Eine App zur Vereinfachung von Setups

Eine starke Beziehung zu Lieferanten ist ein wichtiger Teil des Erfolgs eines Shops. Wenn beide zusammenkommen können, um wichtige Probleme in der Werkstatt anzugehen, kommt die Lösung schneller und die Ergebnisse sind in der Regel effektiver und langlebiger. Ein Geschäft in der Gegend von San Jose, Kalifornien, stützte sich kürzlich auf einen seiner Werkzeugmaschinenlieferanten, um Strategien zur Reduzierung der Rüstzeiten und zur Rationalisierung des Prozesses zu implementieren, und es zahlt sich aus.

Herausforderungen angehen

Micro-Mechanics entwickelt, fertigt und vermarktet hochpräzise Teile und Werkzeuge, die in prozesskritischen Anwendungen für die Halbleiter- und andere Hochtechnologieindustrien verwendet werden. CEO Chris Borch gründete das Unternehmen 1983 in der Hutfabrik eines Freundes in Singapur. Er sagt, er sei auf die Notwendigkeit eines hochpräzisen Werkzeugs gestoßen, das bei der Herstellung von Halbleitern verwendet werden würde, und so konnte er mit nur 600 US-Dollar Startkapital eine Drehbank und eine Mühle kaufen, um mit der Herstellung des sehr kleinen Teils zu beginnen, das in der Halbleiterindustrie verwendet wird Chip-Montage.

In den nächsten 35 Jahren ist das Unternehmen gewachsen und bedient einen weltweiten Kundenstamm aus fünf Produktionsstätten in Singapur, Malaysia, China, den Philippinen und den USA sowie einer Direktvertriebspräsenz in Taiwan und Europa. Das bringt uns zum Standort Morgan Hill, Kalifornien, der US-Kunden gewidmet ist und etwa 50 Mitarbeiter beschäftigt, die Teile für die Luft- und Raumfahrt-, Laser- und Halbleiterindustrie herstellen. Diese Branchen haben besondere Bearbeitungsspezifikationen und erfordern im Allgemeinen kleine Mengen. Die Mikromechanik ist also gezwungen, Wege zu finden, um den hohen Mix gut zu verwalten.

Natürlich sind High-Mix-Low-Volume-Arbeiten keine Seltenheit, da immer mehr US-Hersteller täglich damit konfrontiert sind. Die Mikromechanik steht jedoch auch vor der Herausforderung ihrer Lage in einer besonders kostenintensiven Region und nutzt diese Einschränkung als Motivation, härter zu arbeiten, um neue Wege zu finden, um wettbewerbsfähig zu sein.

Flinke Effizienz

Eine der übergreifenden Philosophien des Unternehmens ist eine sehr schlanke Produktion, die durch die Einbindung vieler Offline-Prozesse so viel Rüstzeit wie möglich eliminiert. Die Produktionsfläche hat eine hohe Auslastung im Verhältnis zu den direkten Arbeitskräften. Das Unternehmen arbeitet mit seinen Lieferanten zusammen, um die wertlosen Fähigkeiten aus der Einrichtungszeit zu entfernen.

In der Produktionshalle, abgesetzt von mehreren Mühlen, befinden sich zwei Okuma LB4000 EXII zweiachsige Drehzentren. Diese Maschinen sind ausschließlich für Produktionsdrehoperationen bestimmt – bewährte Teile und Prozesse. Die meisten Teile, die das Unternehmen herstellt, erfordern ebenfalls erhebliche Fräsarbeiten, aber um den Einrichtungsprozess zu vereinfachen, ist diese Arbeit den Fräsmaschinen auf der anderen Seite des Gangs vorbehalten.

Neben einer redundanten Produktionsmaschine verfügt Micro-Mechanics auch über eine Abteilung für Prototypenbau, in der Fräs- und Drehmaschinen mit der gleichen Konfiguration wie die Produktionsmaschinen verwendet werden, um Prozesse zu entwickeln und zu erproben, bevor Aufträge an den Boden geschickt werden. Die Prozessoptimierung beginnt mit den Prototypmaschinen, an denen Verbesserungen entwickelt werden können, ohne die Produktionsaufträge zu beeinträchtigen.

Klare Richtung

Ein großer Teil des Erfolges auf den Okuma-Maschinen kommt laut Herrn Borch von der Werkzeugvoreinstellung. Die Programmierer senden die Werkzeuganforderungen an die Voreinstellabteilung, wo die Werkzeugdaten verfolgt und gepflegt werden. Das Unternehmen achtet genau auf den Werkzeugverschleiß und die erwartete Werkzeuglebensdauer und nutzt seine Erfahrung bei der Vorhersage der Werkzeugleistung bei zukünftigen Arbeiten. Für die Voreinstellgeometrie kommt ein hochgenaues Messsystem zum Einsatz. Die Informationen, einschließlich Durchmesser, Werkzeugspitze und Standzeit, können dann auf einen RFID-Chip geschrieben werden, der in die Capto-Werkzeughalter eingebettet ist. Wenn die Werkzeuge die Maschinen erreichen, besteht die einzige Sorge für den Bediener darin, dem vorbereiteten Skript zu folgen, um sie in den richtigen Revolverpositionen zu platzieren, da alle Werkzeugdaten automatisch von der Okuma-Steuerung gelesen und erfasst werden.

