Automatización en Aztalan Engineering

La automatización de máquinas herramienta no es una idea nueva en Aztalan Engineering de Lake Mills, Wisconsin. En cambio, para este fabricante por contrato, el uso de la automatización para cargar y descargar piezas es una práctica establecida. En la década de 1990, la empresa se hizo cargo de la producción de un conjunto de componentes de otro taller, comprando e instalando los dos tornos CNC con carga robótica que había utilizado este taller anterior. La celda ofrece una alta productividad hasta el día de hoy.

Y, sin embargo, la experiencia con estos robots no significó que el tercer torno agregado a esta celda tuviera un robot propio. Cuando la creciente demanda de estos componentes justificó un nuevo proceso que implicaba un torno adicional, Aztalan observó de cerca si la carga manual de este torno adicional era suficiente para mantener el ritmo. Fue por un tiempo. Pero cuando se pronosticó que la demanda aumentaría aún más, quedó claro que se necesitaba un nuevo robot para la última máquina. Por lo tanto, ahora se ha agregado un robot FANUC M10iA a este torno Okuma LB 2000. Por lo tanto, esta celda en Aztalan ahora incluye tanto robots como tornos que tienen una antigüedad de casi 20 años. La celda es uno de varios ejemplos de automatización de máquinas herramienta en esta empresa. La medida en que Aztalan utiliza la automatización es instructiva por varias razones. Primero, ilustra la variedad de opciones de automatización que podrían tener sentido en un entorno de mecanizado por contrato. Pero en segundo lugar, y quizás más importante, la experiencia de Aztalan proporciona una ilustración de por qué no dejarse llevar por el desafío de adoptar la automatización. Aztalan se enfrenta a este mismo desafío. La empresa avanza rápidamente y aumentar la capacidad a través de la automatización suele ser la mejor manera de satisfacer las demandas de producción. Pero aun así, dice Kirk Kussman, director de marketing y ventas de la compañía, las tecnologías de automatización tienden a enfrentar obstáculos adicionales cuando se trata de ganar la justificación. Como él dice, "siempre es difícil comprar una máquina que no fabrique directamente un chip". A este desafío se suma la gama de posibilidades de automatización. Tener éxito con un tipo de automatización no revela el valor de otros enfoques. Por ejemplo, el éxito con los tornos con carga robótica no fue suficiente para mostrarle a la empresa la mejor manera de automatizar un determinado proceso de mecanizado múltiple. En este caso, la mejor solución no fue un robot, sino un sistema de tarimas flexibles de Fastems junto con un centro de mecanizado horizontal. En lugar de llegar a esta solución por su cuenta, el Sr. Kussman dice que Aztalan la adoptó después de que su proveedor de máquinas-herramienta, Morris Midwest, argumentara que también había una forma rentable de automatizar la producción de este número de pieza. Crear conciencia Parte de la razón por la cual Aztalan avanza rápidamente hoy en día es la decisión deliberada de la empresa de hacerlo. Hace aproximadamente 4 años, la empresa lanzó un esfuerzo de ventas y marketing destinado a aumentar su volumen de negocios. La empresa tenía poca conciencia de marca en ese entonces, pero ahora es más reconocida, en particular por los fabricantes de tecnología médica, el sector que representa la mayor parte del negocio de la tienda. Dentro de este campo hoy en día, dice el Sr. Kussman, Aztalan suele hacer ofertas en las principales RFQ. La compañía también ha logrado ganarse la confianza de las empresas de ingeniería de diseño, un beneficio que le permite involucrarse en el desarrollo de nuevos productos mediante la consultoría sobre su fabricación. Todo esto ha llevado a una mayor actividad. La compañía ha respondido en parte expandiéndose, con el mismo CEO de la compañía, Jim Brey, diseñando la instalación de expansión que duplicó con creces el espacio de producción cuando se inauguró hace dos años. La empresa también ha aumentado el personal, además de aplicar la automatización para aumentar el valor que los miembros del personal pueden ofrecer. Un torno de doble husillo LFS con carga de pórtico de Okuma es otro ejemplo de automatización que funciona bien en el entorno de esta empresa. Si bien Aztalan es un taller por contrato (lo que significa que gran parte de su trabajo proviene de acuerdos a largo plazo), todavía tiene que ser tan receptivo como un taller de trabajo para cumplir con los requisitos de entrega y cantidad de piezas, a menudo variables, de los clientes. La máquina LFS, que cuenta con dos husillos de torneado que miran hacia adelante, ha sido valiosa para el mecanizado de alto volumen de una pieza de automóvil. El pórtico aéreo no solo carga y descarga la pieza, sino que también la pasa entre los husillos para el mecanizado del lado A y el lado B, manteniendo varias piezas trabajando en todo momento. Más recientemente, el taller ha asignado un segundo número de pieza a esta máquina y está preparando mordazas de mandril y pinzas para una familia de cuatro piezas que también se le asignará. Si bien el torno de