CNC マルチスピンドル マシニング センターが MetalQuest にとって理にかなっている理由

1996 年の開設以来、MetalQuest は以下に重点を置いてきました。マルチタスク技術を採用。その最新の追加は、現在 5 つのパーツのファミリを実行するこの 8 スピンドル マルチです。

Scott Harms が 1996 年に MetalQuest の受託機械加工事業を開始したとき、社長は他社とは異なる事業を立ち上げました。ネブラスカ州ヘブロンにある同社の最初の機械は、ライブ ツーリングを備えた 3 軸 CNC 旋盤でした。目標は、当時他の工場が一般的に行っていたように、旋盤やフライス盤を使用して部品を加工するのではなく、部品を完全に機械加工することで、マルチタスクをニッチにすることでした。今日、同社のすべての工作機械は、工具室にある 1 台を除いて、サブスピンドルとライブ ツーリングの組み合わせを備えています。同社はまた、現在 51,000 平方フィートの施設に 13 台の FANUC ロボットを保有しており、FANUC から直接購入して自社で統合しています。

MetalQuest は、会社の副社長兼 COO である Scott Volk が開発した、すべての運用指標を追跡する包括的な社内ショップ管理システムを使用して、さまざまな業界の中規模から大量の仕事に焦点を当てています。 2000 年代初頭から実行されているジョブの 1 つは、六角形と光沢のある機能を備えた同様の円筒形状を持つ 5 つのパーツのファミリーです。この工場は当初、ライブ ツーリングを備えた 3 つの Y 軸ターニング センターでこれらの部品を加工していましたが、この作業は、その機器を使用してもわずかな利益しか得られませんでした。さらに、従来の丸棒材と比較して、パーツに六角形の特徴があり、全体的に除去する材料が少なかったため、ショップは以前はこの仕事に六角材 (12L14 鋼) を使用していました。しかし、六角ストックは曲がりがちだったので、丸棒ストックに切り替えました。これにより、機械加工で除去する必要のある追加の材料が原因で、サイクル タイムがさらに長くなりました。

しかし、Harms 氏はこの仕事を放棄したくありませんでした。なぜなら、このアプリケーションは石油とガスの市場向けではなかったからです。代わりに、この特定の部品ファミリーを機械加工するより生産的な方法を見つけて、ショップがサービスを提供する業界の観点からより多様化を維持することがより理にかなっています.

サイクル時間が約 2 分から短縮されましたY 軸ターニング センターでは、マルチスピンドル マシンでは 15 秒に短縮されます。

その答えは、ショップ初のマルチである 8 スピンドル Index MS40-8 マルチ スピンドル マシンの形でもたらされました。 「他のショップが持っていない設備、技術、プロセスを採用することに当初から重点を置いていたことを考えると、このタイプのマルチタスク マシンは、私たちのショップにとって当然の次のステップでした」と Harms 氏は言います。

「このマルチスピンドルを購入するという決定は、3 つのニーズを満たすことに要約されました」と Volk は付け加えます。 「私たちはより収益性の高い部品を求め、石油やガスから多様化し、他のショップとの差別化を図る技術を追加したいと考えていました。このマシンは、それらすべてのボックスをチェックします。」 (gbm.media/movein で機械の搬入日のビデオをご覧ください。)

この機械の心臓部はコンパクトなスピンドル ドラムで、Index 氏によると、3 ピースのハース カップリングを使用して各位置での精密加工を可能にしています。ドラムのスピンドルは流体冷却されており、無限に可変の速度制御を提供します。 MetalQuest のマシンには、バックワーク操作用に 2 つの旋回同期ヘッド (ピックオフ スピンドル) も装備されていました。

各種測定器を備えた部品検査ステーション、表面粗さゲージと、MetalQuest 独自のショップ管理システムにアクセスするためのコンピューターを含む、マルチスピンドル マシンの近くに追加されました。

「パーツによっては、バックワークがマルチスピンドル マシン プラットフォームの制限になる場合があります」と Harms 氏は説明します。 「バックワーク スピンドルが 1 つしかなく、パーツにかなりのバックワークが必要な場合、その最長のバックワーク プロセスによってパーツのサイクル タイムが決まります。 2 番目のスピンドルを指定したのは、現在の 5 つのファミリーを超えてこのマシンで実行する可能性がある将来のパーツのボトルネックにならないために、長いバックワーク操作がないようにするためです。」

この一連の部品の場合、マルチスピンドルは 1 か月あたり 30,000 個の部品/年間 450,000 個の部品を加工します。 Harms は、これがこのマシンの容量の約 45% に相当すると述べています。 Y 軸ターニング センターと比較して、サイクル タイムが約 2 分から 15 秒に短縮されました。さらに、この作業を新しいマルチスピンドルに切り替えることで、他の 3 つのターニング センターでさまざまな作業を実行できるようになりました。

ショップはすべての部品に同じ直径の棒鋼ストックを使用しているため、ファミリー内の新しい部品への切り替えが迅速であり、バーフィーダー コレットを交換する必要がありません。数個のカッターを交換するだけで十分かもしれません.

