Автоматизация в Aztalan Engineering

Автоматизация станков — не новая идея для компании Aztalan Engineering из Лейк-Миллс, штат Висконсин. Вместо этого для этого контрактного производителя использование автоматизации для загрузки и выгрузки деталей является установленной практикой. В 1990-х годах компания взяла на себя производство набора компонентов из другого цеха, купив и установив два токарных станка с ЧПУ, которые использовались в этом предыдущем цехе. Ячейка по сей день обеспечивает высокую производительность.

И все же опыт с этими роботами не означал, что третий токарный станок, добавленный к этой ячейке, получит своего собственного робота. Когда растущий спрос на эти компоненты оправдывал новый процесс с использованием дополнительного токарного станка, Aztalan внимательно следил за тем, чтобы убедиться, что ручной загрузки этого дополнительного токарного станка достаточно, чтобы не отставать. Это было какое-то время. Но когда прогнозировалось дальнейшее увеличение спроса, стало ясно, что для новейшей машины нужен новый робот. Поэтому к этому токарному станку Okuma LB 2000 был добавлен робот FANUC M10iA. Таким образом, эта ячейка в Aztalan теперь включает в себя как роботов, так и токарные станки, возраст которых разделен почти на 20 лет. Ячейка является одним из различных примеров автоматизации станков в этой компании. Степень, в которой Aztalan использует автоматизацию, поучительна по разным причинам. Во-первых, он иллюстрирует разнообразие вариантов автоматизации, которые могут иметь смысл в среде контрактной обработки. Но, во-вторых, и, возможно, более важно, опыт Aztalan служит иллюстрацией того, почему не поддаться влиянию автоматизации. Азталан сам сталкивается с этим вызовом. Компания быстро развивается, и увеличение производительности за счет автоматизации часто является лучшим способом удовлетворения производственных потребностей. Но даже в этом случае, говорит Кирк Куссман, директор компании по продажам и маркетингу, технологии автоматизации, как правило, сталкиваются с дополнительными препятствиями, когда дело доходит до обоснования победы. По его словам, «всегда трудно купить машину, которая не производит микросхемы напрямую». Эта проблема усугубляется широким спектром возможностей автоматизации. Успех с одним типом автоматизации не раскрывает ценность других подходов. Например, успеха с роботизированными токарными станками было недостаточно, чтобы показать компании лучший способ автоматизации определенного процесса обработки многообразия. Здесь лучшим решением стал не робот, а гибкая паллетная система Fastems в связке с горизонтальным обрабатывающим центром. Г-н Куссман говорит, что вместо того, чтобы прийти к этому решению самостоятельно, Aztalan принял его после того, как его поставщик станков, Morris Midwest, доказал, что существует экономически эффективный способ автоматизации производства этой детали. Повышение осведомленности Одной из причин быстрого развития Aztalan сегодня является обдуманное решение компании сделать это. Около 4 лет назад компания начала продажи и маркетинговые усилия, направленные на увеличение объема своего бизнеса. В то время у компании была небольшая узнаваемость бренда, но теперь она более широко известна, особенно среди производителей медицинской техники — на этот сектор приходится наибольшая доля бизнеса магазина. Сегодня в этой области, говорит г-н Куссман, Aztalan регулярно участвует в торгах по крупным запросам предложений. Компании также удалось завоевать доверие проектно-конструкторских фирм, что позволяет компании участвовать в разработке новых продуктов, консультируя их по вопросам технологичности. Все это привело к повышению активности. Компания отчасти отреагировала на это расширением, а генеральный директор компании Джим Брей сам спроектировал объект расширения, который увеличил производственные площади более чем вдвое, когда он открылся два года назад. Компания также увеличила штат сотрудников, а также применила автоматизацию для повышения ценности, которую могут принести сотрудники. Двухшпиндельный токарный станок Okuma LFS с портальной нагрузкой — еще один пример автоматизации, которая хорошо работает в среде этой компании. Хотя Aztalan является контрактной мастерской (это означает, что большая часть ее работы выполняется на основе долгосрочных соглашений), она по-прежнему должна быть такой же гибкой, как ремонтная мастерская, в удовлетворении часто изменчивых требований клиентов к количеству деталей и доставке. Станок LFS с двумя токарными шпинделями, направленными вперед, оказался полезным для крупносерийной обработки автомобильных деталей. Верхний портал не только загружает и выгружает деталь, но и пропускает ее между шпинделями для обработки сторон A и B, поддерживая работу нескольких деталей в любой момент. Совсем недавно мастерская присвоила этому станку второй номер детали и готовит патронные кулачки и захваты для семейства из четырех деталей, которые также будут присвоены ему. Несмотря на то, что двухшпиндельный токарный