Нетрадиционный подход к многошпиндельному производству

Когда магазин находится на рынке станков, он может зависеть от рекомендаций экспертов. Производители станков знают свое оборудование и его возможности; они должны быть в состоянии определить приложения, для которых он лучше всего подходит, и те, в которых он может дать сбой.

Однако компания Otto Engineering Inc. из Карпентерсвилля, штат Иллинойс, мыслит нестандартно и любит бросать вызов своим поставщикам, предлагая новые подходы к традиционным методам. Производственная обработка рассказал историю Отто 15 лет назад. Это продолжение показывает двойную ставку на успех, которого компания добилась благодаря тому, что когда-то было настолько радикальным планом, что поставщик даже не хотел продавать машину. Хотя использование станков с ЧПУ для небольших партий не является чем-то неслыханным, покупка станка для этой конкретной цели и огромный успех этой стратегии вызывают удивление у большинства за пределами организации.

Под контролем

Компания Otto была основана в 1961 году для разработки и производства коммутационных продуктов и коммуникационных аксессуаров для требовательных приложений. Первоначально производя поворотные и кнопочные переключатели, подразделение управления теперь предлагает обширную линейку переключателей управления, тумблеров и рукояток. Он продает свою продукцию для военной, аэрокосмической, сельскохозяйственной, строительной и других отраслей промышленности. Один из текущих проектов компании включает производство переключателей для проекта НАСА «Орион», в рамках которого изучается возможность отправки людей на Марс в течение следующего десятилетия.

В 2004 году, работая через технический центр DMG MORI USA Inc. в Чикаго, Отто приобрел шестишпиндельный многошпиндельный станок с ЧПУ Gildemeister GMC 35 ISM. Это была крупная покупка, направленная на снижение пропускной способности и повышение гибкости цеха. Как и следовало ожидать, для изготовления некоторых деталей на станке Gildemeister может потребоваться до 10 000 заготовок и более; это не удивительно. Но что гораздо более необычно, так это то, что компания без колебаний выпускает тиражи, требующие всего 50, 25 или даже пяти — да, пяти деталей; и это шестишпиндельный станок, так что дополнительный часть должна быть сделана. Единственный способ, которым магазин может добиться успеха при работе с такими небольшими партиями, — это минимизировать время установки. Средний тираж составляет от 200 до 1000 экземпляров, что требует от двух до шести часов производственного времени.

В то время как мультишпиндели известны тем, что требуют длительной настройки, компания Otto нашла способ противостоять этой тенденции, сохранив среднее время настройки на Gildemeister всего около 15 минут. В зависимости от расписания, в некоторые дни машина будет настраиваться до шести раз за девятичасовую смену, а в другие дни она может выполнять одно задание весь день.

Почему это работает

С тех пор как Отто купил станок, начальник цеха Том Секрето запрограммировал для него 412 различных деталей, состоящих из семи различных семейств деталей, и среднее время выполнения каждой детали 16 секунд. Он управляет этими работами с помощью библиотеки инструментов, состоящей всего из 13 различных фронтальных сверл, 16 различных токарных инструментов для фронтальной и обратной обработки внутреннего диаметра, 10 различных токарных инструментов для наружного диаметра со стороны барабана и шести различных фрезерных инструментов, всего 45 инструментов. машина.

Для всех деталей используется только алюминиевый пруток одинакового диаметра. Диаметр деталей варьируется от 0,875 дюйма до 0,16 дюйма. Чтобы компенсировать дополнительные затраты на отходы материала при работе с деталями меньшего диаметра, Otto соблюдает строгие стандарты поставки чистой, не содержащей масла стружки для своей перерабатывающей компании. Устранение необходимости переключения станка на прутки другого диаметра обеспечивает значительную экономию времени при настройке.

Весь инструмент быстросменный, все инструменты предварительно установлены. Система управления Siemens с более чем достаточным количеством смещений инструмента для каждого положения обеспечивает простую настройку всех смещений геометрии для каждого инструмента. Типичная настройка состоит из установки четырех или пяти инструментов в станок, загрузки программы для нужной детали и замены цангового зажима. На этапе программирования требуется дополнительное время, чтобы убедиться, что он идеально подходит для моделирования. Оператор может просто нажать кнопку запуска цикла и быть уверенным в точности первой детали.

Мистер Секрето знает, какие детали будут работать на машине дальше, и он ждет установки. Все предустановленные инструменты и все необходимое для настройки хранятся в шкафу рядом с машиной. Менеджер механического цеха Джон Лэнг объясняет, что одной из проблем многошпиндельного станка является установка расстояния между противошпинделем и щупами, которое определяет общую длину детали. Стратегия Отто заключается в том, чтобы установить индикатор внутри машины. В зависимости от предыдущей части индикатор показывает точные корректировки, необходимые для следующей. Разница между двумя частями может составлять всего 180 тысячных, но корректировки выполняются точно, «плюс-минус ничего», чтобы гарантировать, что следующая часть будет сделана правильно с первого раза.

