制造业的未来武力
CAD / CAM
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超出预期的多任务加工

去年,位于纽约州宾厄姆顿的Instron公司(200家伊利诺伊州工具厂公司之一)的机械车间发现了一个改进的机会,并以变革挑战自己。目前面临的挑战是提高加工夹具本体、活塞杯和适配器板的效率,这些部件包括每个测试器的夹具组件。这些零件是用铝制成的,有四种尺寸,适用于Instron机器的四种尺寸。
使用新的CAM软件实现多任务机器,可以为车间设置和减少生产时间。其中一部分的设置时间甚至从6小时缩短到5分钟。
为了提高加工效率,加工主管Mark Welch和他的团队需要证明购买一台新的CNC的合理性。今年晚些时候,该车间量化了将零件从传统的多装置、多操作加工转向单装置生产的成本和预期效益。投资回报率(ROI)分析,包括预期的生产时间和成本的减少,证明购买Mazak Integrex i-200S II多任务机是合理的,这是一种数控技工从未使用过的数控编程人员从未编程的类型。
总部位于马萨诸塞州诺伍德。从汽车到生物医学和航空航天等多个行业,Instron制造和服务广泛的设备系列,用于测试材料和组件的机械性能。宾厄姆顿工厂占地4万平方英尺,是Instron在美国的两家生产工厂之一,生产用于拉力、压缩、弯曲、疲劳、冲击和扭转测试的机电测试仪组件。韦尔奇先生还担任两名NC程序员之一,他们保持18个cnc生产部件的两班制。
韦尔奇先生解释说,杯子和适配器板90%是转向工作,而手柄体是严格的铣削,尽管它开始是一个圆坯料,最后是一个马蹄形,有许多角孔,槽和其他特征。杯子和适配器是在两个车床操作和一个操作在立轧机,而手柄体需要一个操作在立轧机和另一个水平。在每个轧机上,零件在完成前要经过多个固定装置——两个垂直装置和三个水平装置。
虽然在车床上的安装时间比在轧机上要少得多,但在轧机上的安装时间平均为3小时。握持体总设置时间为6小时。
另一个问题是交货时间。因为零件是在繁忙的机器之间转移的,所以在队列中等待的时间会很长。一个部件可能会为一个手术等待一两个星期,运行这个手术一个星期,然后再等一两个星期再做下一个手术。最终,许多零件将准备外部电镀或喷漆,这可能需要另一个星期。
为了证明零件运行是合理的,考虑到所涉及的安装和运行时间,批量大小在80到100个零件之间。组装组的“拉动”零件是一个信号,要从工厂运输零件,工厂将不得不保留一些库存,一些在生产过程中,以防止客户交付时的装配延误。
Integrex的购买被批准,然后离开商店寻找CAM软件来编写MTM。韦尔奇说:“环顾四周,摸清市场,调查人们在这类机器上使用的是什么,我们看到和听到的一切都指向了GibbsCAM。”“所以我们使用了GibbsCAM的网络许可证。”
1月初,韦尔奇先生和第二班级程序员Brian Grochocki,在机器上有一个为期2天的培训课程哈萨克肯塔基州校园。当机器到达后,他们去地区经销商的设施上了为期3天的GibbsCAM速成班。Welch先生和Grochocki先生没有时间进行悠闲的训练,所以他们的GibbsCAM训练是针对Integrex上的铣削和转动功能编程。韦尔奇说,培训非常棒,但他仍然感到不安,不得不放弃使用了8年的CAM系统,用一个新系统为新的机器配置编程,同时还要管理30个人。
“我们要做的第一件事就是编程我们用于理由的12个部分,”他说。“我们现在必须制造它们,并在我们去的时候找出软件。我们的Gibbscam经销商表示,我们会​​迅速习惯它,我们会长很喜欢这个系统。他是对的。在大约2周内,它变得更加用户友好,到二月中旬,我们喜欢它。“