Die Mikromechanik wird von der Idee der digitalen Fertigung angetrieben und sucht immer nach Möglichkeiten, Benutzerfehler durch Eliminieren der Dateneingabe zu reduzieren. Die automatische Ermittlung von Werkzeugversatz- und Geometriedaten über eingebettete RFID-Hardware und Okuma-Steuerungssoftware reduziert eine der häufigsten Fehlerquellen erheblich. Das Unternehmen arbeitete auch mit Okuma zusammen, um einen Prozess zu entwickeln, um Fehler im Zusammenhang mit dem Aufrufen des entsprechenden Programms von einem herkömmlichen Papierticket aus zu beseitigen. Das Softwareteam von Okuma hat eine App namens Micro-Mechanics Program Management Interface entwickelt, die mithilfe eines Barcode-Scanners und eines QR-Codes automatisch die entsprechenden Programminformationen abruft. Als zusätzlichen Schutz importiert der QR-Code automatisch 3D-Modelle des Teils, der Werkzeuge und der Werkstückhalterung in das Kollisionsvermeidungssystem (CAS) von Okuma, das die Maschinenposition sowohl im manuellen als auch im automatischen Betriebsmodus überwacht, um Unfälle zu vermeiden.

Erstlaufteile für jeden Auftrag werden in der Konstruktionsabteilung gehandhabt, wo der Einrichtungs- und Produktionsprozess verfeinert werden kann, ohne andere Aufträge zu verlangsamen, die auf den Produktionsmaschinen ausgeführt werden. Es wird ein Laufband erstellt, das die Rohstoffe mitteilt, die sich mit dem Auftrag durch die Anlage bewegen, und alle Arbeitsgänge, die darauf angewendet werden, bis es ein fertiges Teil ist. Oben auf diesem Läufer befindet sich ein QR-Code, der zur Identifizierung des herzustellenden Teils verwendet wird.

Wenn der Job bereit ist, in der Produktionsumgebung ausgeführt zu werden, scannt der Bediener den QR-Code, um auf das Netzwerk des Unternehmens zuzugreifen und die gesamte Einrichtungsdokumentation und Modellierung in Bezug auf das Teil zu finden. Zu den importierten Informationen gehören das Teileprogramm, die Kollisionsvermeidungsmodelldaten, die im Revolver befindlichen Werkzeuge, die zu prüfenden Merkmale und alle zusätzlichen Unterlagen, die der Bediener benötigt. Der Bediener kann die Informationen auf einem externen Monitor anzeigen, der an der Seite der Okuma-Steuerung montiert ist und einen viel größeren Anzeigebereich bietet.

Da die neueste Version der Setup-Daten automatisch geladen wird, ist CAS in der Lage, virtuell auf Interferenzen zu prüfen und sicherzustellen, dass keine Kollision auftritt, sobald der Bearbeitungszyklus gestartet wird.

Die App funktioniert wie vorgesehen, vereinfacht den Einrichtungsprozess und eliminiert potenzielle Benutzerfehler. Herr Borch erklärt:„Aus digitaler Sicht mussten wir vor der App reingehen und die Werkzeuge manuell an diesen Positionen anbringen. Jetzt geht das alles einfach durch Scannen des QR-Codes. Es ahmt das physische Einsetzen dieser Werkzeuge nach. Wir streben danach, die Einrichtungszeit in der Linie zu eliminieren.“

Da Drehwerkzeuge schwierig einzustellen sind, neigen Werkstätten dazu, sie im Revolver zu belassen, wenn es verfügbare Positionen gibt. Das Modellieren der fremden Werkzeuge ist jedoch unpraktisch, und die Wahrscheinlichkeit einer Kollision kann schnell steigen, wenn sie noch im Spiel sind.

Die Richtlinie von Micro-Mechanics besteht darin, jedes Mal, wenn ein neuer Job eingerichtet wird, alle Spannmittel von der Maschine und alle Werkzeuge aus dem Revolver zu entfernen und alle Werkzeugdaten und Kollisionsvermeidungsdaten zu löschen, die in der Steuerung gespeichert sind. Dieser Prozess stellt sicher, dass im nachfolgenden Setup nur das vorhanden ist, was für den nächsten Job benötigt wird. Beim Scannen des QR-Codes für den nächsten Auftrag werden automatisch alle Daten des vorherigen Auftrags gelöscht und alle Daten des neuen Auftrags in die Steuerung geladen.

Ergebnisse sprechen Bände

Die App reduziert nicht nur Fehler beim Einrichten erheblich, sondern hat auch die Einrichtungszeiten erheblich verkürzt. Herr Borch sagt, dass Jobs, deren Einrichtung in der Vergangenheit normalerweise Stunden dauerte, jetzt in nur 10 Minuten erledigt werden können.

Wenn das Unternehmen weitere Okuma-Drehzentren hinzufügt, kann die App einfach auf die neuen Maschinen geladen werden. Laut Casey Croussore, Senior Software Engineer bei Okuma, könnte es auch für Bearbeitungszentren erweitert werden. „Wir können die App nicht in eine Kiste packen und so verkaufen, wie sie ist, weil sie um die Architektur von Micro-Mechanics herum geschrieben ist“, sagt Mr. Croussore. „Aber die gleiche Technologie kann mit so ziemlich jeder Anwendung oder jedem Kunden verwendet werden und von Fall zu Fall weiterentwickelt werden.“

Micro-Mechanics unterhält eine enge Arbeitsbeziehung mit Okuma und seinem Integrator Gosiger, um Kosten zu senken und seinen Produktionsprozess zu rationalisieren. Sie suchen weiterhin nach weiteren Wegen, um so viel wie möglich zu automatisieren, die Effizienz zu steigern und Fehler zu minimieren. Da das Unternehmen weiter expandiert und Kapazitäten hinzufügt, wird diese Strategie eine Schlüsselrolle spielen.