Wie eine CNC-Mehrspindelmaschine Mitotec Precisions Jobshop-Effizienz transformierte

Als Jobshop identifiziert Mitotec Precision kontinuierlich Wege, Umrüstzeiten für Aufträge zu verkürzen, die auf seinen zwei CNC-Mehrspindelmaschinen laufen – für Bediener wie den ehemaligen Lehrling, jetzt Mitarbeiter Trevor Hutchins. Losgrößen von 20.000 Teilen sind der Sweet Spot für diese Maschinen.

Mitotec Precision ist kein Fremder bei nockengesteuerten Mehrspindelautomaten, aber neu bei CNC-Mehrspindeln – erste gekauft 2019 (zweite im Frühjahr 2022). Interessant ist, dass das Necedah, Wisconsin Unternehmen seine traditionellen Nocken- und neueren CNC-Mehrspindeln nie so nutzte, wie man es bei diesen Hochproduktionswerkzeugmaschinen erwarten würde.

„Wir sind ein Jobshop“, erklärt Clinton Pouillie, General Manager. „Obwohl eine Mehrspindelmaschine konventionell vielleicht ausschließlich einem Teil oder einer Familie ähnlicher Teile gewidmet wäre, haben wir einen Weg gefunden, 20.000 Teile pro Lauf für uns funktionieren zu lassen, trotz Umrüstzeiten.

„Bei dieser Überlegung fragten wir zuerst, was wir als Unternehmen sind“, erklärt Pouillie. „Wenn wir ein Mehrspindelunternehmen sind, dann müssen wir dort unsere Kapitalinvestitionen tätigen. Wir betrachteten auch, wie dies helfen könnte, die Herausforderung neuer Teammitglieder zu mildern, da die Maschinen die Ausgabe von vier Einzspindelmaschinen matchen können, die multiple Operationen erfordern könnten, sowie die Gesamtproduktion gegenüber diesen Maschinen steigern.“

Aber auch über die höheren Produktionskapazitäten hinaus bot eine CNC-Mehrspindel die Chance, schneller auf schrumpfende Lieferzeiten/Heißaufträge der Kunden zu reagieren, die auf mehreren Einzspindelmaschinen schwer zu liefern wären. Zudem würde sie einen einzelnen Qualitätsstrom bearbeiteter Teile zur Prüfung schaffen statt vieler Ströme von verschiedenen Maschinen.

Ich erfuhr mehr darüber während eines aktuellen Besuchs im 80-köpfigen, ISO9001-2015-zertifizierten Betrieb, der nun daran arbeitet, Rüstzeiten zu beschleunigen, um Umrüstzeiten für seine nun zwei CNC-Mehrspindeln zu minimieren, während er einer guten Herausforderung gegenübersteht: sie mit neuer Arbeit zu füttern, da sie fertige Teile alle 8 Sekunden produzieren könnten.

Neue Identität, Richtung

Der erste CNC-Mehrspindelkauf folgte auf ein Rebranding. Bis Ende 2018 hieß das Unternehmen Necedah Screw Machine Products. Die Namensänderung zu Mitotec Precision sollte Kunden und potenziellen neuen Mitarbeitern den Wechsel von mechanischen Maschinen zu neuer CNC-Technologie wie Schweizer Typen und Dreh-Fräszentren demonstrieren. (Das Unternehmen sagt, der Präfix „mito“ bedeutet „fadenförmig“ oder präzise und seine Aussprache impliziert Stärke und Macht. Der zweite Namenshälfte repräsentiert die technische Kompetenz des Teams.)

Der Betrieb wählte 8-Spindel-Maschinen mit 26 mm Stangenkapazität, da diese Konfiguration die richtige Kombination aus Größe und Geschwindigkeit für die komplexen Teile bot, die darauf laufen sollten. Man ist auch dabei, externe Kühlmittelleitungen zu eliminieren und stattdessen Öl durch die Werkzeuge zu leiten, um Umrüstungen weiter zu beschleunigen.

Die CNC-Mehrspindelplattform war der nächste logische Schritt in puncto Multitasking-Bearbeitungstechnologie. Nach Prüfung einiger Hersteller wählte der Betrieb ein 8 × 26 MultiSwiss von Tornos Technologies U.S. Corp.

Pouillie merkt an, dass Tornos seine Mehrspindelmaschinen in verschiedenen Konfigurationen anbietet. Der Betrieb entschied, dass eine 8-Spindel-Maschine mit 26 mm Stangenkapazität die optimale Kombination aus Größe, Spindeldrehzahl (6.000 U/min) und Spindelkapazität für eine breite Palette komplexer Teile und Teilgrößen bot.

