Dzięki wyważaniu producent silnika oszczędza 250 000 dolarów

Problem: Nieplanowane zmiany narzędzi

Klient zdefiniował problem jako „nieplanowane zmiany narzędzi”. Było to każdorazowe zatrzymanie narzędzia z bliżej nieokreślonego powodu i jego wymiana przed ustalonym wcześniej czasem cyklu. Niezależnie od tego, czy były to narzędzia formujące, głowice wytaczarskie, czy narzędzia specjalne, nieplanowane zmiany narzędzi występowały w 57% cyklu produkcyjnego przez okres prawie dwóch lat. Przyczynami zmian narzędzi były błędy związane z jakością powierzchni, odpryski na krawędzi skrawającej ostrza lub całkowite pęknięcia.

Powód: nieznany

Przeprowadzono dochodzenie w celu ustalenia pierwotnej przyczyny. Narzędzia skrawające, systemy mocowania i uchwyty narzędziowe zostały dokładnie sprawdzone, ale nie przyniosło to żadnych ustaleń. Jedynym rozwiązaniem pozostało drastyczne zmniejszenie prędkości wrzeciona w celu ograniczenia nieplanowanych zmian narzędzi, co oczywiście wpłynęło na czasy cyklu.

Główny podejrzany: Brak wyważenia

Klient wkrótce skontaktował się Mike'em Martinem, Regionalnym Menadżerem HAIMER w stanie Michigan i wschodniej Kanadzie, który wdrożył technologię wyważania HAIMER w innym oddziale tego samego klienta. Po prawie dwóch latach próby rozwiązania tego problemu, klient zadecydował o wdrożeniu procesu wyważania uchwytów wraz z narzędziami na okres próbny, tj. 6 miesięcy. Każdy zestaw narzędzi otrzymał określoną przez technologów specyfikację wyważenia, np. G2.5 przy 15 000 obr./min, a następnie sprawdzano za pomocą wyważarki HAIMER czy konkretny zestaw narzędzi spełnia założenia w zakresie wyważenia. Wszystkie niezgodności były jednoznaczne z odesłaniem uchwytów do dostawców celem korekty wyważenia.

Werdykt: Ogromne oszczędności i lepsza jakość

Po sześciu miesiącach od uruchomienia procesu kontroli wyważenia zespołów narzędzi i bez żadnych innych zmian w procesie konfiguracji, nieplanowane zmiany narzędzi spadły z 57% do zaledwie 7%. Oszczędności na oprzyrządowaniu na dwóch liniach produkcyjnych wyniosły ponad 250 000 dolarów w 6-miesięcznym okresie próbnym. Ponadto, poprzez usunięcie wibracji proces wyważania poprawił dokładność obróbki średnio o 12 mikronów. Dla tego klienta sama poprawa jakości części zasługiwała na inwestycję w technologię wyważania HAIMER. Poprawiona jakość części była bezcenna dla zespołu zarządzającego firmą, ponieważ wyeliminowała wiele problemów na późniejszym etapie (podczas kontroli jakości i montażu końcowego).

Następstwa: Zakupy wyważarek

Chociaż początkowo firma wyważała tylko narzędzia do formowania, głowice wytaczarskie i inne narzędzia specjalne, wkrótce rozszerzyła ten proces również na swoje frezy trzpieniowe. Sprzedawcy i dostawcy, zmęczeni otrzymywaniem odrzuconych narzędzi zwrotnie do korekty, szybko zdali sobie sprawę z tego, jak ważne jest wyważenie i jakie ma znaczenie dla klienta z branży motoryzacyjnej. W rezultacie wielu z tych dostawców współpracujących z tym klientem nabyło teraz własne wyważarki.

