Перевернутые VTL облегчают поток единичных изделий

Немногие обрабатывающие предприятия могут похвастаться флагманским продуктом с «крутым» фактором Argo, вездеходом-амфибией (ATV), который с конца 60-х годов использовался в разведке, поисково-спасательных, промышленных и развлекательных мероприятиях. Однако только за последние пять лет производитель Ontario Drive and Gear (ODG) инвестировал более 10 миллионов долларов в новое оборудование для поддержки более важной части своего бизнеса:услуги по производству зубчатых колес, которые он начал предоставлять в 1985 году, чтобы извлечь выгоду из уроков. научился при проектировании и производстве трансмиссии Argo. Среди этого оборудования есть группа станков, которые оказали особенно сильное влияние на производство зубчатых колес в ODG:четыре вертикальных токарно-револьверных станка EMAG (VTL), для которых автоматизация является не аксессуаром, а неотъемлемой частью конструкции. Эти станки стали основной движущей силой перехода к стратегии единичного производства и ячеистого производства, которая значительно повысила производительность, гибкость и качество деталей для критически важной части продуктовой линейки компании. Правило 80/20 Отмечая свое 50-летие в бизнесе, ODG управляет двумя заводами в Нью-Гамбурге, Онтарио:один занимается производством квадроциклов, другой занимается производством шестерен и трансмиссий, включая проектирование передач и систем, сборку трансмиссии и тестирование производительности. ODG Gear переехала на последний объект в 2000 году. Он занимает 56 300 квадратных футов производственных площадей с климат-контролем, в которых находится множество зубофрезерных станков с ЧПУ, зубодолбежных станков и зубошлифовальных станков с ЧПУ, а также токарных и фрезерных станков с ЧПУ. 115 сотрудников завода работают над производством более 850 различных артикулов в количестве от 1 до 75 000 штук. Примерно половина оборудования на заводе используется для операций перед термообработкой, а другая половина предназначена для посттермической обработки. «Четыре EMAG VTL прекрасно справляются с обеими задачами», — говорит Джоэл Райт, генеральный менеджер ODG. В настоящее время они объединены в две ячейки для токарной обработки до и после термообработки соответственно. Основная работа машин состоит из относительно небольших плоских зубчатых колес из науглероженной стали толщиной не более 2 дюймов и диаметром 6 дюймов. Эти компоненты представляют только 40 различных номеров деталей. Однако, как и у многих производителей, на эти 40 различных деталей приходится значительная часть работы отдела зубчатых передач. «В целом около 20 процентов деталей составляют здесь 80 процентов объема», — говорит г-н Райт. Остановись и иди Важность этой работы сделала ее главной целью повышения эффективности. Тем не менее, последовательность операций остается практически такой же, как и до установки VTL. Производство начинается с двух токарных операций («Оп 10» и «Оп 20»), по одной на каждую сторону заготовки зубчатого колеса. Детали переходят к протяжке для создания необходимых внутренних шлицов, а затем к червячной обработке для формирования зубьев шестерни. После удаления заусенцев они отправляются на термообработку, а затем возвращаются на завод для твердого точения с каждой стороны и окончательного шлифования. Однако теперь время, необходимое для всего этого процесса, измеряется часами, а не неделями. Г-н Райт объясняет, что основное отличие заключается не в производственной последовательности, а в новой стратегии прохождения деталей через эту последовательность — стратегии, которой способствуют VTL. До установки этих машин подход к производству по принципу «партии и очереди» делал процесс неэффективным практически неотъемлемым. «Мы выполняли первоначальные токарные операции на партии из 600 или тысячи или около того, затем останавливались и перемещали все на протяжной станок и так далее», — говорит г-н Райт. «Это всегда был один человек, одна машина, с ручной загрузкой и разгрузкой. Какой бы сильной ни была любая комбинация оператора и машины, тот факт, что все всегда полностью зависело от оператора, был серьезным недостатком». Даже оправданные перерывы на кофе или обед могут напрямую повлиять на продолжительность цикла. Строгие требования статистического контроля процессов (SPC), которые диктовали частые проверки в процессе производства, мало помогали делу. Кроме того, хотя ошибки ни в коем случае не были обычным