Insteltijd terugbrengen tot 15 minuten: Bewezen strategieën voor CNC-werkplaatsen

Hoe lang duurt het bij je werkplaats om een typische klus op een CNC-draaibank of bewerkingscentrum in te stellen? Een paar uur? Hoe half een shift of meer? Hier zijn drie manieren om het niet-zo-magische getal van 15 minuten te bereiken, een doel waar alle werkplaatsen naar zouden moeten streven.

Een kwartier. Sommigen zouden argumenteren dat dat alles is wat het zou moeten kosten om een herhaalbare klus in te stellen, en ze zouden suggereren dat sommige werkplaatsen dit zelfs bij virgin onderdelen bereiken.

Helaas krijgen niet genoeg fabrikanten het bericht.

Doe een snelle Google-zoekopdracht voor "reducing setup time CNC" en je zult artikelen zien die 20 jaar of meer terugdateren, waarvan de meeste de dezelfde tooling promoten die we hier bespreken.

En hoewel de technologie sindsdien machtig is verbeterd, en de kosten voor quick-change tooling en offline presetting systemen zijn gedaald, vertrouwen nog veel te veel machinewerkplaatsen nog steeds op hun old-school instelprocedures: hun 6-inch freeskudens schroefbanken inrichten met een testindicator, handmatige gereedschapsafvoelen uitvoeren met dezelfde edge finder die ze in de vakopleiding gebruikten, en staan voor de CNC stapelen door programma's regel voor regel, de ene hand op de voeding override en de ander zwevend over de voeding houdd en E-stop knoppen.

Maak een pitstop

Dat is aannemend dat die werkplaatsen nog in bedrijf zijn, natuurlijk. De pijnlijke waarheid is dat productieaantallen blijven dalen, onderdeelgeometrieën complexer worden, en bekwame freeskundigen in nog kortere voorraad zijn dan toen die nu legacy artikelen voor het eerst gepubliceerd werden. Machinewerkplaatsen die nog niet betrokken zijn bij een insteltijd-reductieprogramma, zullen blijven zien dat hun marges dalen en hun insteltijden meer van hun beschikbare machinetijd consumeren.

Wat is er te doen? Steve Vice, PIP Lean service-ingenieur voor Sandvik Coromant, in Mebane, North Carolina, heeft diverse suggesties.

"De beste manier om te beginnen is door een klein team samen te stellen van mensen van je werkplaatsvloer en het frontkantoor," zegt hij.

"Het is verbazingwekkend wat een kantoorpersoon kan zien wat een werkplaatspersoon misschiet, maar één persoon kan dit niet alleen doen omdat je buy-in nodig hebt van alle betrokkenen," voegt hij toe.

"Vervolgens, video-opname een complete machine-instelling. Sommigen definiëren dit als 'laatste voltooide onderdeel tot eerste voltooide onderdeel,' maar anderen nemen ook de inspectietijd na de instelling mee. Eenmaal opgenomen, laat het team het proces herzien en splits alle dingen die ze zien die tijd verspillen. Maak veranderingen, neem een andere opstelling op video, en herhaal tot je de gewenste resultaten bereikt hebt."

Terug naar nul

Vice noemde diverse veelvoorkomende probleemgebieden, inclusief materiaalbeschikbaarheid, werktuigmachine-gereedheid, organisatie van handgereedschappen en tooling, en of de spanning voorbereid is.

Brad Evans, teamleider voor stationaire spanning bij Schunk Inc., in Morrisville, North Carolina, stemt in met dit laatste punt, maar voegt toe dat het bereiken van maximale insteltijdreductie in dit gebied een werkplaatsvloer herstart vereist, vooral voor werkplaatsen die een geautomatiseerde, lights-out strategie willen nastreven.

De herstart waar hij over praat is nul-punt spanning, wat in Schunk's geval VERO-S heet. Met vaste spanningsmodules en vastzetknopen die lijken op die gebruikt in steile taper gereedschaphouders, elimineren nul-punt systemen de inrichting en randvinden net beschreven. Werkcoördinaten zijn vooraf bepaald, en wisselen van een vastzetting naar een schroefbank, pallet of individueel onderdeel duurt letterlijk seconden. Wat meer is, deze systemen zijn zowel modulair als stapelbaar, wat de behoefte aan custom vastzettingsystemen vermindert terwijl positioneringsnauwkeurigheid tot 0,005 millimeter (0,0002 inch) of beter gegarandeerd wordt.