doble husillo con carga de pórtico es un recurso eficiente de alta productividad, sigue siendo una máquina CNC con la flexibilidad que esto implica, lo que permite transiciones rápidas entre diferentes números de pieza según sea necesario. Llenar el tiempo Algo similar podría decirse del centro de mecanizado horizontal, también de Okuma, al que da servicio el sistema de palets de Fastems. De las diez paletas con este sistema, cinco están configuradas para ejecutar una parte en particular:un colector maquinado de aluminio sólido. En cada uno de estos cinco palés, el tombstone contiene ocho piezas de trabajo de aluminio, cuatro bloques para el mecanizado del lado A y cuatro piezas parcialmente mecanizadas para el mecanizado del lado B. Las paletas restantes están disponibles para la producción de otras piezas durante las pausas en la producción de estos múltiples, que se entregan a razón de unas 15 000 por año. Aztalan podría producir esta pieza de manera eficiente utilizando un HMC independiente. Incluso con ocho piezas por tombstone, cargar un juego de piezas a mano en un palé en el HMC mientras el juego actual funciona en el otro palé podría eliminar el tiempo de preparación. Sin embargo, el próximo paso más allá de la producción de HMC es algo así como el sistema Fastems. Lo que esta automatización agrega al ya eficiente HMC es el tiempo perdido cuando no hay empleados presentes. Aparentemente, eso no es mucho tiempo. Con dos turnos de 10 horas, Aztalan capta 20 horas de cada jornada laboral. Y, sin embargo, el mecanizado sin luces con el sistema de paletas aumenta drásticamente la capacidad de este HMC. En un día laborable, el sistema de paletas mantiene la máquina en funcionamiento durante las 4 horas restantes. Durante el fin de semana, permite 6 horas adicionales de producción. Estas 26 horas adicionales de mecanizado aumentan la producción del HMC en más del 20 por ciento. Incluso cuando el personal está presente, de hecho, la máquina equipada con sistema de tarimas funciona esencialmente sin supervisión. Por lo general, el operador tiene hasta 6 horas para alejarse y atender otras máquinas antes de regresar para descargar piezas terminadas y cargar piezas nuevas. Mantener el ritmo Esos tornos cargados por robots, las máquinas con las que comenzó el uso de la automatización de Aztalan, fabrican componentes para un sistema de administración de medicamentos. La automatización en esta celda, que ahora incluye el robot agregado al torno más nuevo, libera al operador de la celda para realizar la tarea vital de inspeccionar las piezas terminadas. Las tolerancias dimensionales de los componentes acoplados mecanizados en esta celda son exigentes, con características que incluso incluyen una convexidad total o una concavidad (según la pieza) de 5 micrones. Aztalan ha invertido en tecnología de medición para que la inspección requerida para estas piezas pueda seguir el ritmo del mecanizado automatizado. Un sistema de medición de formas Tropel de Corning utiliza metrología láser para mapear piezas terminadas. El dispositivo representa un nivel de tecnología de inspección que rara vez se ve en un entorno de mecanizado por contrato. Y esto sugiere el siguiente nivel de desafío que normalmente trae la automatización. Los sistemas de producción automatizados suelen ser tan productivos que mantener el flujo de trabajo requiere sistemas que respondan tanto antes como después del mecanizado. La medición eficiente cumple con la demanda de velocidad después del mecanizado. Mientras tanto, el Sr. Kussman dice que invertir en el software Exact JobBoss, no solo comprarlo, sino también tomarse el tiempo para poner en juego todas sus capacidades, ha sido esencial para organizar el trabajo antes del mecanizado y configurarlo para la producción de manera más eficiente. Hacer que el proceso sea aún más receptivo antes del mecanizado es el principal desafío del taller ahora, dice. La compañía está buscando formas de expandir su capacidad de programación CNC para seguir el ritmo del flujo de trabajo que aún se acelera. La programación en el taller será parte de la solución, dice. Hay talento en el taller, y no todos los trabajos deben programarse en Ingeniería. Además, la empresa aprenderá a confiar más en la automatización dentro del software CAM para generar rutas de herramientas de rutina automáticamente, pero esto no es fácil, dice. Es comprensible que los programadores quieran asegurarse de que cada característica crítica de una pieza de alto valor se programe correctamente. Como resultado, prefieren supervisar cada paso de la programación directamente. Por lo tanto, una cosa es apagar las luces en un proceso de mecanizado, porque es posible observar el robot y la máquina herramienta en acción antes de que se apaguen las luces. Pero apagar las luces dentro de la programación es un asunto diferente, porque el software no ofrece una forma similar de mirar dentro. Por lo tanto, la adopción de la automatización CAM implicará una confianza aún mayor que la carga automatizada de piezas de trabajo. Resulta que la máquina herramienta es una de las partes más fáciles de automatizar del proceso.