Das Minimieren von Teilen und das Entwerfen von Komponenten löst mehrere Anforderungen

Milltronics Manufacturing Company, ein Hersteller von CNC-Werkzeugmaschinen (Computerized Numerical Controls) mit Sitz in Waconia, Minnesota, ist ein bedeutender Hersteller und Vermarkter von hochwertigen, kostengünstigen Bearbeitungszentren, Werkzeug- und Brückenfräsern sowie Werkzeug-Drehmaschinen, die sowohl in den Vereinigten Staaten als auch im Ausland verkauft werden .

In seiner fast 25-jährigen Geschichte hat Milltronics seine Marketingphilosophie mehrmals geändert, um in einem sehr wettbewerbsintensiven Geschäft bestehen zu können. Ursprünglich stellten sie CNC-Systeme her und vermarkteten sie an heimische Werkzeugmaschinenhersteller (einen mit Maßinformationen programmierten Computer, der die Bewegungen von Fräsmaschinen steuert). Als immer mehr Importe auf den Markt kamen, stiegen die US-Hersteller aus, weil sie überzeugt waren, nicht länger konkurrieren zu können.

Da die Zahl der einheimischen Bauunternehmen abnahm, begann Milltronics mit dem Verkauf schlüsselfertiger Produkte und installierte seine eigenen CNCs auf importierten Maschinen. Zusätzliche Regierungssanktionen erschöpften fast ihre Quelle für Maschinen sowie die Eisenquelle für die wenigen Kunden, die sie noch hatten. Zu diesem Zeitpunkt blieb ihnen nur noch die Möglichkeit, die Maschinen selbst zu bauen. Es war ein Weg, den viele zuvor versucht hatten und der gescheitert war. Der Unterschied war, wie sie es taten. Milltronics schreibt einen Großteil seines Erfolgs der Minimierung der Teileanzahl in seinen Maschinen und der Entwicklung von Komponenten zu, die mehrere Anforderungen erfüllen.

Sie nannten ihre neue Produktlinie „Partner“, was die Gesamthaltung des Unternehmens prägt. Milltronics entwickelte „Partnerschaften“ mit seinen Mitarbeitern, Lieferanten und Kunden. Diese Strategie beeinflusste wiederum die technische Leistungsfähigkeit, die wettbewerbsfähigen Preise und die Neudefinition eines ganzen Segments von Werkzeugmaschinen.

Durch diese Partnerschaft zwischen Unternehmen und Lieferanten löste Milltronics ein beunruhigendes technisches Problem, das die Qualität und das zukünftige Design einer seiner beliebtesten Produktlinien – der CNC-Bearbeitungszentren – bedrohte. Das Unternehmen installierte bürstenbehaftete DC-Servomotoren an Maschinen, die nicht die technische und leistungsmäßige Überlegenheit von AC-Servomotoren bieten konnten.

Als sich der Werkzeugmaschinenhersteller entschied, bürstenlose Motoren in das Bearbeitungszentrum der VM17-Serie einzubauen, wurde Robert Page, ein Elektroingenieur, der für Servoantriebe und Motoren verantwortlich ist, ein wesentlicher Bestandteil dieser technischen Veränderung. "Wir hatten zu Beginn dieses Projekts festgestellt, dass der Markt nach bürstenlosen Systemen verlangte", sagt Herr Page, "hauptsächlich wegen ihrer Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit." Es gab einige schnelle DC-Bürstenmotoren auf dem Markt, die aber im Vergleich zur neueren bürstenlosen Technologie als altmodisch galten. "Im Allgemeinen", bemerkt Herr Page, "sind bürstenlose Motoren schneller und die Notwendigkeit, Bürsten zu wechseln oder sich um Kommutierungsgrenzen zu kümmern, entfällt."

