Wälzfräsen auf einem Drehzentrum

Laden des Players ...

Stock Drive Products (SDP) ist ein Hersteller mit einem Geschäftsmodell, das jeder Außenstehende als herausfordernd empfinden könnte. Das Unternehmen stellt einfache Standardprodukte in großen Mengen in einem Hochlohnland her – den Vereinigten Staaten.

Tatsächlich befindet sich SDP in einem Hochlohngebiet dieses Hochlohnlandes. Die Herstellung erfolgt im Großraum New York City.

Bob Gaulrapp, Vorarbeiter der Bearbeitungsanlage des Unternehmens in New Hyde Park, New York, erklärt offen, warum dies von Bedeutung ist.

„Wir konkurrieren mit den Chinesen“, sagt er.

Der Laden gewinnt jedoch. Der New Yorker Lieferant von Antriebskomponenten ist in der Lage, preislich mit ausländischen Anbietern der gleichen Produkte zu konkurrieren, zum großen Teil aufgrund eines aggressiven Engagements für Drehzentren, die angetriebene Werkzeuge zum Fräsen und Bohren beinhalten. Die Werkstatt verwendet diese Maschinen, um die meisten oder die gesamte Bearbeitung eines Teils in einer einzigen Einrichtung durchzuführen. Die Konsolidierung der Zerspanungsarbeit auf diese Weise ist jedoch nur der Anfang.

Um noch mehr potenzielle Arbeitskosten aus jedem Teil herauszuholen, hat sich das Werk bei der Verwendung dieser Maschinen zwei grundlegenden Prinzipien verschrieben. Sie sind:

1. Vermeiden Sie die Programmierung mit Makros.

Dieser Shop verwendet kein CAM. Programme werden aus Makros konstruiert, die jede zu erwartende Teilevariation berücksichtigen. Die Erstellung solcher Programme ist zeitaufwändig, aber sie haben ihre Effizienz bewiesen, indem sie es SDP ermöglichen, neue oder geänderte Teilekonstruktionen ohne Programmierzeit auszuführen. Heute gibt ein Bediener einfach die Variablen für jedes neue Teiledesign an der CNC ein, und die Makroprogramme stellen die korrekte Bearbeitung sicher.

2. Überwinden Sie begrenzte Werkzeugpositionen durch die Verwendung von Zubehör.

Die andere Art und Weise, wie SDP die Drehzentren voll ausnutzt, besteht darin, sie mit allen möglichen Werkzeugen auszustatten. Das Geschäft in New Hyde Park verlässt sich auf Maschinen von Mori Seiki, die über ausreichend Revolverpositionen verfügen, um eine bestimmte Teilenummer zu verarbeiten. Der Shop besteht jedoch darauf, genügend Tools zu haben, um alle auszuführen stattdessen Teilenummer – alle Teile, die für die Maschine geeignet sind. Die Werkstatt verwendet daher Zubehör von MD Tooling, mit dem eine einzige Revolverposition mehrere Werkzeuge aufnehmen kann. Bei SDP könnte ein Revolver mit 12 Positionen problemlos mit mehr als dreimal so vielen Werkzeugen bestückt werden. Dadurch muss keine Arbeit für den Werkzeugwechsel aufgewendet werden, wenn sich eine Teilenummer ändert.

Dank eines speziellen Zubehörs, mit dem die SDP-Drehmaschinen jetzt Wälzfräsen durchführen können, wird mit diesem Zubehör auch der Arbeitsaufwand reduziert, der erforderlich ist, um das Teil an einen Folgeprozess zu senden.

