アズタランエンジニアリングでの自動化

ウィスコンシン州レイクミルズのアズタランエンジニアリングでは、工作機械の自動化は新しいアイデアではありません。代わりに、この契約製造業者にとって、自動化を使用して部品をロードおよびアンロードすることは確立された慣行です。 1990年代に、同社は別のショップから一連のコンポーネントの生産を引き継ぎ、この前のショップが使用していた2台のロボット搭載CNC旋盤を購入して設置しました。セルは今日まで高い生産性を提供します。

それでも、これらのロボットの経験は、このセルに追加された3番目の旋盤が独自のロボットを取得することを意味するものではありませんでした。これらのコンポーネントの需要が高まると、追加の旋盤を含む新しいプロセスが正当化されると、アズタランはこの追加の旋盤を手動でロードするだけでペースを維持できるかどうかを注意深く監視しました。しばらくの間でした。しかし、需要がさらに増えると予測されると、最新の機械には新しいロボットが必要であることが明らかになりました。そのため、このオクマLB2000旋盤にファナックM10iAロボットが追加されました。したがって、アズタランのこのセルには、20年近く年齢が離れているロボットと旋盤の両方が含まれています。セルは、この会社の工作機械自動化のさまざまな例の1つです。アズタランが自動化を使用する範囲は、さまざまな理由で有益です。まず、契約加工環境で意味をなす可能性のあるさまざまな自動化オプションを示します。しかし、第二に、そしておそらくもっと重要なことに、アズタランの経験は、自動化を受け入れるという課題に左右されない理由を示しています。アズタランは、まさにこの課題に直面しています。同社は急速に進歩しており、自動化による容量の増加は、多くの場合、生産需要を満たすための最良の方法です。しかし、そうだとしても、会社の営業およびマーケティング責任者であるカーク・クスマン氏は、自動化技術は、正当化を勝ち取るための追加のハードルに直面する傾向があると言います。彼が言うように、「直接チップを作らない機械を購入することは常に難しい」。この課題をさらに複雑にするのは、自動化の可能性の範囲です。 1つの自動化タイプで成功しても、他のアプローチの価値は明らかになりません。たとえば、ロボット搭載旋盤での成功は、特定のマニホールド加工プロセスを自動化するための最良の方法を会社に示すのに十分ではありませんでした。ここでの最善の解決策は、ロボットではなく、水平マシニングセンターと組み合わせたFastemsフレキシブルパレットシステムでした。 Kussman氏は、このソリューションを単独で実現するのではなく、工作機械のサプライヤーであるMorris Midwestが、この部品番号の生産を自動化する費用効果の高い方法があると主張した後、Aztalanがこのソリューションを採用したと述べています。 意識の向上 アズタランが今日急速に進歩している理由の一部は、そうするという会社の意図的な決定です。約4年前、同社は取引量の増加を目的とした販売およびマーケティング活動を開始しました。当時、同社はブランド認知度がほとんどありませんでしたが、現在では、特に医療技術のメーカーによって広く認識されています。このセクターは、ショップのビジネスの最大のシェアを占めています。今日この分野の中で、アズタランは定期的に主要なRFQに入札するようになるとKussman氏は言います。同社はまた、設計エンジニアリング会社の信頼を獲得することに成功しました。これは、会社が製造可能性について相談することにより、新製品の開発に関与できるという利点です。これらすべてが活動の増加につながっています。同社は、2年前にオープンしたときに生産スペースを2倍以上にする拡張施設を、会社のCEOであるジムブレイ自身が設計することで、部分的に拡張することで対応しました。同社はまた、スタッフを増やし、自動化を適用してスタッフが提供できる価値を高めています。オークマのガントリー搭載LFSツインスピンドル旋盤は、この会社の環境内でうまく機能する自動化のもう1つの例です。 Aztalanは契約ショップですが（つまり、その作業の多くは長期契約に基づいています）、顧客の流動的な部品の数量と納品の要件を満たすには、ジョブショップと同じように対応する必要があります。両方が前を向く2つの回転スピンドルを備えたLFSマシンは、自動車部品の大量加工に役立ちました。オーバーヘッドガントリーは、部品のロードとアンロードを行うだけでなく、サイドAとサイドBの機械加工のためにスピンドル間を通過させ、いつでも複数の部品を加工し続けます。最近では、ショップはこのマシンに2番目の部品番号を割り当て、4つのパーツのファミリーにも割り当てるチャックジョーとグリッパーを準備しています。