Mengapa CNC Multi-Spindle Center MetalQuest Meningkatkan Presisi dan Efisiensi

Seperti dibuka pada tahun 1996, MetalQuest telah fokus pada adopsi teknologi multitugas. Tambahan terbarunya adalah multi eight-spindle ini yang saat ini menjalankan keluarga lima bagian.

Saat Scott Harms memulai bisnis pemesinan kontrak MetalQuest pada tahun 1996, presiden perusahaan menyiapkannya untuk berbeda dari yang lain. Perusahaan di Hebron, Nebraska, mesin pertamanya adalah lathe CNC tiga-sumbu dengan live tooling. Tujuannya adalah untuk membuat multitugas sebagai niche-nya, memproses bagian lengkap alih-alih menjalankannya di lathe dan mill seperti yang umum dilakukan oleh bengkel lain pada waktu itu. Hari ini, semua alat mesinnya, kecuali satu di tool room, memiliki kombinasi subspindle dan live tooling. Perusahaan juga memiliki 13 robot FANUC di fasilitas 51.000 kaki perseginya, membelinya langsung dari FANUC dan mengintegrasikannya sendiri.

MetalQuest fokus pada pekerjaan volume sedang hingga tinggi untuk berbagai industri, menggunakan sistem manajemen bengkel internal yang dikembangkan oleh Vice President dan COO Scott Volk yang melacak semua metrik operasional. Satu pekerjaan yang telah dijalankan sejak awal tahun 2000 adalah keluarga lima bagian dengan geometri silinder yang serupa dengan fitur hex dan burnished. Bengkel awalnya menjalankan bagian tersebut pada tiga turning center sumbu Y dengan live tooling, tetapi pekerjaan ini hanya menguntungkan margin dengan menggunakan peralatan tersebut. Selain itu, bengkel sebelumnya menggunakan hex stock (steel 12L14) untuk pekerjaan ini karena bagian memiliki fitur hex dan ada lebih sedikit bahan yang perlu dikeluarkan dibandingkan bar stock bundar tradisional. Namun, hex stock cenderung bengkok, jadi bengkel beralih ke bar stock bundar. Ini lebih memperpanjang waktu siklus karena bahan tambahan yang perlu dipotong.

Harms tidak ingin membuang pekerjaan ini, meskipun aplikasi bukan untuk pasar minyak dan gas, pasar yang menurutnya bengkel terlalu fokus. Sebaliknya, masuk akal untuk menemukan cara yang lebih produktif untuk memproses keluarga bagian tertentu ini untuk tetap beragam dalam hal industri yang dilayani bengkel.

Waktu siklus telah berkurang dari hampir dua menit pada turning center sumbu Y menjadi 15 detik pada mesin multi-spindle.

Jawabnya datang dalam bentuk mesin multi-spindle Index MS40-8 eight-spindle, multi pertama bengkel. "Dengan fokus kami sejak hari pertama pada adopsi peralatan, teknologi dan proses yang tidak dimiliki bengkel lain, jenis mesin multitugas ini adalah langkah logis berikutnya untuk bengkel kami," kata Harms.

"Keputusan untuk membeli multi-spindle ini menurun pada memenuhi tiga kebutuhan," Volk menambahkan. "Kami ingin bagian yang lebih menguntungkan, kami ingin berdiversifikasi dari minyak dan gas, dan kami ingin menambahkan teknologi yang lebih membedakan kami dari bengkel lain. Mesin ini mencentang semua kotak itu." (Lihat video hari pindah mesin di gbm.media/movein.)

Jantung mesin ini adalah drum spindle kompakt yang menurut Index menggunakan Hirth coupling tiga-bagian untuk memungkinkan pemesinan presisi di setiap posisi. Spindel dalam drum didinginkan cairan dan menawarkan kontrol kecepatan yang dapat diubah secara tak terhingga. Mesin MetalQuest juga dilengkapi dengan dua synchronous head berputar (pickoff spindles) untuk operasi backworking.

Stasiun inspeksi bagian dengan berbagai instrumen pengukuran, termasuk gage keasupan permukaan serta komputer untuk mengakses sistem manajemen bengkel milik MetalQuest, ditambahkan di dekat mesin multi-spindle.

"Bergantung pada bagian, backworking dapat menjadi keterbatasan dari platform mesin multi-spindle," Harms menjelaskan. "Jika Anda hanya memiliki satu spindle backworking dan bagian memerlukan banyak backworking, maka proses backworking paling lama menentukan waktu siklus bagian. Kami menentukan spindle kedua untuk memastikan operasi backworking yang panjang tidak akan menjadi bottleneck untuk bagian lain yang kemungkinan akan kami jalankan melalui mesin ini di luar keluarga lima bagian saat ini."

Untuk keluarga bagian ini, mesin multi-spindle memproses 30.000 bagian per bulan/450.000 bagian per tahun. Harms mengatakan ini mewakili sekitar 45% kapasitas mesin ini. Waktu siklus telah berkurang dari hampir dua menit menjadi 15 detik, dibandingkan dengan turning center sumbu Y. Plus, berpindah pekerjaan ini ke multi-spindle baru membuka kapasitas pada tiga turning center lain untuk menjalankan pekerjaan yang berbeda.

