaire bewerkingen vereisen wanneer ze op traditionele nokkenmachines draaien, en de behoefte aan betere afwerkingen, kunnen deze situaties soms aanpakken door scheergereedschap of polijstgereedschap te gebruiken. Maar sommige daarvan zijn beperkt tot rechte secties op nokkenautomaten. CNC-machines kunnen veel nauwere toleranties aanhouden en kunnen onderdelen draaien of boren tot 32 micro-inch Ra-afwerkingen of beter met de juiste gereedschapsselecties. Toleranties die constante aanpassing van nokkenautomaten vereisen, kunnen met minimale menselijke tussenkomst op CNC-schroefmachines worden gehandhaafd. Bovendien hebben de meeste CNC-schroefmachines actieve axiale en radiale gereedschappen en kunnen ze, in combinatie met de C-as, frezen, kruisboren en tappen, en axiaal boren en frezen uitvoeren. Sommige CNC-schroefmachines hebben B- en Y-assen beschikbaar en kunnen zelfs zeer complexe onderdelen compleet laten vallen.

Een andere veelvoorkomende reden om over te stappen op CNC is de insteltijd. Bij machines met enkele spindel kan het 2 tot 6 uur duren voordat ze zijn ingesteld; Meerspillige nokkenmachines kunnen 6 tot 16 uur duren. Dat betekent niet alleen dat de machine in die tijd geen winkelgeld verdient, maar dat een van de duurste werknemers van de winkel de hele tijd voor de machine staat. Omgekeerd, als een taak eenmaal is gekwalificeerd op een CNC-machine met één spindel, kunnen instellingen vaak in minder dan een uur worden uitgevoerd of zelfs sneller bij herhaalde taken.

Nog een voordeel dat verder helpt om de kosten per onderdeel op CNC-apparatuur te verlagen, is de mogelijkheid om machines te laten draaien die weinig of niet worden gebruikt. Magazijnstaafaanvoermachines stellen CNC-apparatuur ook in staat om een ​​hogere spindelbenutting te bereiken en vereisen sterk verminderde mankracht om de machines gevuld te houden met materiaal. Sommige winkels vullen het staafaanvoermagazijn en laten de machine draaien totdat die op is. Sommigen draaien hun huidige partij buiten dienst en beginnen dan aan een nieuwe baan in de eerste dienst. Anderen kunnen de personeelsbehoefte voor de tweede of derde ploeg verminderen omdat de machines zonder veel aandacht draaien. Dit stelt hen in staat om instellingen uit te voeren in de eerste of tweede ploeg en de klok rond te draaien.

Northland Screw Products, St. Francis, Minnesota, heeft veel banen verplaatst van nokkengestuurde multi-spindels naar het LNTS-platform. Senior Machinist Alex Martinson heeft deze inspanningen geleid en heeft onderdelen in voordelige partijgroottes uitgevoerd met een minimale menselijke interface.

Nog een andere overweging is netheid en veiligheid. CNC-automaten zijn volledig omsloten, meestal met veiligheidsvergrendelingen op de deuren van de behuizing. Dit vermindert de kans op uitglijden en vallen door olie en koelvloeistof in de machine en van de vloer te houden. Ze kunnen vaak eenvoudig worden aangesloten op mistevacuatiesystemen, waardoor de luchtkwaliteit voor werknemers wordt verbeterd. De effectieve vergrendelingen tussen deur en PLC op de CNC zorgen ervoor dat werknemers vrij en vrij zijn van het snijgebied terwijl de machine draait, wat de kans op verwondingen door bedieningsapparatuur vermindert.

Oude nokkenautomaten hebben zware schuifdeuren (of geen deuren), geen veiligheidsvergrendelingen en vaak een groot aantal openingen in de afscherming waardoor vloeistoffen en zelfs spanen de machine kunnen verlaten en gladde, gevaarlijke omstandigheden op de werkvloer kunnen creëren. Het enorme aantal mogelijke knelpunten op de oudere nokkenautomaten is ook moeilijk te bewaken, en het fabriceren van volledig metalen behuizingen om werknemers te beschermen, het geluidsniveau tijdens het gebruik te verminderen en vloeistoffen te bevatten, heeft als nadeel dat ze het instellen van de machine moeilijker en langer maken .

Winkelervaringen

Een aantal winkels heeft om de hierboven genoemde redenen de overstap gemaakt van nokkengestuurde machines naar Lico CNC-apparatuur met één spindel. Delphos, Ohio's Vanamatic begon bijvoorbeeld in 2008 Lico-machines te gebruiken. In de loop der jaren hebben ze er verschillende toegevoegd en nu gebruiken ze negen machines van het LNTS-model. Ze hebben de productiesnelheid verhoogd en de kwaliteit van onderdelen verbeterd door een aantal onderdelen uit de lucht- en ruimtevaart te verplaatsen van machines met acht spindels en machines voor tweede bewerking naar volledige bewerking op de LNTS-modellen. Volgens Jared Wiltsie, een ingenieur van Vanamatic, snijdt de werkplaats veel moeilijk roestvrij materiaal en terwijl één operator voortdurend een machine met 8 assen moest onderhouden, kan één operator nu drie of meer LNTS-machines onderhouden die complete onderdelen produceren.

Air-Way Manufacturing in Olivet, Michigan, is een fabrikant en distributeur van hydraulische fittingen voor OEM-gebruik. Het bedrijf gebruikt momenteel vier Lico LNDD-machines in twee verschillende fabrieken. Volgens Troy Newman, manager productietechnologie, gebruikt het deze machines om onderdelen voor korte tot middellange oplagen te lossen van nokkenaangedreven multi-spindels, waardoor de CNC-machines worden bewerkt om wat werk buiten ploegendienst uit te voeren.

Evenzo kocht Quality Switch in Newton Falls, Ohio, met schroeven bewerkte onderdelen van externe leveranciers, terwijl het enkele onderdelen met een grotere diameter produceerde op multifunctionele CNC-draaibanken. Jeremy Sewell, vice-president, zegt dat het bedrijf geld heeft bespaard door de kleinere onderdelen intern op zijn LNDD-machines te laten draaien. Bovendien verspant het bedrijf die onderdelen voor zijn eigen producten, dus het heeft nu ook betere controle over de productieplanning.

Foto's in dit verhaal markeren andere voorbeelden. Sommige winkels liepen voor op de adoptiecurve, terwijl andere vanwege noodzaak de cam-machines hebben verlaten. Geknelde arbeidskrachten, nauwere toleranties en afwerkingen, kortere insteltijden en een veiligere werkomgeving zijn krachtige motivatoren om de overstap naar CNC-productiedraaien te maken. Winkels hebben ook ontdekt dat moderne CNC-schroefmachines een grote bijdrage leveren aan hun financiële succes.