станок с портальной нагрузкой является эффективным высокопроизводительным ресурсом, он по-прежнему представляет собой станок с ЧПУ с гибкостью, которую это подразумевает, позволяя быстро переключаться между различными номерами деталей по мере необходимости. Заполнить время Нечто подобное можно сказать и о горизонтальном обрабатывающем центре, также от Okuma, который обслуживается паллетной системой от Fastems. Из десяти поддонов этой системы пять настроены на работу с одной конкретной деталью — коллектором, изготовленным из цельного алюминия. На каждом из этих пяти поддонов надгробие содержит восемь алюминиевых заготовок, четыре блока для обработки стороны А и четыре частично обработанных детали для обработки стороны В. Остальные поддоны доступны для производства других деталей во время перерывов в производстве этих коллекторов, которые поставляются в размере около 15 000 в год. Aztalan может эффективно производить эту деталь, используя независимый HMC. Даже с восемью деталями на надгробную плиту загрузка одного набора деталей вручную на один поддон в HMC, в то время как текущий набор выполняется на другом поддоне, может существенно сократить время настройки. Однако следующим шагом за пределами производства HMC является что-то вроде системы Fastems. Что эта автоматизация добавляет к уже эффективной HMC, так это потерянное время, когда нет сотрудников. Судя по всему, это не так много времени. Работая в две смены по 10 часов, Aztalan отрабатывает 20 часов каждого рабочего дня. Тем не менее, автоматическая обработка с системой поддонов значительно увеличивает производительность этой HMC. В будний день система поддонов поддерживает работу машины в течение оставшихся 4 часов. В выходные это позволяет работать дополнительно 6 часов. Эти дополнительные 26 часов обработки увеличивают производительность HMC более чем на 20 процентов. Фактически, даже в присутствии персонала машина, оборудованная системой поддонов, работает без присмотра. Как правило, у оператора есть целых 6 часов, чтобы уйти и заняться другими машинами, прежде чем вернуться, чтобы разгрузить готовые детали и загрузить новые. Держать темп Эти загруженные роботами токарные станки — машины, с которых Азталан начал использовать автоматизацию, — производят компоненты для системы доставки лекарств. Автоматизация в этой ячейке, которая теперь включает в себя робота, добавленного к новейшему токарному станку, освобождает оператора ячейки для выполнения жизненно важной задачи проверки готовых деталей. Допуски на размеры сопрягаемых компонентов, обработанных в этой ячейке, очень строгие, с характеристиками, которые включают даже общую выпуклость или вогнутость (в зависимости от детали) 5 микрон. Компания Aztalan вложила средства в измерительные технологии, чтобы контроль, необходимый для этих деталей, мог идти в ногу с автоматизированной обработкой. Система измерения формы Tropel от Corning использует лазерную метрологию для картирования готовых деталей. Устройство представляет собой уровень технологии контроля, редко встречающийся в среде контрактной обработки. И это предполагает следующий уровень сложности, которую обычно создает автоматизация. Автоматизированные производственные системы часто бывают настолько продуктивными, что для поддержания рабочего процесса требуются реагирующие системы как до, так и после обработки. Эффективное измерение соответствует требованиям скорости после обработки. Между тем, г-н Куссман говорит, что инвестиции в программное обеспечение Exact JobBoss — не только его покупка, но и время, потраченное на то, чтобы задействовать все его возможности, — были необходимы для более эффективной организации работы перед обработкой и подготовки к производству. По его словам, сделать процесс еще более отзывчивым перед механической обработкой — главная задача цеха. Компания ищет способы расширить свои возможности программирования ЧПУ, чтобы идти в ногу со все еще ускоряющимся рабочим процессом. По его словам, программирование в цеху будет частью решения. В цехах есть таланты, и не каждая работа должна быть запрограммирована на инженерное дело. Кроме того, компания научится больше полагаться на автоматизацию в программном обеспечении CAM для автоматического создания стандартных траекторий движения инструмента, но это непросто, говорит он. Понятно, что программисты хотят быть уверенными, что каждая важная функция дорогостоящей детали запрограммирована правильно. В результате они предпочитают контролировать каждый шаг программирования напрямую. Таким образом, одно дело выключить свет в процессе обработки, потому что можно наблюдать за роботом и станком в действии до того, как погаснет свет. Но выключение света в программировании — это другое дело, потому что программное обеспечение не предлагает подобного способа заглянуть внутрь. Таким образом, внедрение CAM-автоматизации повлечет за собой даже большее доверие, чем автоматическая загрузка заготовок. Станок, как оказалось, является одной из самых простых частей процесса для автоматизации.