ガントリーを搭載したツインスピンドル旋盤は効率的な高生産性リソースですが、それでも、必要に応じて異なる部品番号間の迅速な移行を可能にする柔軟性を備えたCNCマシンです。 時間を埋める Fastemsのパレットシステムがサービスを提供している、同じくオークマの横型マシニングセンターについても同様のことが言えます。このシステムを備えた10個のパレットのうち、5個は、1つの特定の部品（固体アルミニウムから機械加工されたマニホールド）を実行するように設定されています。これらの5つのパレットのそれぞれに、墓石は8つのアルミニウムワークピース、サイドA加工用の4つのブロック、およびサイドB加工用の4つの部分的に機械加工されたピースを保持します。残りのパレットは、これらのマニホールドの製造の一時停止中に他の部品の製造実行に使用でき、年間約15,000の割合で納品されます。アズタランは、独立したHMCを使用してこの部品を効率的に製造できました。トゥームストーンごとに8個の部品がある場合でも、HMCの一方のパレットに1セットの部品を手作業でロードし、現在のセットをもう一方のパレットで実行すると、セットアップ時間を実質的になくすことができます。ただし、HMCの生産を超えた次のステップは、Fastemsシステムのようなものです。この自動化によってすでに効率的なHMCに追加されるのは、従業員がいないときに失われる時間です。どうやら、それはそれほど時間ではありません。 2つの10時間シフトで、Aztalanは毎日20時間をキャプチャします。それでも、パレットシステムを使用した完全自動加工により、このHMCの容量が大幅に増加します。平日は、パレットシステムにより残りの4時間は機械が稼働し続けます。週末には、さらに6時間の生産が可能になります。この余分な26時間の加工により、HMCの出力が20％以上増加します。実際、スタッフがいる場合でも、パレットシステムを備えた機械は基本的に無人で稼働しています。通常、オペレーターは、完成した部品を降ろして新しい部品を積み込む前に、離れて他の機械の世話をするのに6時間もかかります。 ペースを維持する これらのロボット搭載旋盤（アズタランの自動化の使用が始まった機械）は、ドラッグデリバリーシステムのコンポーネントを作成します。最新の旋盤にロボットが追加されたこのセルの自動化により、セルのオペレーターは完成した部品を検査するという重要なタスクを実行できるようになります。このセルで機械加工された嵌合コンポーネントの寸法公差は厳密であり、5ミクロンの全体的な凸面または凹面（部品によって異なります）を含む機能も備えています。アズタランは測定技術に投資しているため、これらの部品に必要な検査は自動加工に対応できます。 CorningのTropelフォーム測定システムは、レーザー計測を使用して完成部品をマッピングします。この装置は、契約加工環境ではめったに見られないレベルの検査技術を表しています。そしてこれは、自動化が通常もたらす次のレベルの課題を示唆しています。自動化された生産システムは生産性が非常に高いため、作業の流れを維持するには、機械加工の前後の両方で応答性の高いシステムが必要です。効率的な測定は、加工後の速度要求を満たします。一方、Kussman氏は、Exact JobBossソフトウェアに投資することは、それを購入するだけでなく、その全機能を活用するために時間をかけることも、機械加工の前に作業を整理し、生産のために効率的にセットアップするために不可欠であると言います。機械加工の前にプロセスの応答性をさらに高めることが、現在のショップの主な課題であると彼は言います。同社は、加速し続けるワークフローに対応するために、CNCプログラミング能力を拡張する方法を模索しています。製造現場のプログラミングがソリューションの一部になると彼は言います。製造現場には才能があり、すべての仕事をエンジニアリングでプログラムする必要はありません。さらに、同社はCAMソフトウェア内の自動化に依存して、ルーチンのツールパスを自動的に生成することを学びますが、これは簡単ではない、と彼は言います。当然のことながら、プログラマーは、価値の高い部品のすべての重要な機能が正しくプログラムされていることを確認したいと考えています。その結果、彼らは各プログラミングステップを直接監督することを好みます。したがって、ライトが消える前にロボットと工作機械の動作を監視できるため、機械加工プロセスでライトをオフにすることは1つのことです。しかし、ソフトウェアは内部を覗き込むための同様の方法を提供していないため、プログラミング内で照明を消すことは別の問題です。したがって、CAM自動化を採用すると、自動化されたワークピースのロードよりもさらに大きな信頼が必要になります。工作機械は、プロセスの自動化が容易な部分の1つであることがわかりました。