Die Makroansicht

Herr Gaulrapp hat im Laufe der Jahre viel Aufmerksamkeit darauf verwendet, sicherzustellen, dass die angetriebenen Drehzentren von SDP so effizient arbeiten, wie sie es für das Unternehmen tun. Er war derjenige, der sich für diese Art von Ausrüstung eingesetzt hat. Er setzte sich insbesondere für diese Marke und diesen Maschinentyp ein. Die Werkstatt realisiert das volle Versprechen der Produktivität mit einer einzigen Rüstzeit auf diesen Maschinen zum Teil, weil, wie Herr Gaulrapp es ausdrückt:„Ich hätte Eier im Gesicht, wenn wir es nicht täten.“

Die 11 Mori Seiki-Maschinen hier umfassen die Modelle NL2000 und NL1500Y. Sie produzieren Riemenscheiben, Zahnräder und verschiedene andere Standard-Antriebsprodukte, die das Unternehmen auf Lager hält. Kunden bestellen diese Komponenten aus einem SDP-Katalog, der so dick ist wie ein Großstadt-Telefonbuch.

Herr Gaulrapp sagt, er habe die Programme auf Basis von Makros nach Bedarf im Laufe von etwa 2 Jahren geschrieben. Am Ende dieser Zeit umfasste die angesammelte Arbeit alle Programme, die erforderlich waren, um nahezu jede Variation der Standardteile des Unternehmens auszuführen. Infolgedessen sind neue Teiledesigns für das Unternehmen zwar weiterhin üblich, neue Programme jedoch nicht. Bei einer neuen oder einer bestehenden Teilenummer gibt der Bediener lediglich die Daten ein. Merkmalsabmessungen sind Teil der Daten, aber bestimmte andere Makrovariablen zeigen auch das Vorhandensein oder Fehlen eines Merkmals an. Beispielsweise könnte ein Bediener „1“ eingeben, wenn eine Riemenscheibe eine Nabe hat, oder „0“, wenn dies nicht der Fall ist, wodurch das Programm angewiesen wird, diesen Teil des Programms entweder auszuführen oder zu überspringen. Somit können die meisten neuen Designs mit nur numerischer Eingabe vollständig und korrekt beschrieben werden.

Makros weisen sogar Bearbeitungsbewegungen den richtigen Werkzeugpositionen an der Maschine zu. Maschinen sind unterschiedlich ausgestattet, daher ist das Ergebnis ein Phänomen, das einige beunruhigend finden könnte:Bei SDP kann das gleiche Programm, das auf zwei verschiedenen Maschinen ausgeführt wird, radikal unterschiedliche X-Z-Werkzeugwege erzeugen, weil die Makros benötigte Werkzeuge an unterschiedlichen Stellen auf dem Revolverzubehör finden von verschiedene Maschinen.

Die Ergänzung der Werkzeuge in jedem Drehzentrum spiegelt das Engagement der Werkstatt für die Produktion in einer Aufspannung wider. Ein bestimmtes Zubehör könnte zwei angetriebene Werkzeuge von einer Rotationswerkzeugstation laufen lassen. Ein weiteres Zubehör könnte ermöglichen, dass eine Batterie verschiedener Bohrer von einer einzigen Station ausgefahren werden kann. „Wenn wir auf eine Geometrie stoßen, die uns davon abhält, ein Teil mit dem zu bearbeiten, was wir haben, dann kaufen wir ein Zubehör, das uns dies ermöglicht“, sagt Herr Gaulrapp. Tatsächlich weigert sich der Laden, ein Drehzentrum zum Kauf in Betracht zu ziehen, es sei denn, die Maschine ist mit dem Zubehör ausgestattet, auf das SDP mittlerweile angewiesen ist.

Zähne schneiden

Das Wälzfräser-Zubehör hat die Vorstellung der Werkstatt erweitert, was die Bearbeitung in einer Aufspannung umfassen könnte. Wälzfräsen wurde nie als eine Operation angesehen, die mit typischeren Maschinenwerkstattoperationen wie Drehen, Fräsen oder Bohren kombiniert werden könnte. Hobbing wurde in der Vergangenheit nicht einmal im selben Gebäude bei SDP durchgeführt. Stattdessen nimmt die Wälzfräsabteilung ein anderes Gebäude an einem anderen Standort ein, und das New Hyde Park-Geschäft schickt routinemäßig Arbeit dorthin. Doch mittlerweile ist auch das Wälzfräsen auf Drehzentren Routine in der Werkstatt.

