高度な自動化により、長いセットアップ時間から解放されます

Basin Precision Machining LLC は、工場全体で効率的な単一部品フロー生産システムを利用して品質を向上させています。

Basin Precision Machining LLC の社長兼 CEO である Erik Anderson は、製造の生産性に関して言えば、セットアップがすべての悪の根源であると判断しました。これらは、部品のばらつき、ダウンタイム、および高率のスクラップ率を引き起こします。また、他の多くのショップと同様に、Basin も、ウィスコンシン州 Jefferson に本拠を置くショップが自動化で反撃するまで、長くて複雑なジョブ設定の課題に直面していました。

Basin は、品質、無駄のない製造、およびショップ フロア全体にわたる非常に効率的な単一部品フロー生産に対する極端な執着により、比較的型にはまらないショップであると考えています。しかし、典型的な大量生産シナリオとは対照的に、多品種少量生産環境での同社の自動化の使用ほど、この慣例にとらわれないことは明らかです。

特別な多品種少量生産の自動化を実現するために、Basin は、可能な限り最大のツール ストレージ容量とデジタル接続を備えた最新の最先端の工作機械技術で構成される製造セルに依存しています。

精密請負機械工場として、Basin は石油およびガス、航空宇宙、RV、油圧市場にサービスを提供しています。同社の顧客には、石油およびガス会社の FHE USA LLC、カートリッジ バルブ メーカーの HydraForce Inc.、オートバイ OEM の Harley-Davidson Inc. などがあります。

場合によっては、ショップは 1 人の顧客に対して約 250 バージョンの部品を生産します。関連するジョブ ロット サイズは 5 ～ 500 個の範囲であり、アンダーソン氏によると、これはあるバージョンから次のバージョンに切り替えるために、1 か月あたり約 80 回のセットアップに相当します。これらの時間と労力のかかるセットアップには、100 以上のツールのセットアップ、複雑な多面固定、複雑な部品の実行方法を理解している熟練した個人が必要です。

最大の自動製造セルの 1 つで、Basin はいつでも約 200 の部品番号を設定できます。セルを使用すると、ショップは一度ジョブを設定し、それらをセルに残して、必要なときにそれぞれを実行できます。新しい 22,500 ft2 (2,090 m2) の増築に収容され、主に油圧マニホールドを製造するセルは、3 つのレベル、120 のパレット、および 3 つのロード ステーションを備えた Mazak Palletech システム内の 6 つの Mazak HCN-5000 横型マシニング センターで構成されています。ツール容量を最大化するために、各マシニング センターは、合計 2,088 ツールのセルに対してそれぞれ 348 ツールを保持する Mazak ツール ハイブとペアになっています。

アンダーソン氏によると、大きなツール容量は、セルが部品から次の部品に切り替わるときに、ショップがツールをセットアップしたままにしておくことができるという点で、セットアップの削減に大きく貢献します。ほとんどの場合、1 台の機械で 3 つのサイズの原材料から 12 の異なる部品番号を実行するのに十分なツールがあります。

昨年、このショップは、32 人が操作する 15 台のスタンドアロン マシンで約 1,100 万ドルの油圧マニホールド作業を行いました。 1 つの新しい Mazak システムだけで、Basin は現在、わずか 6 台のマシンと 6 人の従業員で、以前の 90% の作業で約 950 万ドルの作業を処理できます。

すべての HCN-5000 には、マザックのマザトロール SmoothG コントロールが搭載されており、使いやすく、高速で高精度な加工を実現します。ダイレクトドライブロータリーテーブルと2パレットチェンジャーが標準装備されています。このシンプルで効率的な自動化機能は、マシンが別のパレットに固定された部品で作業を続けている間に、Palletech レールガイド ロボットが 1 つのパレットをロードまたはアンロードできるようにすることで、生産性を向上させます。

プロセスをさらに最適化するために、各セルの HCN-5000 には Mazak SmartBox が装備されています。これは Basin に産業用モノのインターネット (IIoT) への簡単かつ安全な入り口を提供する起動プラットフォームです。 MTConnect テクノロジーを基盤とするオープン プロトコル SmartBox は、強化された監視および分析機能を可能にしながら、ショップのマシンとデバイスの接続を容易にします。

Anderson 氏によると、Basin は SmartBox を設置して総合設備効率 (OEE) を監視し、最終的にはショップの ERP システムとのインターフェースを構築しました。現在、Mazak SmartBoxes は、RFID チップを介して Basin のツール プリセッタからマシンにツーリング データを転送します。しかし、機械の予防保守と重要なシステムの監視に Mazak SmartBox を使用できるように、工場は最終的に機器をセンサーで感知するようになるだろうと彼は言いました。

Basin に最近追加されたもう 1 つの自動製造セルは、Mazak HCN-8800 横型マシニング センターと、6 パレット Palletech システム内の 348 ツール ツール ハイブを中心としています。このセルは、主に石油およびガス産業の設備を坑口に固定するためのシステムである FHE の RigLock 用のコンポーネントを製造しています。

Basin は、HCN-8800 に加えて、Mazak Integrex i-630V/6 マルチタスク マシンを備えた RigLock システム用のコンポーネントも製造しています。これは、重切削用に設計された強力な旋削およびフライス スピンドルを備えた 5 軸ソリューションです。この機械は、直径 20 インチ (508 mm)、重さ 1,200 ポンド、硬度 Rc 32 のスチール製のリグロック ボディを処理します。 Basin は Integrex i-630V/6 でたった 1 回の機械加工操作で 7 時間強でそれらを仕上げています。