Das Unternehmen experimentierte über einen Zeitraum von 18 Monaten mit verschiedenen Kombinationen von Servoantrieben und Motoren verschiedener Hersteller. Teilweise testeten sie Produkte desselben Herstellers; in anderen Fällen vermischten sie sich und passten zusammen. "Unsere Ergebnisse waren nicht so gut", sagt Herr Page. "Wir hatten immer noch Probleme und suchten weiter nach Optionen, die einfacher zu verwenden und zuverlässiger waren."

Das Unternehmen begann, sich mit dem Sigma-Servosystem von Yaskawa Electric (Northbrook, Illinois) zu befassen, einer kompakten, leistungsstarken Kombination aus bürstenlosen Servomotoren, die mit flexiblen, volldigitalen Verstärkern abgestimmt sind. Die Sigma-Produktfamilie bot ein höheres Trägheitsmoment, ein höheres Drehmoment pro Länge und ein höheres Drehmoment pro Dollar als andere von ihnen analysierte Systeme.

Peter Gennuso, Regional Sales Manager, Yaskawa Machine Tool Sales Group, arrangierte die Lieferung von bürstenlosen Servomotoren, Antrieben und Kabeln an Milltronics zur Installation auf einem Bearbeitungszentrum, das im September 1996 zur IMTS-Messe geliefert werden sollte. „Ich war sehr beeindruckt mit der Geschwindigkeit und der Gesamtleistung dieses Prototypmodells", erklärt Mr. Page. "Es hat enormes Interesse bei den Kunden auf der Messe geweckt, die sich zu dieser Zeit immer mehr mit der Technologie und Leistung digitaler bürstenloser AC-Motoren befassten."

Auch die technischen Vertreter von Yaskawa waren sehr unterstützend. „Wann immer wir um Hilfe baten, sind sie sofort hier aufgetaucht, um mit unseren Leuten zu arbeiten. Ich weiß, dass ein Techniker zwei Tage in unserer Einrichtung verbracht hat, um sicherzustellen, dass die Antriebe vollständig aufeinander abgestimmt sind“, sagte Herr Page. „Die Unterstützung war immer sehr gut gut – eines der Dinge, die uns von Anfang an gefallen haben gab uns die Tools, die wir brauchten, um die ersten Entdeckungen zu machen und die Dinge in Gang zu bringen. Die Lernkurve war schnell, aufgrund ihres technischen Aufwands und des technischen Wissens, das sie in der Anlage zur Verfügung stellten."

"Unsere technischen Tests mit den bürstenlosen Servomotoren und Antrieben zeigten hervorragende Ergebnisse", fügte Herr Page hinzu. „Sie verhalten sich bei jedem Einschalten exakt gleich – von einer Maschine zur nächsten. Das hat mir das Leben sehr erleichtert, weil ich jetzt die Servomotoren und Antriebe nicht mehr feinjustieren muss. Sie sind absolut einheitlich und immer.“ Arbeit."

In letzter Zeit hat Milltronics viel strengere Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass seine Maschinen genau sind. Einer der strengsten ist der Stangenkugeltest von Renishaw. Die Maschine ist so programmiert, dass sie einen Kreis schneidet, der auf Kreisförmigkeit gemessen wird, um zu sehen, wie nahe er der theoretisch perfekten ist. Dies ist für Werkzeugmaschinenmotoren schwierig anzutreiben und zu steuern. Es ist umfassend, da es alle Aspekte der Maschine misst. Laut Herrn Page liefern die bürstenlosen Servomotoren runde, glatte Kreise – jedes Mal.

Systemeinrichtung, Parametereinstellung, Autotuning, Leistungsüberwachung und Fehlerbehebung werden mit SVMON, dem Softwarepaket von Sigma System, erheblich vereinfacht. "Es ist sehr einfach zu bedienen", bemerkte Mr. Page. „SVMON ermöglicht es Ihnen, ein RS-232-Kabel an der Vorderseite des Antriebs anzuschließen und die Parameter in etwa 15 Sekunden herunterzuladen. Für jede Achse dieser Maschinen wird eine Parameterdatei verwaltet, also müssen wir nur die Antriebe einschalten und die Parameter herunterladen , und sie sind startklar."