явлением, простые ошибки могли иметь волновые последствия в будущем. Например, г-н Райт говорит, что может вспомнить несколько случаев, когда операторы неправильно загружали детали в патроны горизонтальных токарных станков, использовавшихся до VTL. Пусть все идет своим чередом ODG приобрела свой первый EMAG VTL, VL3 с 8-дюймовым патроном, в 2010 году. В то время компания занималась заменой устаревшего оборудования, что повторяется каждые несколько лет, говорит Эд Дас, менеджер по развитию процессов. Как оказалось, элементы дизайна серии VL привели к обновлению проблемного производственного процесса партиями и очередями. К концу 2011 года в мастерской было установлено три станка VL5 с 10-дюймовыми патронами. «Не то чтобы EMAG привели нас к этому сами по себе, но их компактность и интегрированная автоматизация побудили нас принять более сотовый подход к производству», — говорит г-н Дас. Этот подход начинается с первоначальных операций плавного точения Op 10 и Op 20, каждая из которых выполняется на отдельном VL5. Все станки серии VL оснащены встроенными конвейерами, которые транспортируют детали в рабочую зону и из нее. В отличие от предыдущего процесса, который требовал многократных и трудоемких операций по загрузке/разгрузке каждой заготовки зубчатого колеса, операторы могут перемещать до 14 деталей одновременно на конвейере первого VL5. По словам г-на Даса, это быстро и легко благодаря шестигранным призмам-носителям на каждой станции, которые обеспечивают постоянную загрузку. Он объясняет, что пока деталь находится где-то в призме, она будет вкладываться в углы, созданные шестиугольной формой, независимо от ее формы или размера. Внутри рабочей зоны вертикально ориентированный шпиндель станка опускается сверху, чтобы захватывать детали и подавать их к дисковой револьверной головке с 12 позициями в основании станка для токарной обработки Op 10. Вертикальная конструкция обеспечивает отвод стружки и охлаждающей жидкости от инструмента и заготовки, отмечает г-н Дас. Затем детали автоматически перемещаются на второй конвейер VL5 через простую перекидную станцию, которая соединяет две машины. Когда детали выходят на конвейер второй машины после операции 20, оператор перемещает их на другой конвейер, что приводит к протяжке, червячной обработке и другим последующим процессам, иногда перед этим выполняя проверку на измерительной станции. «Части не останавливаются, они просто переходят от процесса к процессу», — говорит он. «Программы не работают быстрее, но автоматизация и согласованность машин, в отличие от оператора, позволяют увеличить производительность на 40 процентов по сравнению с предыдущими. Он просто выплевывает частички, как попкорн». Возможно, столь же важным является тот факт, что автоматизация машин позволяет компании по желанию разбивать эту специализированную ячейку, чтобы соответствовать меняющимся производственным требованиям. Для сравнения г-н Дас приводит в пример двухшпиндельный токарный станок. Прохождение деталей между основным шпинделем и вспомогательным шпинделем может дать те же преимущества, что и перекидная станция, соединяющая VL5. Точно так же портальный погрузчик или аналогичный аксессуар могут играть ту же роль, что и встроенные конвейеры. Однако в этом решении не будет того преимущества, которое заключается в наличии независимо работающих шпинделей, которые можно легко отделить и переместить в разные секции завода без потери возможности автоматизации. Как говорит г-н Райт, «мы можем комбинировать и повторно комбинировать их, как Лего». VTL также способствовали повышению качества деталей. В конечном счете, это так же важно, как и экономия времени, хотя в данном случае они идут рука об руку, говорит г-н Райт. В прямом смысле, жесткая конструкция VL3 и VL5, используемая для токарной обработки с последующей термообработкой, допускает допуски +/- 0,0005 дюйма, в отличие от +/- 0,001 дюйма в предыдущих системах. Примечательно, однако, и косвенное улучшение качества, связанное с переходом к автоматизированному потоку единичных изделий. Это позволяет операторам тратить меньше времени на процесс и больше времени на осмотр деталей. «Если вы сможете изготовить более качественную заготовку для зубчатых колес, у вас в конечном итоге будут лучшие опорные точки, и вы сможете лучше выполнять зубофрезерную обработку, шлифовку зубчатых колес и так далее», — заключает г-н Райт. «Машины EMAG значительно улучшили наши возможности в этом отношении».