金型メーカーはIIoTを採用して、より短期間の生産に移行します

American Punch Co.（オハイオ州ユークリッド）は、建設などの大型プレス市場と自動車などの小型市場の両方に対応するパンチアンドダイのサプライヤーであり、顧客基盤に遅れをとらないようにする必要があります。これは、大量生産から、顧客のリーン戦略の実装によって要求されるジャストインタイムの納品注文を満たすために、より短いターンアラウンドタイムでより小さなランを効果的に加工することへの移行を意味しました。労働力の関与が増える可能性があるにもかかわらず、コストを抑える方法を見つけるなど、独自の一連の課題を作成しました。

これらの問題に直面して、生産エンジニアのブライアン・ケインは2012年に会社の製造プロセスの再評価を開始しました。その年の国際製造技術ショー（IMTS）への訪問により、カイン氏はLNSと連絡を取りました。インダストリアルインターネットオブシングス（IIoT）や、バーフィーダーと旋盤の間のプログラム切り替えを自動化する方法を紹介します。

より短い生産期間に移行する方法を探しています

American Punchの高精度のパンチとダイは顧客から高い評価を受けていましたが、その製造プロセスは、顧客からますます要求される5、10、または20個の小ロットではなく、数百個の単一部品を製造する標準的な製造方法に合わせて調整されていました。 。

「このような短時間の走行には、複数のセットアップと機械オペレーターの注意が必要です。もちろん、部品に時間と人件費がかかります」とカイン氏は言います。 「別の方法は、顧客が望むまで、より長い実行を行い、完成品を備蓄することです。特定のお客様向けに多数の高回転部品を在庫していますが、これらの少量部品の多くを追加すると、追加の運転資金が必要になり、より多くの床面積が必要になり、仕掛品が増えます。そこで、これらの少量の実行をより効率的にする方法を探し始めました。私たちはすでに自動バーフィーダーを使用してCNCマシンに材料をロードしていました。これは大量生産には適していましたが、顧客が望んでいた短期間の生産には適していませんでした。新しい部品に変更するたびに、旋盤とバーフィーダーの両方で別のプログラムを呼び出す必要がありました。」

IMTSでソリューションに遭遇する

Cain氏は、理想的な解決策は、さまざまな長さと特性を持つ類似部品のファミリーをまとめて、1つのセットアップでそれらすべてを同時に実行することであると判断しました。しかし、彼が見本市で話をした人は誰も、単一のセットアップでバーストックから複数の部品を実行するための良い方法を思い付くことができませんでした。

次に、彼はLNS America Inc.のブースを訪れ、システムソフトウェアと制御マネージャーのRandyLewisと彼のニーズについて話し合いました。彼らは、バーフィーダーとCNCマシン制御がデータを共有できるようにするe-Connectイーサネット通信システムについて議論しました。

e-Connectと工作機械CNCが相互に「対話」する場合、前者は部品の実行が完了したときに製造スケジュールを確認して、次に製造する部品を選択し、このデータをバーフィーダーに渡すことができます。 。バーフィーダーは、500ものパートプログラムのすべてのバーフィーダーパラメーターを保存する内部パーツライブラリを参照し、マスタースケジュールで選択されたプログラムと一致するプログラムを選択してから、新しいプログラムに自動的に調整します。

これはまさにカイン氏が探していた解決策でした。 「私たちは、この種のデータ共有の1階にいることを知りました。このデータ共有は、現在、ますます普及しています」と彼は言います。当時、カイン氏の機械はデータを共有する準備ができていなかったため、LNSはアメリカンパンチの工作機械サプライヤーおよび相手先ブランド供給業者と協力して、データを最新の状態に保ちました。

工作機械の接続性を機能させる

そのアプリケーションでは、e-ConnectシステムはLNS Quick Load Servo 80 S2に搭載されていました。スピンドル長の全電気サーボ制御の全自動バーフィーダーで、直径が1/4の範囲の14〜63インチのバーに負荷をかけます。 〜3 ¹ / ₈ インチ。 American Punchマシンのオペレーターは、バーフィーダーに1½インチの工具鋼の棒鋼をロードし、旋盤制御とバーフィーダーを部品ファミリー間でオンザフライで変更できるようにするマクロプログラムを実行します。

典型的なセットアップには、適切な直径の棒材をロードして、さまざまな長さの部品をさまざまな量で製造することが含まれます。たとえば、直径1½インチのバーを使用して、長さ2.500インチの50個のパーツ、長さ3.025インチの10個のパーツ、長さ3.500インチの75個のパーツなどを作成します。パーツの形状も異なる場合があります。この設定により、短時間の部分実行での無人の、完全な消灯生産さえも可能になりました。

現在、LNS e-Connectシステムとバーフィーダーを使用する4つの作業セルを備えたAmericanPunchは、毎月300,000を超える部品を稼働させ、顧客の要求を満たすために容量を追加する過程にあります。最新のワークセルは、LNSクイックロードサーボ80 S2バーフィーダーで構成されており、フライス盤、穴あけ、タッピングが可能な斗山プーマ2100SYターニングセンターにバーストックをロードします。 LNSバーフィーダーとのインターフェースに加えて、マシンのCNCはプログラム可能な高圧システムとも通信して、各機械加工操作に正確な量のクーラントを適用します。

e-Connectシステムのもう1つの利点は、材料の無駄が減ることです。 e-Connectは、各パートプログラムのバーフィーダーパラメータを保存するだけでなく、材料の使用状況を追跡し、この情報を工作機械に伝達します。マスタースケジュールは、利用可能な材料の量と生産キュー内の部品の長さを調べて、特定の部品の必要な量を実行するのに十分な材料があるかどうかを判断します。実行全体に十分な材料がない場合、システムは残りの長さを決定し、残りの在庫に合うスケジュールの次の部品を呼び出し、旋盤とバーフィーダーが自動的に調整して新しい部品を作成します。バーが使用されると、バーフィーダーが次のバーをロードし、システムはスケジュールされたすべての部品を作成するまでこのプロセスを繰り返します。

「これらの作業セルは、無人運転と労働力のない夜間シフトを追加することで、部品あたりのコストを大幅に改善しました」とカイン氏は言います。「納期の問題を解決しただけでなく、追加の作業を引き受ける能力を拡大しました。」