Er schätzt auch das hydrostatische Spindellagerdesign der Maschine. „Was mich beeindruckt: Die Maschine kann acht 1-Zoll-Stahlstangen bei 5.000 U/min laufen und man hört den Nebelabscheider lauter als jede Spindelgeräusche“, sagt Pouillie. „Wir hören keine Vibrationen oder Rasseln, was zu höherer Werkzeugstandzeit, besserer Oberflächenqualität und insgesamt besserer Prozessstabilität führt.“ Öltemperaturkontrolle trägt ebenfalls zur Prozessstabilität bei, während Hochdruckölzufuhr (die Maschine hat 20-, 40- und 80-bar Hochdruckkühlmittelpumpen) sehr hilfreich beim Spänebrechen und -abtransport aus der Schneidzone ist.

Pouillie sagt, der Betrieb nutzt TB Deco Programmiersoftware von Tornos, die er für die Mehrspindelplattform besonders wertvoll hält. „Die Programmierung ist nicht so hart, wie man denken mag, da jede Spindel ihr eigenes Programm hat, aber die Koordination von Wait-Codes ohne die Software kann eine Herausforderung sein“, erklärt er. „Zudem simuliert es automatisch einen Teillauf, um Fehlercodes oder Überfahrbedingungen vor dem Jobstart zu enthüllen. Außerdem berechnet es die Zykluszeit extrem präzise beim Ausprobieren eines Jobs.“

Die TB Deco Software passt auch automatisch ein ganzes Teileprogramm an, wenn ein Programmierer Änderungen vornimmt, um Operationen von der Spindel mit der längsten Zykluszeit (die auf einer Mehrspindel die wahre Zykluszeit für das Teil ist) auf eine andere Spindel(n) zu verschieben. Mitotec Precision hat einen Offline-Sitz und das Engineering-Team nutzt ihn für alle Programme der zwei CNC-Mehrspindeln.

Aktuell arbeitet der Betrieb an Wegen, Umrüstzeiten zu reduzieren, die derzeit unter 8 Stunden liegen. Zwar kann das doppelt so lange sein wie das Einrichten einer Einzspindel für einen neuen Auftrag, aber die Produktionsgeschwindigkeit einer 8-Spindel-Maschine gleicht das aus.

Beispielsweise bearbeitet man Kanäle an der Seite seiner Goeltenbodt Werkzeughalter, die mit einem geschliffenen Anschlag zusammenarbeiten, um schnelle Umrüstung mit hoher Positionierwiederholbarkeit zu ermöglichen. Dabei wird jedes Werkzeug einer spezifischen Spindel gewidmet, und es gibt keine Notwendigkeit, Schneider abzutasten. Der Betrieb eliminiert auch externe Kühlmittelleitungen und führt stattdessen Öl durch die Werkzeuge, um Umrüstzeiten weiter zu verkürzen, indem Bediener wie Trevor Hutchins (im Titelbild) nicht mehr Kühlmittelschläuche abnehmen und wieder anspannen müssen. Pouillie merkt an, dass das offene Design des MultiSwiss Hutchins leichten Zugang zu den Werkzeughaltern bietet, „ohne in Öl getränkt zu werden“, scherzt er.

Verbesserte Kundenreaktion

Mitotec Precision hat diverse Aufträge über seine MultiSwiss-Maschinen gefahren und konnte schneller auf Heißaufträge der Kunden reagieren. „Ein Kunde braucht vielleicht 20.000 Stück eines komplexen Teils in einem Monat“, erklärt Pouillie. „Normalerweise bräuchten wir freie Kapazität auf mehreren Maschinen, die wir vielleicht haben oder nicht. Eine Mehrspindel gibt uns die Fähigkeit, mit einer Maschine und einem Qualitätsstrom für uns zu kontrollieren, zu antworten.

Der MultiSwiss bietet auch eine sicherere Chance, mehr Arbeit von einem Kunden anzunehmen, da der Betrieb nicht mehrere Einzspindelmaschinen für nur einen Kunden binden muss. Das macht keinen guten Geschäftssinn. Und nun, da der Betrieb zwei CNC-Mehrspindeln hat, müssen Kunden mit Aufträgen auf einer Maschine nicht befürchten, dass ihre Arbeit nicht termingerecht fertig wird, wenn diese Maschine ausfällt, da der Auftrag leicht auf die andere übertragen werden könnte.

