機械師在編制程序辦公室和車間之間來回快速解決問題,這看起來似乎不太實際,但有時擁有較少的設備的確可以幫助一個車間增加產能。位于威斯康星州普萊森特草原的Hanna Cylinders在從Mazak公司引入代替若干件原設備的先進機床后,意識到這一點。這樣一來,該公司每月能夠多裝運40%的產品,這使得公司能夠保存內部超過98%的拉條和機動型汽缸生產,同時還有新型“直角回轉”類型。
圖1 Hanna Cylinders制造應用于食品加工設備、游樂場、大型水壩、建筑電梯、拖船和軍用車輛的氣壓缸和液壓缸 Hanna制造內徑從1.5~60?in(1?in=25.4?mm)不等、沖程長達400?in的氣壓缸和液壓缸。其生產經營中大約75%是小容量定制訂單,但剩下的則是提供給原始設備制造商的大容量標準產品,該部分訂單上的數量平均每天可達700臺汽缸。 2011年,Jim Warneke總經理和Frank Laratta制造工程師加入,努力縮短生產前置時間并加快交貨速度。他們表示已在任何可能的地方實施了精益流程,但是他們很快意識到車間的整個制造流程需要進行改造。 “從一開始,我們最大的制造挑戰就是我們的設備。”Laratta說,“我們基本上擁有各種設備,卻在維修維護停工時需要將零件轉移到不同的設備上,沒有靈活性。” 為補救這一點,Hanna從Mazak購買了九臺新機床,使得該公司將其總機床庫存從50臺減至30臺計算機數控設備,其中20臺都產自Mazak。這些新設備不但幫助實現設備陣容的流線型,還使得該公司可以在需要的時候用最少的努力將零件(及其附屬刀具及設置)從一臺設備轉換到另一臺設備上。 Mazak設備的另一優點是使得Hanna能夠將幾乎所有加工帶回室內進行(特別是較大尺寸的汽缸組件)。例如,Megaturn Nexus(MTN)1600M立式車削中心主車軸功率為80?hp,提供了350?r/min的最大速度以及7405尺磅的最大扭矩,從而適應直徑最高為64.96?in、高為35.43?in且重達11023?lb(1?lb=0.45?kg)的工件。在設計上,其旋轉刀銑削性能以及12刀鼓型小塔通過減少的設置以及工件處理來提高準確度和生產力。 Hanna同時還引入了12?000?r/min、40椎體主軸的Mazak立式加工中心(VCN)700E/40-II和VCN 510C-II(現標記為Mazak VCN 530C-II模型)立式加工中心以及Mazak快速回轉(QTN)車削中心的若干模型。VCN 700E/40-II的特征是裝有30刀的底盒以及沿X軸方向80?in的行程;VCN 510C-II的特征是沿X軸方向有41.3?in的行程以及較大的48刀存儲性能。
圖2 Mazak設備的一個關鍵優點是使得Hanna能夠將幾乎所有加工帶回室內進行 除投資新設備外,Hanna還將其車間進行了重組,從而現在的工作流程路徑更短。零件可以不再僅根據尺寸和特征在車間流動,而是可以根據客戶需求、特定交貨時間以及是否為庫存產品的一部分進行流動。此外,與僅操作一種特定零件尺寸相反,現在車間的加工單元可以加工各種尺寸的某種特定零件或零件族。“盡管增加先進車床技術是提高產量的一個重大因素,但將零件流程重組為簡單直線同設備本身的影響一樣重大。”Warneke說。 除進行精益生產外,為了讓車間保持競爭力,Hanna的操作必須靈活且設置換機時間須盡可能的快。Mazak系列設備的靈活性使得Hanna能夠建立一個在90%的時間內都在運轉,而剩下的10%未安排部分依舊運作的機制。 為縮短設置時間,除配備有所有必需手動刀具和儀表的標準化工作站和加工單元外,Hanna使用簡單設置且在任何可能的地方快速更換刀具和夾具。例如,車間制造了特殊虎鉗鉗口使得其能夠將方形零件夾在QTN的三口卡盤中。這避免了將其換至兩口或四口卡盤的麻煩。
圖3盡管增加先進機床技術是Hanna Cylinders提高產量的一個重大因素,但零件流動重組成簡單直線所帶來的影響同設備本身一樣大 機床上刀具卡盤測量,再加上充足的刀具存儲容量,這進一步幫助減少了設置時間并加快了產品換機速度。根據Laratta所說,車間的機械師只需觸摸設備刀具,并根據自動刀具提示測量系統的提示就可以得知Mazak設備的刀具定位。在這之前,車間必須進行試驗切削、測量零件、將刀具推回原位置,然后進行必要偏移調整。這一冗長的過程通常導致至少一個零件報廢。 盡管成品零件最終可能互不相同,但起初似乎是一樣的。任何零件的模塊化不僅能幫助降低周期時間,同時也減少了整體產品周轉。車間將零件加工至某一半成階段,將其存儲起來,最終加工成客戶特定需求的產品。車間將根據客戶訂單歷史以及最普遍生產尺寸和類型決定存儲哪些半成產品。 Mazak共同平臺控制也減少了產品換機以及周轉時間。車間為機械師提供培訓以操作Mazak系列設備,從而他們可以在設備上自行設置和編制程序,同時還可以無縫地從操作一種型號到另一種。這提高了生產量并減少了因等待離線開發然后送至車間的時間浪費。有時候產品數量大小僅為4~6個組件,等待程序的時間可能比實際加工零件的時間要長。 Mazak控制提供了會話式或EIA編制程序,并且它們以準確展示問題可能發生地點的機上圖形為特征。利用這一性能,機械師不用跑回去并在編制程序辦公室和車間之間來回就可以快速解決問題。 “在我們的舊設備上加工零件時,要得到第一件合格零件,基本上要報廢掉兩件或三件。”Laratta說,“而使用Mazak系列設備加工時,第一件就合格,并且我們可以在設備控制室保持程序正確運行。” Mazak設備的控制以及其他特征是Hanna整體文化改變的重大部分。據Warneke說,這些設備改變了車間的制造方式。車間現在可以立即應對不斷改變的客戶需求并盡快提供優質汽缸。 |
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