Хитрость в том, что вместо типичной стратегии рассмотрения семейств деталей Отто рассматривает семейства инструментов, применяя творческий подход к программированию. Они смотрят на существующие инструменты и видят, какие детали подходят к ним, даже если для придания формы могут потребоваться дополнительные разрезы на детали, что увеличивает время цикла. «В большинстве случаев на многошпиндельном станке уже есть свободное время, потому что время цикла зависит от самой продолжительной операции или суппорта», — говорит г-н Секрето. «Например, если слайд 6 — 18 секунд, а это самый длинный, то цикл — 18 секунд. Возможно, слайд 2 — это грубая скучная операция, и это всего 12 секунд. Таким образом, к слайду 2 можно добавить еще шесть секунд черновой операции, не влияя на общее время цикла». Добавление каких-либо инструментов в библиотеку является крайней мерой и почти никогда не выполняется.

Количественные преимущества

«На самом деле мы зарабатываем больше денег на производимых нами переключателях, когда у нас есть партии меньшего размера, — говорит г-н Ланг. «Маржа намного выше. Большинству других мастерских было бы трудно удерживать время цикла на уровне 15 секунд на заготовке с такой геометрией, которую мы вкладываем в них».

Он говорит, что изготовление таких деталей на стандартном токарном станке может занимать до двух минут, а на настройку уходит от трех до пяти часов. Время цикла мультиварок примерно в семь раз лучше, чем у обычного токарного станка с ЧПУ. Мистер Лэнг знает, потому что раньше Отто изготавливал все эти детали на обычных токарных станках с ЧПУ. Окупаемость инвестиций в Gildemeister сыграла значительную роль в дальнейшем успехе компании. Г-н Лэнг вспоминает, что когда он начинал в Otto, это была компания с оборотом в 5 миллионов долларов. Сейчас это компания с оборотом 130 млн долларов, которая неуклонно растет (в том числе на 15% в 2018 году) с момента установки машины.

Поскольку короткие тиражи и время наладки позволяют компании Otto поставлять детали так быстро, она в основном использует машину в качестве склада или инвентаря. Компания не имеет избыточных запасов. Даже если приходит большой заказ на 5000 или 10000 штук, они могут получить их на следующий день. На обычном токарном станке с ЧПУ это заняло бы неделю. Даже если бы детали обрабатывались на нескольких токарных станках, это все равно заняло бы больше времени из-за дополнительных настроек. Клиенты также ценят оборот, потому что им не нужно думать о заказе заранее. Отдел продаж сбрасывает заказы и получает немедленный ответ в производстве.

Что дальше

Помимо своих возможностей обработки с ЧПУ, Otto также занимается литьем под давлением, штамповкой, сборкой кабеля и формованием кабеля, в котором сейчас работает около 575 человек. Он также недавно приобрел компанию по производству инструментов и штампов. Чтобы справиться с последствиями растущей нехватки рабочей силы, компания нанимает двух учеников в год сразу после окончания средней школы. Эти ученики проводят время в Иллинойсской ассоциации производителей инструментов и производителей, а затем устраиваются в Отто в качестве слесаря, модельера, изготовителя форм или специалиста по инструментам и штампам, в зависимости от их сильных сторон. Г-н Лэнг говорит:«Пять лет назад мы подготовили отчет, в котором сделан вывод о том, что в течение 10 лет (через пять лет) половина нашей рабочей силы выйдет на пенсию. Нам нужно решить эту проблему. Привлекая новые молодые таланты, а также первоклассный персонал компании по производству инструментов и штампов, мы делаем все возможное, чтобы удовлетворить будущие потребности».

Несмотря на любые кадровые проблемы, компания продолжает стремительно расти. Он находится в процессе строительства нового технического центра площадью 100 000 квадратных футов, открытие которого запланировано на июнь, в котором будет размещена большая часть операций по обработке и штамповке с ЧПУ. Вместе с этим зданием появится новый Gildemeister, почти идентичный нынешнему. Эта машина сейчас находится в сборке, поставка запланирована на июнь.

Нынешняя мультисистема почти полностью загружена с первых дней своего существования в цехах. Как только появится новый станок, у Отто будет больше возможностей для экспериментов с различными стратегиями обработки. Одно из соображений заключается в том, чтобы новый станок мог обрабатывать несколько деталей диаметром от 7/8 дюйма до дюйма и 16 ^th . . «Изменение размеров стержней занимает примерно полдня, поэтому мы обычно избегаем этого», — говорит г-н Лэнг. «Но у нас будет возможность снова взглянуть на вещи по-другому, и мы будем перемещать еще больше деталей с обычных токарных станков с ЧПУ».

Отто добился большого успеха с GMC 35 ISM, выполняя на многошпиндельном станке то, что считается коротким тиражом и множеством настроек. Он работал хорошо, быстро поставляя детали и в основном используя машину для замены складского помещения для инвентаря. Машина требовала удивительно низкого объема технического обслуживания. Слайды все еще оригинальные и не требуют восстановления. После более чем 73 000 часов производства единственное техническое обслуживание, которое потребовалось машине, касалось электрических приводов, кабелей и устройства подачи прутка. Отто ожидает таких же результатов от новой машины и надеется на дальнейший рост благодаря творчеству, которое заложило основу для этого момента.

Для получения дополнительной информации об Otto Engineering Inc. посетите сайт ottoexcellence.com или позвоните по телефону 847-428-7171.