Reducción al mínimo de los tiempos de respuesta para piezas grandes

Las buenas empresas de mecanizado casi siempre pueden encontrar formas de reducir el tiempo del trabajo repetitivo. Sin embargo, esto es mucho más difícil para los talleres que pueden mecanizar una pieza en particular solo una vez. Y el desafío de comprimir el tiempo de respuesta para trabajos que no se repiten es más abrumador cuando se necesita una grúa de 40 toneladas para instalar piezas de trabajo en la plataforma de un molino o en el mandril de un torno.

Aeromet Industries, ubicada en Griffith, Indiana, enfrenta esta situación todos los días. Ya sea un trabajo de reparación a gran escala, una pieza grande que nunca antes se había encontrado o un tambor de mandril personalizado de su propio diseño, casi todos los componentes que mecaniza son diferentes. Eso a menudo significa que no hay un programa CAM existente al que acceder, ningún accesorio específico de la pieza para sacar de un estante y ninguna experiencia de mecanizado de primera mano con una pieza determinada.

Sin embargo, a lo largo de los años, Aeromet ha implementado estrategias generales que le permiten minimizar el tiempo de respuesta de los componentes importantes que mecaniza. Esto ha ayudado al taller a establecer un nicho exitoso en el mecanizado de piezas grandes. Fred Wahlberg, presidente y cofundador de la compañía, y su sobrino Neil Wahlberg, gerente de ventas y marketing, explicaron algunos de los enfoques de Aeromet para reducir los tiempos de entrega de piezas mecanizadas grandes durante una visita reciente al taller del noroeste de Indiana.

Grande desde el principio

Fred Wahlberg fundó Aeromet en 1971 como un taller que fabricaba piezas de repuesto para las acerías de la zona. Gran parte de ese trabajo involucró el reacondicionamiento de los tambores de mandril de expansión del enrollador y desenrollador para las líneas de procesamiento de acero, y la mayoría de esos tambores de mandril tenían diseños únicos para adaptarse a su aplicación específica. Aeromet todavía realiza ese tipo de trabajo en la actualidad, además de trabajos diversos de tipo taller que involucran componentes grandes. Con el tiempo, sin embargo, el taller convirtió el trabajo de reparación del tambor de mandril en una línea de productos. Después de notar fallas de diseño comunes que causaban roturas prematuras en los tipos de unidades que reparaba continuamente, el taller se vio impulsado a crear su propia línea de tambores de mandril personalizados. Los tambores de mandril de Aeromet se mecanizan a partir de piezas forjadas de acero 4140 o 4340 que ofrecen mayor durabilidad y longevidad que los componentes fundidos utilizados en otros diseños. También brindan una mayor capacidad de agarre de hojas que, en última instancia, conduce a menos desperdicio de material al iniciar una línea.

Un rápido paseo por las instalaciones de 25 000 pies cuadrados de Aeromet revela que el taller está orientado al trabajo de mecanizado a gran escala. Tiene varias grúas que varían en capacidad de 10 a 40 toneladas y un montacargas que puede levantar 16,000 libras. También tiene una buena selección de grandes máquinas CNC, incluida una fresadora vertical Giddings and Lewis que puede acomodar piezas que miden hasta 72 pulgadas de diámetro y 84 pulgadas de alto. Su mandrinadora horizontal Union PC-150 ofrece recorridos X-Y-Z de 396 por 138 por 30 pulgadas además de 29 pulgadas de extensión del eje W y una mesa giratoria de contorneado de 79 por 98 pulgadas. Sin embargo, la compra de máquinas más reciente del taller también es la más grande:un torno Ryazan RT317 comprado a través de Shamrock Machinery en Houston, Texas. Instalado en 2009 sobre una base de 5 pies de profundidad, este torno CNC tiene un giro de 67 pulgadas y puede acomodar piezas de hasta 433 pulgadas. Está equipada con un motor opcional de 120 hp, un accesorio de barra de mandrinar y un mandril de 1,5 metros. El enorme torno, que reemplazó a una unidad más pequeña, permite que el taller cree tambores de mandril más grandes, así como realizar trabajos de torneado de mayor diámetro.

Por supuesto, hay más para tener éxito en el mecanizado de este tipo de piezas que tener un equipo con la capacidad suficiente. Estas son algunas de las formas en que Aeromet minimiza el tiempo de respuesta para componentes mecanizados de gran tamaño:

• Recogida y entrega de piezas. A veces, los esfuerzos de respuesta rápida comienzan con lo que está estacionado fuera de las instalaciones. Aeromet mantiene y opera una flota de camiones exclusivamente para el beneficio de los clientes que dependen del taller para mover sus piezas de manera rápida, segura y eficiente. La respuesta rápida es fundamental para los clientes de Aeromet, especialmente cuando se trata de trabajos de reparación. Los períodos prolongados de tiempo de inactividad para reparar los componentes de la línea de procesamiento pueden generar pérdidas significativas para el cliente. De hecho, en las raras ocasiones en que Aeromet está cerrado (generalmente funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana), las llamadas de emergencia se envían directamente al Sr. Wahlberg para que pueda enviar de inmediato a un conductor a recoger los componentes dañados.

• Planificación anticipada. Algunos de los clientes de Aeromet han planeado paradas para reparaciones o actualizaciones de los propios tambores de mandriles de Aeromet. Para minimizar el tiempo de inactividad de la línea, Aeromet podría premecanizar algunos elementos de los tambores de mandril antes de recibir todos los componentes de acoplamiento. Esto minimiza la cantidad total de tiempo de mecanizado requerido mientras la línea está fuera de servicio por reparación. Luego, el taller traerá el equipo de acoplamiento del cliente una vez que la línea se apague; mida las dimensiones adecuadas de los engranajes y cojinetes; termine de mecanizar el tambor de mandril según esas medidas; y luego montar y entregar el conjunto reparado.