Tim Rashleger, Chief Operating Officer, dachte schon früh in der Testphase, dass die bürstenlosen Motoren und Antriebe von Sigma Servo und gleichzeitig das höhere Technologieniveau, das sie bieten, zu teuer wären – dass es zu viel kosten würde, und die Lernkurve könnte zu lang sein, um das Produkt zum Laufen zu bringen. Aber es stellte sich heraus, dass es genau das Gegenteil war. „Die Kosten für die Yaskawa-Sigma-Servomotoren waren tatsächlich geringer als die vorherigen Bemühungen“, sagte er. „Ich denke, es lässt sich in vier Kategorien einteilen. Erstens war die Kurve, um das Produkt auf den neuesten Stand zu bringen und einsatzbereit zu machen, sehr schnell. Zweitens war der Preis besser als wir dachten. Als der Preis in unsere Volumenzahlen einbezogen wurde, waren sie es leicht zu rechtfertigen. Drittens, technisch auf dem Boden, lassen sich die Sigma Servomotoren und -antriebe schneller montieren und schneller testen. Die Fehlersuche ist minimal, weil sie funktionieren. Und viertens, wenn sie in den Einsatz kommen, haben wir keine Ersatz- und Servicekosten und , folglich unzufriedene Kunden. Es stellt sich also heraus, dass die Gesamtkosten für die Verwendung von Yaskawa Sigma-Servos im Vergleich zu einer möglicherweise niedrigeren Technologie günstig sind.

Die Produktlinie von Milltronics ist in Bearbeitungszentren und Werkzeugmaschinen unterteilt. Zwei Drittel des Geschäfts entfallen auf die Produktlinie der Bearbeitungszentren und ein Drittel auf die Werkzeugbauprodukte. Es gibt sechs Milltronics-Bearbeitungszentrumsmodelle mit Tischverfahrwegen von 25 x 16 Zoll bis 100 x 30 Zoll und bis zu 20 PS für die Schwerzerspanung. Alle diese, mit Ausnahme eines Einstiegsmodells, werden mit Sigma Servo-Motoren und -Antrieben hergestellt. „Aus fertigungstechnischer Sicht war es für uns sehr produktiv, mehrere Modelle mit denselben Servomotoren zu bauen“, sagt Herr Rashleger. „Früher mussten wir verschiedene DC-Größen in größeren Mengen kaufen, um bessere Preise zu erzielen, und dann einen großen Bestand führen. Aufgrund des Wertes von Yaskawa im 40- und 50-Zoll-Bereich sind wir in der Lage, mehrere Maschinenmodelle abzudecken mit einem Servoprodukt."

Die Eilgänge der VM16-Maschine mit DC-Servoantrieben betragen 400 Zoll pro Minute (ipm). Die meisten anderen Bearbeitungszentren in der Produktlinie, die Yaskawa verwenden, sind wesentlich höher – etwa 800 Bilder pro Minute sind typisch. „Wenn Sie eine Maschine mit 400 ipm gegenüber einer Maschine mit 800 ipm verkaufen, ist das der Unterschied, den die AC-Servos von Yaskawa im Vergleich zu den bürstenartigen DCs ausmachen“, erklärt Mr. Rashleger. „Wir drücken bei beiden Technologien nicht wirklich über das Maß hinaus, und die Zuverlässigkeit beider Technologien ist ehrlich gesagt sehr gut. Ein Kunde, der die Produktion von einer Maschine benötigt oder Hochgeschwindigkeitskurven fährt, wird sich das jedoch ansehen die 800 ipm-Funktion günstig.

„Auch der Kurvenvorschub beim eigentlichen Schneiden von Metall wird bei den AC-Digitalservos ausgebaut. Das wäre für die DCs sehr anspruchsvoll. Andererseits glänzen die AC-Servos wegen ihrer geringeren Trägheit und sehr hohen Leistung in Projekten.“ erfordert Hochgeschwindigkeitsverarbeitung und dreidimensionale Bearbeitung.