Schunk heeft dit concept een stap verder genomen door veel van zijn VERO-S modules automation-ready te maken.

"We zien veel meer cobot [collaboratieve robots] gebruik en robots er daar buiten dus hebben poorten toegevoegd voor pneumatische en hydraulische activatie, alsook spanningsensoren en automatische afblazemogelijkheden," zegt Evans. "We hebben al enige tijd herkend dat productie geautomatiseerd gaat, en naast het adresseren van de duw voor snellere changeovers, wilden we onze klanten helpen die switch te maken."

Stel het in, vergeet het niet

Dietmar Moll heeft ook veel te zeggen over insteltijdreductie. De directeur van business development voor Ann Arbor, Michigan-gebaseerd Zoller Inc., biedt de volgende raadsel:

"Wanneer maakt een vliegtuig geld voor de luchtvaartmaatschappijen? Wanneer het niet op de grond staat," grapt hij. "Vergelijk dat nu met een werktuigmachine. Hier weer, CNC-draaibanken en bewerkingscentra maken alleen geld voor het bedrijf wanneer de spindel draait en de machine spanen maakt, niet wanneer het idle zit. Dus als je je dure machines gebruikt om snijgereedschappen af te voelen en werkoffsets te vinden, verlies je geld. Het is heel simpel."

Ja, maar offline gereedschapspresetters zijn duur, argumenteren veel werkplaatsen, met name die met maar een paar stukken CNC-apparatuur. Moll stelt dat dit argument fout is.

"In realiteit is het de kleinere werkplaatsen die een presetter het meest nodig hebben," zegt hij. "Dat is omdat hoe minder machines je hebt, hoe groter de behoefte om hun efficiëntie te maximaliseren. Erger, deze werkplaatsen zijn het meest vaak degene met de grootste changeover."

Zoller en andere presetterfabrikanten bieden ROI-rekenmodules op hun websites. Plug je werkplaats' uurtarief en gerelateerde operationele informatie in en je zult snel ontdekken dat de investering in alle waarschijnlijkheid een no-brainer is. En voor diegenen die zeggen, "OK, maar we hebben probing op onze machine, dus is er geen behoefte aan offline presetting," is er nog veel meer te overwegen.

Probing heeft zijn plek

Allereerst, in-proces machine probing is een must-have voor onderdeelmeting en gereedschapsbreukdetectie tijdens onbegeleide of licht begeleide productie. Het dient ook om werkcoördinaten te bepalen, tenminste voor diegenen die nog niet het nul-punt spanning bericht ontvangen hebben. Maar voor iedereen anders, is het slechts een manier om handmatige afvoelmethoden foutloos te maken, wat heel weinig doet om daadwerkelijk insteltijd te verminderen.

Dit is waarom Zoller heeft samengewerkt met MSC Industrial om twee laag-kost presetting units aan te bieden, de Smile Basic en de Smile 420 Pilot," zegt Moll. "De eerste is heel geschikt voor werkplaatsen zonder gecentraliseerde gereedschappenkast, terwijl de laatste hen op de weg helpt naar er een te krijgen."

Ondanks het uitstekende advies tot nu toe, is het slechts de top van de insteltijd-reductie ijsberg.

Sandvik Coromant en anderen bieden quick-change gereedschaphoudingssystemen, een voorwaarde voor offline gereedschapspresetting op een CNC-draaibank. Er is toolpath simulatie software, die de soms hartstoppende programmaafprovingen vermijdt die aan het begin van dit artikel beschreven worden. Er zijn gestandaardiseerde snijgereedschapsbibliotheken, en geautomatiseerde werkplaats CMM's (dus de QC-kamer bottleneck eliminerend), en goed georganiseerde gereedschappenkasten met software-gestuurde uitgifte-eenheden.

De lijst gaat door en door, en zoals eerder aangewezen, is het meeste ervan al decennia lang beschikbaar. Wat wacht je nog? Begin met tellen.

Quick Poll: Insteltijden verminderen

Actief werken aan het verminderen van insteltijden kan je faciliteit competitief houden.

Welke van deze tips voor het verminderen van insteltijden zou je volgende kunnen proberen?