Производитель штампов использует IIoT для перехода на мелкосерийное производство

Компания American Punch Co. (Евклид, Огайо), поставщик пуансонов и штампов как для рынков толстой штамповки, таких как строительство, так и для рынков меньшего калибра, таких как автомобилестроение, должна идти в ногу со своей клиентской базой. Это означало переход от крупносерийного производства к эффективной обработке небольших тиражей с более коротким временем обработки, чтобы выполнять заказы на поставку точно в срок, требуемые клиентами, внедряющими стратегии бережливого производства. Как и следовало ожидать, адаптация к этим требованиям создала собственный набор проблем, в том числе поиск способов снижения затрат, несмотря на возможность увеличения занятости.

Столкнувшись с этими проблемами, инженер-технолог Брайан Кейн начал переоценку производственных процессов компании в 2012 году. Посещение Международной выставки производственных технологий (IMTS) в том же году позволило г-ну Кейну связаться с LNS, чья система e-Connect представила American Punch. к промышленному Интернету вещей (IIoT), а также к способу автоматизации программных переключений между устройством подачи прутка и токарным станком.

Поиск способа перехода к сокращению тиражей

В то время как высокоточные пуансоны и штампы American Punch были хорошо приняты клиентами, их производственный процесс был ориентирован на стандартные производственные методы, при которых производятся сотни отдельных деталей, а не более мелкие партии из пяти, 10 или 20 штук, которые все больше востребованы клиентами. .

«Короткие тиражи, подобные этим, требуют многократных настроек и повышенного внимания со стороны оператора станка, что, конечно же, увеличивает затраты времени и труда на детали», — говорит г-н Кейн. «Альтернативой является увеличение тиражей и складирование готовой продукции до тех пор, пока она не понадобится покупателю. Несмотря на то, что у нас есть ряд деталей с большим оборотом для некоторых клиентов, добавление многих из этих деталей меньшего объема требует дополнительных оборотных средств, требует больше площади и увеличивает объем незавершенного производства. Итак, я начал искать способы сделать эти небольшие тиражи более эффективными. Мы уже использовали автоматический податчик прутка для загрузки материала в наши станки с ЧПУ, которые хорошо работали для крупносерийного производства, но не для более коротких тиражей, которые хотели наши клиенты. Каждый раз, когда мы переходили на новую деталь, приходилось вызывать другую программу как на токарном станке, так и на устройстве подачи прутка».

Найти решение в IMTS

Г-н Кейн решил, что идеальное решение будет заключаться в объединении семейства одинаковых деталей разной длины и характеристик, а затем в одновременном запуске их всех на одной установке. Однако никто из тех, с кем он разговаривал на выставке, не смог предложить хороший способ запуска нескольких деталей из прутка за одну установку.

Затем он посетил стенд LNS America Inc. и обсудил свои потребности с системным программным обеспечением и менеджером по управлению Рэнди Льюисом. Они обсудили систему связи e-Connect Ethernet, которая позволяет устройству подачи прутка и системе ЧПУ обмениваться данными.

Когда e-Connect и станок с ЧПУ «разговаривают» друг с другом, первый может просмотреть график производства после завершения обработки детали, чтобы выбрать следующую деталь для производства, а затем передать эти данные на устройство подачи прутка. . Устройство подачи прутка обращается к своей внутренней библиотеке деталей, в которой хранятся все параметры устройства подачи прутка для 500 программ обработки деталей, выбирает программу, которая соответствует программе, выбранной в основном расписании, а затем автоматически настраивается на новую программу.

Это было именно то решение, которое искал г-н Кейн. «Я узнал, что мы находимся на первом этаже такого обмена данными, который сейчас становится все более распространенным», — говорит он. В то время станки г-на Кейна не были готовы к обмену данными, поэтому LNS работала с поставщиком станков American Punch и производителем оригинального оборудования, чтобы ускорить их работу.

Подключение станка к работе

В этом приложении система e-Connect находилась в LNS Quick Load Servo 80 S2:полностью электрическом, сервоуправляемом, полностью автоматическом устройстве подачи прутков длиной от шпинделя, которое загружает прутки от 14 до 63 дюймов и диаметром от ¼ до 3 ¹ /₈ дюймы. Оператор станка American Punch загружал в устройство подачи прутка прутковую заготовку из инструментальной стали диаметром 1 ½ дюйма и запускал макропрограмму, которая позволяла системе управления токарным станком и устройству подачи прутка переключаться с одного семейства деталей на другое на лету.

Типичная установка включает в себя загрузку прутка соответствующего диаметра для изготовления различного количества деталей разной длины. Например, для производства 50 деталей длиной 2500 дюймов, 10 деталей длиной 3025 дюймов, 75 деталей длиной 3500 дюймов и т. д. будут использоваться стержни диаметром 1 ½ дюйма. Детали также могут различаться по форме. Эта установка позволяла производить без присмотра даже небольшие партии деталей без присмотра.

Сегодня с четырьмя рабочими ячейками, использующими систему LNS e-Connect и устройства подачи прутка, American Punch ежемесячно выпускает более 300 000 деталей и находится в процессе добавления дополнительных мощностей для удовлетворения потребностей клиентов. Новейшая рабочая ячейка состоит из устройства подачи прутка LNS Quick Load Servo 80 S2, загружающего прутки в токарный центр Doosan Puma 2100SY, способный выполнять фрезерование, сверление и нарезание резьбы. В дополнение к взаимодействию с устройством подачи прутка LNS, ЧПУ станка также взаимодействует с программируемой системой высокого давления для подачи точного количества охлаждающей жидкости для каждой операции обработки.

Еще одним преимуществом системы e-Connect является сокращение отходов материала. Помимо сохранения параметров устройства подачи прутка для каждой программы обработки детали, e-Connect отслеживает использование материала и передает эту информацию на станок. В основном расписании учитывается количество доступного материала и длина деталей в производственной очереди, чтобы определить, достаточно ли материала для производства требуемого количества конкретной детали. Если материала недостаточно для всего тиража, система определяет длину любого остатка, вызывает следующую деталь в спецификации, которая соответствует оставшемуся запасу, а токарный станок и устройство подачи прутка автоматически настраиваются для изготовления новой детали. Как только пруток используется, устройство подачи прутка загружает следующий пруток, и система повторяет процесс, пока не сделает все запланированные детали.

«Эти производственные ячейки значительно улучшили нашу стоимость в расчете на одну деталь за счет автоматической работы и добавления ночной смены без рабочей силы», — говорит г-н Кейн, добавляя:«Мы не только решили проблему времени до поставки, мы расширили наши возможности, чтобы взять на себя дополнительную работу».