Job Shop verkürzt Bearbeitungszeit um 60 Prozent

Früher benötigte Innovative Manufacturing zehn Minuten pro Teil für die Bearbeitung von Gusseisen-Differentialgehäusen für Golfwagen, aber jetzt beträgt die Gesamtbearbeitungszeit nur noch drei Minuten und 45 Sekunden. Laut dem Eigentümer und Präsidenten von Innovative, Rob Sander, kam der Produktivitätssprung, als das Unternehmen Drehen, Fräsen, Bohren und Reiben in einer einzigen Werkzeugmaschine zusammenfasste. Die Suche von Herrn Sander nach einem hocheffizienten Drehzentrum führte ihn dazu, eine Vielzahl von Ein- und Mehrspindel-CNC-Drehmaschinen in Betracht zu ziehen, und führte ihn dann zur IMTS, wo er seine erste Vorführung des Nighthawk-Mehrzweck-CNC-Drehzentrums (MPC) sah (GBI Cincinnati , Cincinnati, Ohio).

Innovative hat zwei Nighthawk MPCs gekauft, sagt Herr Sander, wegen zweier besonderer Merkmale der Maschine:ein Werkzeugrevolver mit 12 Stationen, der sowohl feste als auch "angetriebene" Werkzeuge enthält, sowohl parallel als auch senkrecht zur Spindel; plus ein automatischer Werkstückwechsler (AWC) mit zwei Positionen, der zwei Spannfutter oder Vorrichtungen enthält. Ein Spannfutter wird aus einer vertikalen Position außerhalb der Bearbeitungskammer sicher geladen und entladen, während das zweite Spannfutter – innerhalb der Kammer – mit einem horizontalen Bearbeitungsprozess beschäftigt ist.

Aufgrund des letztgenannten Merkmals, merkt Herr Sander an, unterschätzt die Reduzierung der Schnittzeit um 62 Prozent tatsächlich den Produktivitätsgewinn von Innovative.

"Wir hatten vor den Nighthawks eine Operation mit drei Setups", sagt er. „Es gab zwei Aufspannungen auf einer Drehmaschine und eine auf einer Schwenkvorrichtung auf einem Bearbeitungszentrum, bei allen dreien musste die Spindel im Leerlauf bleiben, bis das Teil fertig war. Jetzt reduzieren die Nighthawks nicht nur die Anzahl der Aufspannungen auf zwei, sondern auch ermöglichen es uns auch, das nächste Teil vollständig bereitzustellen, während das aktuelle Teil in Arbeit ist. Als Ergebnis ist unser Produktivitätsgewinn tatsächlich viel größer, als es die Reduzierung der Zykluszeit vermuten lässt."

Abgesehen von Wartung und Werkzeugwechsel läuft die Bearbeitung jetzt kontinuierlich. In den meisten Fällen, sagt Herr Sander, beträgt die einzige Verzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Zyklen sechs Sekunden, die der Werkstückwechsler benötigt, um die beiden Spannfutter zu wechseln.

Mr. Sander hält die Nighhawk MPCs rund um die Uhr in Betrieb und wartet sie mit einem gemeinsamen Roboter, der es einem einzigen Bediener ermöglicht, beide Maschinen gleichzeitig zu überwachen. In weniger als der Zeit, die für einen der beiden Bearbeitungszyklen des Differenzialgehäuses erforderlich ist, entlädt der Roboter das vorherige Teil aus dem Spannfutter und dreht es entweder für den nächsten Schritt im Prozess um oder lädt ein neues Teil unter Verwendung einer Positionierbohrung im Flansch um es im Griff des angetriebenen Spannfutters zu positionieren.

Die Trennlinie für die beiden Bearbeitungszyklen des Teils ist ein Flansch mit einem Durchmesser von 5-5/16 Zoll. Im ersten Zyklus dreht der Nighthawk den Flansch sowie die zentrale Bohrung des Teils und stoppt dann die Spindelstockspindel, während er die Spannung hochfährt Wie ein kleines horizontales Bearbeitungszentrum fräst der Nighthawk dann Oberflächen für vier Löcher und bohrt die Löcher selbst.

Im zweiten Zyklus dreht die Maschine die anderen Seiten des Flansches und der Bohrung, bohrt und reibt dann ein einzelnes Querloch mit angetriebenen Werkzeugen, die senkrecht zur Mittellinie des Futters ausgerichtet sind.

Herr Sander sagt, dass es die Kombination aus Einzelteilproduktivität und Teil-zu-Teil-Flexibilität war, die ihn davon überzeugt hat, sich für den Nighthawk zu entscheiden.

„Die Differenzialgehäuse standen für mich im Vordergrund, weil ich meine Zykluszeit für diese so gering wie möglich halten musste“, sagt er. „Trotzdem habe ich auch andere Kunden, von denen viele ihre Bestellungen auf JIT-Basis aufgeben. Daher brauchte ich eine Maschine, die nicht nur eine schnelle Bearbeitung, sondern auch eine schnelle Umrüstung ermöglicht. Die Nighthawk erfüllte beide Anforderungen.“ Roger Stebelton stimmt zu. Herr Stebelton, ein langjähriger innovativer Maschinist, der für fast die gesamte Programmierung des Nighthawk verantwortlich ist, berichtet, dass er einen Nighthawk in knapp drei Stunden vollständig auf einen neuen Job umrüsten kann. Dies ist die gleiche Zeit, die erforderlich ist, um eine der konventionellen CNC-Drehmaschinen von Innovative umzustellen, aber für Herrn Stebelton bedeutet dies eine erhebliche Einsparung.

Er erklärt:„Im Gegensatz zur CNC-Drehmaschine führt der Nighthawk MPC normalerweise die gesamte Bearbeitung durch, die für ein Teil erforderlich ist. Die Drehmaschine hingegen ist im Allgemeinen nur ein Schritt im gesamten Bearbeitungsprozess, was bedeutet, dass ich nicht nur die Drehmaschine umrüsten müsste.“ , aber wahrscheinlich auch ein Bearbeitungszentrum, was den Gesamtprozess um Stunden verlängert."

Die Arbeitszone des Nighthawk mit einem Durchmesser von 10,82 Zoll x 10,00 Zoll nimmt die meisten Teile auf, die für innovative Maschinen typisch sind. Zwischen den Chargen von Differentialgehäusen wurden die Nighthawks an etwa 20 anderen Teilen verwendet – darunter ein Aluminium-Motorgehäuse, das Innovative in Chargen von etwa 1000 pro Monat bearbeitet.

Laut Herrn Sander werden bei der Bearbeitung des Motorgehäuses nicht nur alle 12 Werkzeugpositionen des Nighthawk verwendet, sondern auch die Genauigkeit der Maschine genutzt, indem die kritische Bohrung des Teils mit einer Gesamttoleranz von 0,0005 Zoll gehalten wird.

„Das ist ein neues Teil für uns, eines, das wir ohne die Nighthawks niemals wettbewerbsfähig hätten produzieren können“, sagt er. „Durch Drehen, dann Schaftfräsen und Bohren in X- und Z-Richtung, alles auf einer Maschine, konnten wir die Gesamtzykluszeit auf weniger als fünf Minuten reduzieren.“ MMS