Peralihan ke bagian baru dalam keluarga cepat karena bengkel menggunakan diameter bar stock steel yang sama untuk semua bagian, menghilangkan kebutuhan untuk mengganti collet bar feeder. Pergantian beberapa cutter mungkin yang saja diperlukan.

Dedicated Presetter

Hari pertama produksi mesin multi-spindle adalah 15 Januari (saya kunjungi bengkel pada hari itu.) MetalQuest juga membeli Zoller Hyperion tool presetter (presetter ketiga) khusus untuk digunakan dengan multi-spindle. Presetter ini memiliki tooling blocks yang dipasang di meja indexing, memungkinkan alat dipasang dalam orientasi yang sama seperti dalam mesin. Ini juga menawarkan pengukuran alat otomatis dan memiliki gerakan sumbu Y untuk memungkinkan penyesuaian tinggi pusat boring bars, misalnya.

Presetter ini dibeli khusus untuk digunakan dengan mesin multi-spindle. Meja-nya mencakup stasiun yang memungkinkan alat diorientasi seperti yang akan ada di dalam mesin.

Bengkel juga membuat presetter ini, khususnya kemampuan perangkat lunak Pilot, sebagai bagian yang lebih integral dari proses manajemen bengkel. Volk mengatakan perangkat lunak ini "mengisi kesenjangan dari apa yang tidak dilakukan ERP." Dia memigrasi lembar setup pekerjaan dari sistem manajemen bengkel internal yang komprehensif ke perangkat lunak Zoller, yang dapat diakses offline di PC. Ini masuk akal, menurutnya, karena dia merasa presetting alat adalah inti untuk memastikan akurasi pemesinan.

Manfaat Lingkungan Virtual

Sejak kunjungan saya, MetalQuest telah memenangkan pekerjaan baru yang sangat signifikan untuk multi-spindle yang secara bersamaan menggunakan 59 dari 62 sumbu yang tersedia mesin. Harms menyebutnya setup "gila," tetapi perangkat lunak virtualisasi Virtual Machine Index adalah kunci untuk melakukannya.

Dia mengatakan Virtual Machine adalah platform perangkat lunak yang ditawarkan Index yang merupakan klon digital dari mesin spesifik, begitu jauh sehingga terkait dengan nomor serial mesin aktual. Perangkat lunak memungkinkan bengkel untuk secara aman "menjalankan dan menyiapkan" mesin secara offline.

"Anda menyalir seluruh lingkungan perangkat lunak tidak berbeda dari yang akan Anda lakukan dengan mesin aktual," katanya menjelaskan. "Setiap pegang alat yang ditawarkan Index memiliki file .stl yang tersedia dan kami dapat memasangnya di lokasi yang sama seperti yang akan kami lakukan di mesin nyata. Dari sana, kami membuat daftar alat pemotongan, menulis kode, menetapkan parameter mesin yang berlaku dan kemudian melihat mesin secara virtual memotong bagian seperti mesin nyata akan melakukan."

Harms mengatakan ini membantu bengkel memverifikasi tidak akan ada tabrakan, dan bahkan mungkin untuk mengukur bagian secara virtual saat diproses secara virtual. Ini dilakukan offline sehingga tidak mengganggu produksi.

"Karena kompleksitas bagian baru ini, kami menghabiskan sekitar dua minggu untuk memprogram dan menyiapkan mesin di Virtual Machine sementara yang aktual masih menjalankan pekerjaan yang berbeda," kata Harms menjelaskan. "Pada saat kami mengambil mesin offline untuk menyiapkan pekerjaan baru, kami telah mengatur semua pegang alat dan siap dipasang serta kode pemesinan yang sepenuhnya terbukti sehingga kami dapat dengan cepat melakukan perpindahan."

Apakah Anda Memiliki Robot Melemperkan Permen?

Operasi MetalQuest menampilkan fasilitas 51.000 kaki persegi yang sangat terotomatisasi dengan 13 robot FANUC. Perusahaan membeli robot langsung dari FANUC dan melakukan semua integrasi sendiri. Faktanya, bengkel memiliki empat robot melemperkan permen. Lebih spesifik, empat yang dapat disesuaikan untuk melakukan melemperkan permen ketika tidak merawat alat mesin di lantai bengkel.

MetalQuest mengintegrasikan fungsi melemperkan permen ke dalam robot tersebut sehingga dapat membawa mereka ke pameran karir lokal atau memamerkan mereka di hari terbuka sendiri. (Perusahaan memilih yang mana dari empat yang akan digunakan berdasarkan beban kerja produksi masing-masing.)

Unit kompakt ini memungkinkan perusahaan untuk mendemonstrasikan dan memulai percakapan tentang bagaimana perusahaan pemesinan dan manufaktur saat ini adalah operasi yang sangat teknis. Pengguna memilih dari dua opsi permen (Nerds atau cokelat Hershey) menggunakan tombol pada strip kontrol. Robot menggunakan kemampuan visi untuk menemukan permen yang dipilih, mengangkatnya dengan vacuum gripper dan kemudian melemparkannya ke seseorang atau ke dalam kotak seperti yang ditunjukkan di bawah. "Seperti yang dapat Anda bayangkan, ini membantu kami menonjol dari kerumunan di pameran karir dan acara serupa," kata Scott Volk.