Używając technologii wyważania HAIMER jako narzędzia sprawdzającego ten duży producent z sektora automotive był w stanie nie tylko rozwiązać utrzymujący się problem nieplanowanych zmian narzędzi, ale zaoszczędził ponad 250 000 dolarów. Nic nie zostało wprowadzone do produkcji przed sprawdzeniem wyważenia, a poza znacznie poprawioną żywotnością narzędzia wykonano więcej precyzyjnych części. To, co kiedyś było dużą i kosztowną niewiadomą, zostało jednoznacznie zdefiniowane jako problem, który można rozwiązać.

Dlaczego wyważanie?

Brak wyważenia jest spowodowany nierównomiernym rozkładem mas wirujących. Konsekwencjami są wibracje, bicie, słabe wykończenie powierzchni i krótsza żywotność narzędzia. Prędkość obrotowa tylko nasila te negatywne skutki. Zmniejszenie prędkości wrzeciona może prowadzić do płynniejszego skrawania, ale także zmniejsza prędkość usuwania metalu i produktywność.

K&G Manufacturing odkrył, że tylko bardzo precyzyjne wyważenie całego zestawu narzędzi pozwala ich szybkim obrabiarkom osiągnąć maksymalną wydajność. Połączenie tej wiedzy z ideami niesionymi przez Przemysł 4.0 pomaga im utrzymać pozycję lidera.

Proces

Aby zapewnić najwyższy poziom wydajności, wszystkie narzędzia są przygotowywane w trybie „offline”. Uchwyty narzędziowe z możliwością nieinwazyjnego wyważenia łączone są z narzędziem w wydajni, dalej wstępnie ustawiane i wyważane, podczas gdy obrabiarki kontynuują produkcję. Wyważanie, które zazwyczaj wykonuje się za pomocą śrub wyważających, jest zawsze ostatnim krokiem w procesie, zanim zestaw narzędzi zostanie wysłany do maszyny. Niezbędne pomiary narzędzi zdefiniowane przez operację wstępnego ustawienia są przesyłane bezpośrednio do sterowania maszyny za pomocą wbudowanego postprocesora, dzięki czemu operatorzy nie muszą ręcznie wprowadzać wymiarów i ryzykować błędami podczas wprowadzania danych.

Przyspieszenie produkcji

Firma wykonuje wiele zleceń dla bardzo wymagających sektorów przemysłu, włączając w to sektor wojskowy, lotniczy, a także wyposażenia do jednostek pływających. Aby nadążyć za popytem na swoje usługi, zakupili kilka nowych maszyn CNC o prędkości wrzeciona 20 000 obr./min. Ponieważ części do ich poprzedniej wyważarki nie były już dostępne, a była ona dość stara, oczywiste było zapotrzebowanie na nowy sprzęt do wyważania.

– Przyjrzeliśmy się innym systemom do wyważania, ale przedstawiciele firmy HAIMER wydawali się najbardziej skoncentrowani na naszych potrzebach – powiedział Isaac Rupprecht, koordynator ds. narzędzi w K&G Manufacturing. – Mieliśmy wrażenie, że ten poziom koncentracji na detalach zamieni się w doskonałą obsługę i wsparcie po sprzedaży. I mieliśmy rację.

Całkiem nowe doświadczenie w równoważeniu

Po zainstalowaniu zupełnie nowej wyważarki Tool Dynamic TD Comfort, firma szybko zauważyła, że znane im wcześniej rozwiązania z zakresu wyważania nie są równe pod względem dokładności i łatwości użytkowania. Porównanie testów między starymi i nowymi wyważarkami wykazało, że chociaż wyniki były zbliżone, powtarzalność pomiarów wyważarki HAIMER TD Comfort była zauważalnie lepsza.

Software maszyny Tool Dynamic cechuje kilka funkcji, które stanowią o jej przewadze nad rozwiązaniami konkurencyjnymi. Na przykład fakt, że maszyna HAIMER zaciska identycznie jak wrzeciono maszyny (zaciskanie i wyciąganie za pomocą sworznia dociągającego) wyeliminowała wariacje widoczne wcześniej w przypadku starego urządzenia. Niezależnie od tego, czy jest to CAT 40/50, czy HSK63A, maszyna HAIMER gwarantuje prawidłowe mocowanie, które zapewnia precyzyjną i powtarzalną dokładność pomiaru. Odchylenia spowodowane niewspółosiowością lub złym osadzeniem uchwytu we wrzecionie wyważarki zostały wyeliminowane.