„Wir haben Sigma-Servos von Yaskawa jetzt seit über sechs Monaten im Einsatz, also ist eine beträchtliche Anzahl im Einsatz“, bemerkt Mr. Rashleger, „und ich habe nie einen einzigen Bericht erhalten, in dem eines zu klein war. Was auch immer sie veröffentlichen, Die Spezifikation ist tendenziell sehr konservativ. Manchmal gab es früher Fragen zum Schub der Maschine, wenn die gleiche Größe von DCs verwendet wurde, aber das war bei bürstenlosen Sigma-Servos und -Antrieben keine Überlegung. Und das ist signifikant. P>

„Die Zuverlässigkeit dieser Produkte war außergewöhnlich – besser als alles, was wir jemals in Bezug auf die Nutzung verwendet haben. Unsere Serviceabteilung hat in den ersten sechs Monaten der Auslieferung keine Feldausfälle gemeldet, was ehrlich gesagt phänomenal ist.

"Wir haben festgestellt, dass einige unserer Konkurrenten damit begonnen haben, einige ihrer eigenen Servos herzustellen", sagte Mr. Rashleger. „Wir haben diese Option geprüft, und sie ergibt einfach keinen Sinn. Diese Technologie zu erlernen – sie zu beherrschen und zu maximieren – ist einfach kein Fachwissen, für das wir unserer Meinung nach unsere Ressourcen aufwenden sollten. Die Produkte sind sehr wettbewerbsfähig. Yaskawa ist viel versierter darin, dieses Produkt technisch korrekt herzustellen, als es jede private Werkzeugmaschinenfirma könnte. Aus unserer Sicht ist es nicht machbar, dies selbst zu entwerfen und herzustellen, und wir werden diesen Teil der Werkzeugmaschine weiterhin beziehen um das herzstück unserer bearbeitungszentren optimal zu nutzen, haben wir uns für yaskawa-servos entschieden.

„Wir haben bereits festgestellt, dass der Wechsel zu bürstenlosen Sigma-Servos eine sehr gute Entscheidung für das Unternehmen war“, sagte Herr Rashleger. „Wir sind sehr begeistert von dem, was es für uns getan hat. Wir wünschten nur, wir hätten den Wechsel sechs Monate früher vorgenommen, weil wir den Preis für andere Entscheidungen zahlen müssen. Die Tatsache, dass 100 Prozent unserer AC-Digitallaufwerke wirklich von Yaskawa genutzt werden drückt das Vertrauen aus, das wir in das Produkt und die Geschäftsbeziehung haben."

Werkzeugmaschinen sind unglaublich wettbewerbsfähig, daher zählt in dieser Produktlinie jeder Dollar. Die Anforderungen an diese Maschinen liegen typischerweise im Bereich der Gleichstromtechnik.

Milltronics stellt seine eigenen CNC-Systeme her, daher werden die technischen Fortschritte in den Yaskawa-Produkten sehr geschätzt“, sagt Herr Rashleger. Milltronics hat kürzlich eine Hochgeschwindigkeits-Centurion-Steuerung mit modernster Technologie eingeführt, darunter Funktionen wie 3D-Farben Grafiken und High-Speed-Konturen.Aber es würde immer noch nicht seine maximale Leistung erbringen, wenn es nicht mit einem Servo mit der gleichen verbesserten Technologie abgestimmt wäre.Die Integration der beiden Technologien hat Milltronics einen Leistungsvorsprung verschafft.Bearbeitungszentren mit diesem Niveau von Leistung haben in der Regel das Doppelte gekostet.

„Das Spannende an unserem Unternehmen ist, dass echte Fertigung stattfindet“, sagte Mr. Rashleger. "Wir beweisen, dass die Technologie in Amerika für ein Blue-Chip-Unternehmen vorhanden ist, um hochwertige, wertorientierte Produkte erfolgreich herzustellen und sie weltweit zu vermarkten. Wir denken, dass die Produktionsbasis das Spannendste ist, was derzeit passiert." MMS