Schnellere Produktionsfolgen

Obwohl Mitotec Precision von der gesteigerten Teileproduktion und anderen Vorteilen der CNC-Mehrspindeln profitiert hat, verursachte die höhere Produktion von zwei Einzelmaschinen Engpässe bei Teileprüfung und -reinigung, die man zu öffnen versuchte.

Automatisierte Bildverarbeitungsprüfsysteme wie dieses helfen, Messengpässe zu lindern, die entstehen, wenn CNC-Mehrspindeln die Produktionsvolumina signifikant erhöhen, die der Betrieb bewältigen muss.

Bezüglich der Prüfung haben sich automatisierte Bildverarbeitungssysteme von Oasis Inspection Systems als wertvoll erwiesen, um die Teileprüfung zu beschleunigen. „Wir wollen sicher nicht die Produktion an einer CNC-Mehrspindel stoppen, die vielleicht alle 8 Sekunden fertige Teile auswirft, um sie manuell in bestimmten Intervallen während eines Auftrags zu prüfen“, merkt Pouillie an. „Schnelle, automatisierte Prüfprozesse ermöglichen es uns, Qualitätsberichtspflichten zu erfüllen, während diese Maschinen laufen.“

Wie bei der Teileprüfung kann auch Teilewaschen zum Engpass werden, wenn Produktionsvolumen steigt. Dies ist ein Grund, warum Mitotec Precision eine Einkammer-Vakuum-Lösemittel-Teilewaschanlage mit automatischem Be-/Entladesystem von JCOM Imports hinzufügte. Wie bei der Prüfung kann Teilewaschen zum Engpass werden, da die CNC-Mehrspindeln komplexe Teile (manchmal mit Merkmalen wie Sacklöchern) so schnell produzieren. Zudem werden Teile-Sauberkeitsvorschriften strenger.

Teile werden durch Fluten der Trommel der Einheit (mit Option zum Schwenken oder Tumblen sowie Ultraschall) auf medizinische Standards gereinigt (50 verschiedene Reinigungsprogramme/Rezepte verfügbar). Sie wird auch unter Vakuum betrieben für Energieeffizienz und zum Schutz der Maschinenkomponenten. Mitotec Precision integriert ein Barcodesystem für jeden Teilekorb mit dem passenden Reinigungs„Rezept“, um den Prozess für Mitarbeiter zu vereinfachen.

Die CNC-Mehrspindeln schufen Zeit auf Mitotec Precisions vier VMCs, die zuvor primär für Zweitoperationen genutzt wurden. Jetzt nutzt der Betrieb Maschinen wie diese Brother VMC mit Palettenwechsler und hydraulischer Spannung für Produktionsarbeit.

Nächste Schritte

Der Betrieb ging weitere Schritte auf dem CNC-Mehrspindelpfad, indem er das Layout seiner Werkstatt änderte – nicht nur für die zweite MultiSwiss, sondern für zusätzliche CNC-Mehrspindeln links und rechts des aktuellen Paars. Eine Herausforderung für Sales Manager Warren Schoenborn ist jedoch, neue Arbeit zu finden, um einen Rückstau auf diesen Maschinen zu generieren, während Verfügbarkeit für Hochvolumen-Heißaufträge gewahrt bleibt. Bezüglich Ersterem visiert er neue Märkte an, wie Medizintechnik und Optik.

Unabhängig davon passt dies zu Mitotec Precisions Mantra, anders und kreativ zu denken. Das ist ein Beispiel für Betriebe, mit denen ich gerne in Kontakt bleibe. Wer weiß, was ein späterer Besuch zu einem späteren Zeitpunkt an neuem Prozess oder Technologie enthüllen könnte.

Erscheinungsbild ist wichtig

Ich schreibe seit 25 Jahren über Bearbeitungs- und Fertigungsunternehmen. (Die Zeit fliegt.) Jedenfalls, wie sich solche Unternehmen heute in puncto Backstein-und-Mörtel-Betrieb (und online) präsentieren, ist drastisch anders als vor Jahren. Beachten Sie den Look von Mitotec Precisions Foyer. Sieht es wie der Eingang zu einer „Maschinenwerkstatt“ aus? Tut es nicht. Und das ist gut, um die Wahrnehmung zu ändern, worum es bei einem Unternehmen geht, das sich auf Bearbeitung konzentriert – oder treffender: seine Fertigungskunden bedient.