Eliminacja takich odchyleń spowodowała, że niczego niepodejrzewający operatorzy zauważyli kluczową dla ich pracy zmianę w ustawieniach procesu. Nie musieli już dokonywać dodatkowych kompensacji w maszynie, aby uzyskać wymaganą jakość i geometrię otworów. Narzędzia po raz pierwszy ustawiano na wymiar „od presettera do maszyny”. To wyeliminowało dodatkowe kompensacje i skróciło czas ustawiania.

Technologia Plug&Play

Szybko okazało się, że oprogramowanie HAIMER jest znacznie łatwiejsze w codziennym użytkowaniu. Podczas gdy poprzedni system wyważający wskazywałby tylko wartość niewyważenia i jego lokalizację, nie zapewniał on żadnego interfejsu, który pomógłby użytkownikowi określić opcje korygowania niewyważenia oraz nie zapewniał szczegółowych wskazówek dotyczących tego, gdzie dokonać korekty. Potrzeba było wielu zabiegów i wielu obrotów testowych, aby uzyskać prawidłowy wynik na starej maszynie. Tool Dynamic z kolei oferuje kilka opcji korekcji wyważenia, w tym pierścienie, śruby wyważające, wyważanie przez wiercenie lub frezowanie. Po wybraniu opcji urządzenie automatycznie obliczało wymaganą korektę i wskazywało odpowiednie jej miejsce. Pełną kontrolę wyważenia i korektę można osiągnąć w czasie krótszym niż trzy minuty, a ryzyko błędu ludzkiego zmniejszyło się do zera.

Różnica HAIMER

Jak wielką różnicę robi wyważarka HAIMER? Dowodem niech będzie przykład: Operator, który nie został poinformowany o zmianie wyposażenia, pracował pierwszy raz po zmianie. Uchwyt wraz z narzędziem został wyważony na nowej maszynie Tool Dynamic bez jego wiedzy, a on sam był zaskoczony wynikiem obróbki. Pierwsze co zrobił, to odwiedził wydajnię narzędzi, aby wyjaśnić co zostało zmienione. Dzięki systemowi wyważania firmy HAIMER poprawa jakości wykończenia była tak oczywista, że niedoinformowany operator mógł na pierwszy rzut oka stwierdzić, że zmiany dotyczyły narzędzi.

Obróbka wykańczająca jest priorytetem

Jakość powierzchni na elementach obrabianych z aluminium stanowi ogromny problem dla K&G Manufacturing. W rzeczywistości, wielu ich klientów z branży lotniczej korzysta z przepisu nazywanego U.V.C. (Niezwyczajny stan wizualny). Zasadniczo, pozwala to na odrzucenie części dla jakiegokolwiek subiektywnego określenia, w tym wizualnych wad wykończeniowych, odbarwienia odlewu, śladów narzędzi itp., nawet jeśli wszystkie mierzalne tolerancje części mieszczą się w specyfikacji. Od czasu wdrożenia systemu wyważającego HAIMER firma K&G Manufacturing otrzymuje U.V.C. sporadycznie.

Zadowolenie z HAIMER

– Obiecujemy naszym klientom ponad 95% terminowości dostaw i mniejszą niż 200 DPM jakość – powiedział Isaac. – System wyważający HAIMER zwiększa naszą zdolność do osiągania obu w/w celów poprzez skrócenie czasu konfiguracji i pomoc naszym operatorom w uzyskaniu doskonałych wyników przy pierwszym uruchomieniu. Wydajność ich sprzętu jest adekwatna do wsparcia posprzedażnego, które otrzymaliśmy wraz z zakupem wyważarki HAIMER TD Comfort.

Źródło: Artykuł sponsorowany (Haimer)