• Programación efectiva y hojas de trabajo. El taller ha utilizado Mastercam de CNC Software desde finales de la década de 1980 y actualmente tiene la última versión del software de programación, “X5”. Una vez que finaliza un pedido, uno de los tres programadores CAM del taller recibe un modelo sólido del departamento de ingeniería o directamente del cliente y comienza a desarrollar el programa, así como las instrucciones de la hoja de configuración para los empleados del taller. Los paquetes de instrucciones están codificados por colores, por lo que los empleados pueden escanear e identificar rápidamente las secciones del paquete que son relevantes para ellos.

Los paquetes de instrucciones detallados permiten a los aprendices y trabajadores con menos experiencia realizar tareas completas de tipo oficial. Las imágenes CAD de la pieza y las fijaciones, así como las fotografías reales (si están disponibles) incluidas con las instrucciones, también ayudan a estos empleados menos calificados a visualizar mejor el trabajo.

• Herramientas de preajuste. Aeromet comenzó a usar un precalibrador de herramientas hace 10 años para que las herramientas pudieran instalarse y medirse en sus soportes antes de los cambios de máquina. Después del preajuste, se colocan etiquetas en las herramientas que enumeran sus dimensiones X y Z, además de la ubicación de la cavidad de la herramienta en la máquina. Sin embargo, esta última es realmente la información clave para la persona encargada de la configuración, ya que las compensaciones de herramientas se envían a través de Ethernet directamente al control de la máquina. El taller ordenó recientemente un nuevo preajustador de Zoller para reemplazar su modelo anterior.

• Minimizar los tiempos de ciclo. El enfoque actual de Aeromet para mecanizar piezas grandes es diferente al de años anteriores. Esto fue impulsado en parte por los avances en la tecnología de herramientas de corte. Utilizando principalmente cortadores de Dapra, que según el taller proporciona un borde de corte sólido, Aeromet pasó de realizar cortes pesados ​​a velocidades de avance relativamente bajas a cortes más ligeros a velocidades de avance mucho más rápidas. Esto finalmente produjo mayores tasas de remoción de metal. Su proceso también implica el uso de una llave dinamométrica para lograr una presión constante de asentamiento de la plaquita y cambiar los tornillos de la plaquita después de cada ocho cambios de plaquita.

• Estudiar y mejorar procesos. Aeromet aprovecha el conocimiento de toda su fuerza laboral para reducir los desechos de sus operaciones y procesos. Esto se ve facilitado por las reuniones semanales del equipo a las que asisten todos los que contribuyeron a los trabajos terminados recientemente. Los operadores, programadores, ingenieros de diseño, personal de inspección y otros revisan todos los pasos involucrados en la producción de una pieza para identificar instancias en las que se excedió el tiempo presupuestado para pasos específicos. La tienda incluso ha grabado en video pasos específicos. Esto no se hace como un esfuerzo policial, sino como un intento de revelar dónde se pueden simplificar los pasos del proceso. El uso de tableros de sombra para el almacenamiento y la recuperación de herramientas eficientes, el material en cola para los próximos trabajos y el preajuste de las herramientas de corte son todos los resultados de tales reuniones de mejora continua.

Cultivando Talento

Encontrar los empleados de taller adecuados también es clave para el éxito de un taller como Aeromet. Sin embargo, Aeromet no busca tanto empleados como los cultiva. El taller continúa con el programa de aprendizaje de la escuela secundaria que comenzó en 1977. De hecho, la mayoría de las personas que actualmente trabajan allí se graduaron de ese programa. El programa se ejecuta a través del Consejo Asesor de Aprendizaje del Área de Valparaíso, del cual el Sr. Wahlberg es miembro del consejo asesor. En el programa de aprendizaje de cuatro años, los estudiantes progresan desde el aprendizaje de habilidades básicas de mecanizado hasta la programación y otras tareas avanzadas del taller. El taller suele tener al menos un par de aprendices en el taller, lo que da como resultado una buena combinación de puestos de trabajo nuevos, intermedios y superiores. No todos los aprendices resultan exitosos, pero la desventaja de no desarrollar el propio talento supera el riesgo de perder a uno de estos candidatos.

Operadores Operan, Programadores Programan

En Aeromet, los operadores manejan las máquinas herramienta pero no las programan. Hay una buena razón para esto, como explica el Sr. Wahlberg. Cuando el taller comenzó a integrar máquinas CNC hace muchos años, los operadores estaban capacitados para realizar la programación en el taller en la máquina. Ahora, se crea un programa CAM para cada trabajo que se ejecuta en el taller. Los programadores de CAM también crean paquetes de instrucciones que explican claramente cómo se debe configurar y ejecutar cada trabajo. Las herramientas también están predeterminadas, etiquetadas y colocadas en un carro para el operador. Esto permite que los operadores con una experiencia modesta realicen la mayoría de los trabajos en el taller. Además, si surge un problema, se considera que el proceso tiene la culpa, no el operador. Sabiendo esto, los operadores no necesitan estar parados y mirar la máquina fresar o tornear partes, lo que los libera para atender varias máquinas. Además, esta estrategia evita que los operadores "experimentados" ajusten el programa sobre la marcha, porque el tiempo necesario para realizar el cambio es muchas veces mayor que el ahorro de tiempo potencial después de implementar el cambio. Dicho esto, se alienta a los operadores a escribir los cambios de proceso sugeridos directamente en el paquete de instrucciones del trabajo para que el programador los considere más tarde, quien revisará el paquete si ese trabajo en particular se repite.