専用プリセッター

マルチスピンドルマシンの生産初日は 1 月 15 日でした (私はたまたまその日ショップを訪れていました)。MetalQuest は、マルチスピンドル専用の Zoller Hyperion ツールプリセッタ (3 番目のプリセッタ) も購入しました。このプリセッタは、インデックステーブルにツーリングブロックが取り付けられているため、工具を機械に取り付けるのと同じ方向に取り付けることができます。また、自動工具測定を提供し、Y 軸の動きにより、ボーリング バーなどの中心高さを調整できます。

このプリセッターは、マルチスピンドルマシン。そのテーブルには、マシン内にあるようにツールを方向付けることができるステーションが含まれています。

ショップはまた、このプリセッター、特にそのパイロット ソフトウェア機能をショップ管理プロセスのより不可欠な部分にしています。 Volk 氏は、このソフトウェアは「ERP ができないことのギャップを埋める」と述べています。彼は、ジョブ セットアップ シートを、自社開発の包括的なショップ管理システムから、PC でオフラインでアクセスできる Zoller ソフトウェアに移行しています。これは理にかなっている、と彼は信じています。なぜなら、工具の事前設定は加工精度を確保するための中心であると感じているからです。

仮想環境のメリット

しかし、私の訪問以来、MetalQuest は、マシンの利用可能な 62 軸のうち 59 軸を同時に使用するマルチスピンドルの非常に重要な新しい仕事を勝ち取りました。 Harms はそれを「常軌を逸したセットアップ」と呼んでいますが、Index の仮想マシン仮想化ソフトウェアが成功の鍵でした。

彼によると、Virtual Machine は Index が提供するソフトウェア プラットフォームであり、特定のマシンのデジタル クローンであり、マシンの実際のシリアル番号に関連付けられているという。このソフトウェアにより、ショップは機械をオフラインで安全に「実行およびセットアップ」できます。

「実際のマシンで行うのと同じように、ソフトウェア環境全体をツールアップします」と彼は説明します。 「Index が提供するすべてのツールホルダーには利用可能な .stl ファイルがあり、実際のマシンとまったく同じ場所にそれらをマウントできます。そこから、切削工具のリストを作成し、コードを書き、該当する工作機械のパラメータを設定してから、機械が実際の機械とまったく同じように部品を仮想的に切削するのを観察します。」

Harms 氏によると、これによりショップは衝突がないことを確認でき、仮想的に機械加工されている部品を仮想的に測定することさえ可能です。これは、生産を中断しないようにオフラインで行われます。

「この新しいパーツは複雑なため、実際のマシンがまだ別のジョブを実行している間に、Virtual Machine でマシンのプログラミングとセットアップに約 2 週間を費やしました」と Harms 氏は説明します。 「機械をオフラインにして新しいジョブのセットアップを行うまでに、すべてのツールホルダーを整理して取り付ける準備ができており、完全に証明された加工コードも用意されていたので、すぐに切り替えることができました。」

キャンディー投げロボットはありますか?

MetalQuest のオペレーションは、13 台の FANUC ロボットを備えた高度に自動化された 51,000 平方フィートの施設を特徴としています。ロボットはファナックから直接購入し、すべての統合を自社で行っています。実は、このお店には飴投げロボットが4台あります。より具体的には、製造現場で工作機械の世話をしていないときに、キャンディー投げを実行するように適合できる 4 つです。

MetalQuest は、キャンディー投げ機能をこれらのロボットに統合して、地元のキャリア フェアに連れて行ったり、自社のオープン ハウスで紹介したりできるようにしました。 (それぞれの実稼働ワークロードに基づいて、4 つのうちどれを使用するかを選択します。)

これらのコンパクトなユニットにより、同社は、今日の機械加工および製造会社が高度に技術的な業務を行っていることを実証し、会話を始めることができます。ユーザーは、コントロール ストリップのボタンを使用して、2 つのキャンディー オプション (Nerds または Hershey チョコレート) から選択します。ロボットは視覚機能を使用して、選択されたキャンディーを見つけ、真空グリッパーで拾い上げてから、誰かに投げるか、下に示すようにビンに入れます。 「ご想像のとおり、これにより、キャリア フェアや同様のイベントで大勢の人と差を付けることができます」と Scott Volk 氏は言います。