„Wälzfräsen“ ist der Metallschneidevorgang, bei dem Zahnradzähne mit einem Spezialwerkzeug namens Wälzfräser erzeugt werden. Zum Wälzfräsen auf einem Drehzentrum benötigt die Drehmaschine eine Polygonoption in ihrer CNC. Bei einigen Zahnradformen erfordert die Arbeit auch eine Y-Achsenbewegung der Maschine (zusätzlich zu X und Z). SDP hatte beide Fähigkeiten, als es das Wälzfräszubehör unter den Angeboten von MD Tooling sah. Die Werkstatt probierte die Bearbeitung von Verzahnungen auf Drehzentren aus und fand die Option so einfach anzuwenden, dass diese Art des Wälzfräsens zur Gewohnheit wurde.

Ein Makro zum Wälzfräsen, das viele der Drehzentrenprogramme jetzt enthalten, besteht nicht nur aus dem Wälzfräsen selbst, sondern auch aus dem Ausfahren des Teils mit dem Stangenvorschub zum Freigeben, dem Drehen des Teils auf den erforderlichen Außendurchmesser vor Beginn des Wälzfräsens und dem anschließenden Entgraten des Teils Wälzfräsen zur Entlastung der Austrittskante. Jetzt kann jede beliebige Charge von Teilen entweder in der Wälzfräsabteilung oder auf einer Drehmaschine gefräst werden, abhängig von der Planung der Drehmaschine und der Dringlichkeit des Auftrags. Wenn die Kapazitäten vorhanden sind, um die Drehmaschinen die Arbeit machen zu lassen, dann sagt Herr Gaulrapp:„Das ist der richtige Weg.“ Das Schneiden von Zähnen auf den Drehmaschinen ist billiger und schneller als die dedizierten Geräte – auch wenn dieser Schritt gegen die Werksregel verstößt, den Werkzeugwechsel zwischen den Aufträgen zu vermeiden.

Ein anderer Weg

Diese Arbeit muss diese Regel brechen, da die Revolverköpfe bei SDP bereits so überfüllt sind, dass die Werkstatt noch Platz finden muss, um mehr als ein Wälzfräszubehör pro Maschine einzurichten. Infolgedessen kann an jeder Maschine immer nur ein Wälzfräser vorhanden sein, sodass der Bediener den Wälzfräser wechseln muss, wenn er von einem Getriebeteil zum anderen wechselt.

Trotzdem kann Wälzfräsen auf diese Weise enorm effizient sein. Ein Wälzfräsvorgang fügt 35 bis 40 Sekunden pro Teil hinzu, verglichen mit der wochenlangen Verzögerung, die eingeführt werden kann, wenn eine Reihe von Teilen für diese Arbeit abgeschickt werden muss. Teile, die zum Wälzfräsen verschickt werden, müssen vor und nach dem Transport zwischen den Anlagen gehandhabt werden, und schließlich landen sie auch in der Warteschlange, bevor sie auf der geplanten Maschine gewälzt werden können. Diese Verzögerungsursachen verursachen zusätzliche Kosten.

Aber die Arbeit, die an diesen speziellen Wälzfräsmaschinen noch ansteht, zeugt davon, wie wertvoll sie sind und wie wertvoll sie bleiben. Das Wälzfräsen auf einer Drehmaschine kann den traditionellen Wälzfräsansatz für SDP nicht ersetzen – nicht nur, weil das Unternehmen zu viele Zahnräder bearbeitet, sondern auch, weil die Drehzentren für zu viele andere Dinge benötigt werden.

Die neue Art des Wälzfräsens bietet stattdessen eine Alternative. Wenn die Kapazität verfügbar ist und es schnell gehen muss, können einige Chargen von Teilen in dieser Werkstatt jetzt einen anderen Weg einschlagen – was diesem innovativen Hersteller ermöglicht, noch größere Arbeitskosteneinsparungen zu erzielen, als er bereits mit seiner produktiven Einzelfertigung erreicht hat -Drehmaschinen einrichten.