对于Grochocki先生来说,在第二班工作似乎更容易,尽管他担心时间线,在一周内放弃之前的软件,培训新软件,下一周用它制造零件。“经销商说GibbsCAM很容易学习和使用,这就是它的方式,”他补充道。“训练是速成班,但相当不错。这足以让我们开始。没有时间测试或实践,真正的学习是在工作中进行的。”
从编程开始,这些牺牲很快就得到了回报。在收购Integrex的同时,Instron工程开始提供solid Edge和SolidWorks格式的实体模型,GibbsCAM在5秒内打开这些模型。“我不知道我们的其他CAM系统是否能处理固体,”韦尔奇说。“我们会打印出来,然后在CAM系统的设计模块中重新绘制零件,然后用它来编程。有了GibbsCAM,我们可以直接从实体模型中编程。”
最重要的是,GibbsCAM/Integrex组合使运行时减少超过用于ROI分析的预测。韦尔奇将这种新工艺描述为“一次完成”,并引用了马扎克对单设置零件加工的描述。仅在运行时,最大的活塞杯以前需要1.2小时的机器,但现在只需要0.6小时。适配器板花了1.5小时,现在只花了0.7小时。获得最大收益的是抓地力,之前花了1.85小时,现在只花了0.72小时。
然而,机器配备了一个72工具的传送带,它可以装载所有需要加工所有12个部件的工具。程序被加载到内存中,因此每个部件运行的安装时间(包括手柄体所需的6小时安装时间)减少到5分钟。一个5分钟的设置可以证明更短的运行是合理的,所以商店已经减少了批量大小。“现在机械师载入一个程序,点击‘循环启动’。韦尔奇说,“今天我们只生产一个零件,第二天就把所有零件送去外部加工。”“使用我们的内部店铺价格,在更小的地块上,单是运行时间,我们每批节省了1200美元。”
额外的奖金是消除了车床和磨机的12份,现在可以提高其他部件的吞吐量。意外的认可和鼓励是另一个奖励。“我们从上层管理层获得了很多赞誉,”Welch先生说。“我们的首席执行官和我的老板经理在厂房旅游中完全惊讶。他们可以整天观看积分。因为他们最终被移动到其他机器,他们会拿起一部分并说,“这将是整合的一个很大的部分。”“
Welch先生正在向格索克西先生提供所有编程责任,现在在第一班级编程有一个四轴HAAS EC 1600,带有索拉克Nexus 510C II和两个Okuma OSP 700M立式铣刀,带有Gibbscam。他说,他从未使用过GibbsCam的许多功能,但是找到了他们所需要的。“我依赖于一些机器仿真和切割部分渲染,因为在我向机器发送程序之前显示潜在的问题,”他补充道。“我们从未在机器上崩溃或凿孔或任何问题。”
韦尔奇对此表示赞同,并增加了另一项功能。他说:“我真的很喜欢这种从编程到CAD随时切换的能力,而且不会丢掉工作。”“与我们之前的系统,如果我们需要改变一个维度特征,我们将不得不离开凸轮,启动CAD方面做出改变,然后离开CAD和CAM,会说一切我所编程是毫无价值的,因为改变,我必须计划一切了。使用GibbsCAM,我可以通过点击跳出CAM,改变一个特征或尺寸,然后跳转回CAM,在这里工具路径会自动更新,以反映我的更改,没有工作损失,也没有重新编程。这是一个很棒的功能。”
Integlex效率留下了大量的能力,因此商店正在研究机器的额外的高负荷零件,优先减少设置。韦尔奇先生相信另外六个或八个部分可以填充能力,并且由于旋转木马装载有用于加工铝的工具,他希望将机器致力于铝合金零件。此外,管理层鼓励他与工程合作以在可能的任何地方标准化。如果运行M4和M6钻头和水龙头,并且可以为M4或M6修改带M5孔的零件而不影响其性能,可以在不改变工具的情况下运行,在5分钟内离开设置时间。
管理层还鼓励明年对另一个Integlex的理由,因此Welch先生的团队将寻求更多机会来减少设置和生产时间。“下一台机器将致力于钢铁,目的是标准化工具,以最大限度地减少设置,”Welch先生说。
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