これらの部品については、アンダーソン氏によると、1 回の操作で処理できれば、プロセスははるかに簡単になります。 「これにより、取り扱い、積載、登録の喪失、複数の機器の必要性など、すべての変数を一掃できます」と彼は説明しました。 「従来の工場が同じ仕事をした場合、2 台の旋盤と割り出し機を備えた垂直ミルが必要になり、部品を 4 回処理する必要があります。」

Basin では、単一部品フローと、Done in One Mazak マシン機能により、原材料がプロセスに入り、完成したコンポーネントとして終了します。これにより、WIP がゼロになり、品質問題がはるかに少なくなり、ジョブのターンアラウンド タイムが短縮されます。これらすべての結果、Basin の欠陥品質パフォーマンスは 50 ppm (parts per million) 未満になりました。実際、ショップは 19 ppm という低さを維持しており、過去 10 年間もその状態を維持しています。

アンダーソン氏によると、同社の Integrex i-630V/6 など、このショップの他のマザックの一部は、従来の自動化とは見なされないものであり、ロボットがマシンにロードすることはありません。代わりに、自動化は、単一のセットアップで部品を処理するための旋削加工と完全な 5 軸フライス加工を行う複合加工機の能力の結果です。

このような組み込み自動化の追加の例として、最近買収した Mazak のマルチタスキング マシンが 4 台あります。これらはショップの Integrex i-400S で、2 番目の旋削スピンドルを備えています。 2 番目の旋削主軸に加えて、より低いタレットを備えた Integrex i-200ST。 2 台の Integrex e-500H-S マルチタスク マシンは、C 軸制御を備えた 2 つの同等に強力な対向旋削スピンドルを備えています。これらの機械には、B 軸で回転する一体型モーター ミリング スピンドルもあり、5 軸および高送り速度のミリング操作を同時に行うことができます。

Integrex e-500H-S は、RigLock システム用の大型部品を製造します。 Integrex i-400S と i-200ST は、RigLock コンポーネントと、Integex i-200ST マシンにバー供給される防爆部品も処理します。これらのマシンが稼働している間、オペレーターは Integrex i-400S を実行する時間もあります。

「当社の Mazak のような自動加工システムは、熟練労働者の不足などの労働力の問題に対する解決策です。機械工を見つけるのは難しいため、私たちの従業員は自動化の管理者です。彼らは、私たちのシステムを監督し、それらを生産し続けるために、強い当事者意識を持って良心的です。彼らはボタンを押す人ではなく、プロセスに投資された個人であり、ある意味では個々の工場管理者であり、ワークセルの原材料、セル内の機械、工具、品質、部品の記録方法とその方法について責任を負います。梱包されて顧客に提示されます。」

Basin のほとんどの部品は、4140、4340、および棒材、鍛造品、鋳造品の形の一部の予備硬化鋼を含む材料で作られています。また、Invar 36、6061-T6 アルミニウム、および 65-45-12 DuraBar ダクタイル鋳鉄から一部の部品を製造しています。ワークピースの重量は 2 オンスから 2,000 ポンドにもなり、厳しい公差と表面仕上げが要求されます。位置公差は、0.005 インチ (0.12 mm) から 0.001 インチ (0.0254 mm) までの範囲であり、多くの場合、ショップは ±0.00025 インチの直径公差を維持する必要があります。典型的なジョブ ロット サイズは、年間数十万個の部品を含む連続生産から、わずか 2 個の部品を生産する単一ジョブまでさまざまです。

もともとアンダーソンの両親によって始められたショップには、190 人の従業員、ウィスコンシン州ジェファーソンとホワイトウォーターにある 2 つの施設、合計 85,000 平方フィート (7,897 平方メートル) の製造スペースがあります。この店には約 10 人の顧客がいますが、Anderson 氏によると、100 人の顧客のジョブ ショップになろうとしているわけではありません。すべての顧客に同時に適切なサービスを提供することは非常に難しいからです。

「私たちは、私たちが大量の作品を制作することを望んでいる主要な顧客との強力な関係を築くよう努めています」と彼は言いました。 「そうすることで、私たちは顧客から確固たるコミットメントを得ることができ、最高の品質と費用対効果で私たちの能力を最大限に発揮して顧客のコンポーネントを生産するために、製造技術に大きな投資を行うつもりです。多くの店はそれをしたがりません。」

Basin は、複雑な部品で構成される多品種少量の作業に引き続き注力します。これは、ほとんどのショップが敬遠する作業であるためです。アンダーソン氏は、目標は仕事と、今日会社が使用している柔軟なマザックマシンや自動化システムなど、そのための適切な機器を手に入れることだと言いました。この戦略は彼にとってうまく機能し、Basin の新しい市場を開拓し続けています。

「私たちは将来に目を向けており、喜んで投資を行います」とアンダーソンは言いました。 「これは潜在的な顧客の共感を呼んでいます。なぜなら、彼らが私たちが求める仕事を調達するのは難しいからです。これらの顧客は、最先端の技術と仕事に必要なすべてのものを手に入れることを約束するサプライヤーを求めています。」

Mazak から提供された情報をイヤーブック編集者の Candace Roulo が編集