Un enfoque no convencional para la producción de múltiples husillos

Cuando un taller está en el mercado de máquinas herramienta, puede depender de la orientación de los expertos. Los fabricantes de máquinas-herramienta conocen sus equipos y sus capacidades; deberían poder determinar las aplicaciones para las que es más adecuado y aquellas en las que puede fallar.

Sin embargo, Otto Engineering Inc. de Carpentersville, Illinois, piensa fuera de la caja y le gusta desafiar a sus proveedores con nuevos enfoques de las prácticas tradicionales. Mecanizado de producción contó la historia de Otto hace 15 años. Este seguimiento muestra una apuesta doble por el éxito que la empresa ha obtenido a partir de lo que alguna vez fue un plan tan radical que el proveedor incluso se mostró reacio a vender la máquina. Si bien es posible que el uso de un multi CNC para lotes pequeños no sea desconocido, comprar la máquina para ese propósito específico y tener un gran éxito con la estrategia es sorprendente para la mayoría fuera de la organización.

Bajo control

Otto se fundó en 1961 para el desarrollo y la fabricación de productos de conmutación y accesorios de comunicación para aplicaciones exigentes. La división de controles, que originalmente producía interruptores giratorios y pulsadores, ahora ofrece una extensa línea de interruptores de control, palancas y empuñaduras. Comercializa sus productos a las industrias militar, aeroespacial, agrícola, de la construcción y otras. Uno de los proyectos actuales de la empresa implica la producción de interruptores para el proyecto Orion de la NASA, que explora la posibilidad de enviar personas a Marte en la próxima década.

En 2004, trabajando a través del centro tecnológico de Chicago de DMG MORI USA Inc., Otto compró una Gildemeister GMC 35 ISM CNC multi de seis husillos. Fue una gran compra destinada a reducir el rendimiento y agregar flexibilidad en el piso de producción. Como era de esperar, algunas de las ejecuciones de piezas en Gildemeister pueden requerir hasta 10 000 piezas de trabajo o más; eso no es sorprendente. Pero lo que es mucho más inusual es que la compañía tampoco dudará en hacer tiradas que requieran solo 50, 25 o incluso cinco, sí, cinco partes; y es una máquina de seis husillos, así que un extra se debe hacer una parte. La única forma en que un taller puede tener éxito con cantidades tan bajas es minimizando los tiempos de preparación. La tirada promedio es de 200 a 1000, lo que requiere entre dos y seis horas de tiempo de producción.

Si bien los ejes múltiples son conocidos por requerir configuraciones largas, Otto ha encontrado una manera de contrarrestar esa tendencia, manteniendo sus tiempos de configuración promedio en Gildemeister en solo unos 15 minutos. Dependiendo de la programación, algunos días la máquina se configurará hasta seis veces en un turno de nueve horas, mientras que otros días puede ejecutar un solo trabajo durante todo el día.

Por qué funciona

Desde que Otto compró la máquina, Tom Secreto, supervisor de taller, ha programado 412 piezas diferentes para ella, que consisten en siete familias de piezas diferentes y un tiempo de ejecución promedio de 16 segundos por pieza. Maneja estos trabajos con una biblioteca de herramientas de solo 13 brocas frontales diferentes, 16 herramientas de torneado de DI de trabajo frontal y posterior diferentes, 10 herramientas de torneado de DE del lado del tambor diferentes y seis herramientas de fresado diferentes, para un total de 45 herramientas intercambiadas dentro y fuera de la máquina.

Para todas las piezas se utiliza únicamente material en barra de aluminio del mismo diámetro. Las piezas van desde 0,875 pulgadas hasta 0,16 pulgadas de diámetro. Para compensar el costo adicional del material desperdiciado cuando se procesan piezas de menor diámetro, Otto mantiene estrictos estándares para suministrar chips limpios y sin aceite a su empresa de reciclaje. Al eliminar la necesidad de cambiar la máquina a diferentes diámetros de barra, se ahorra mucho tiempo en la configuración.

Todas las herramientas son de cambio rápido y todas las herramientas están preestablecidas. El control de Siemens, con compensaciones de herramienta más que suficientes para cada ubicación, proporciona una fácil configuración de todas las compensaciones de geometría para cada herramienta. Una configuración típica consiste en dejar caer cuatro o cinco herramientas en la máquina, cargar el programa para la pieza deseada y cambiar una pinza de recogida. Se toma tiempo adicional en la etapa de programación para asegurarse de que se ajuste perfectamente a la simulación. El operador puede simplemente presionar inicio de ciclo y confiar en la precisión de la primera pieza.

El Sr. Secreto sabe qué partes se ejecutarán en la máquina a continuación y tiene la configuración esperando. Todas las herramientas preestablecidas y todo lo necesario para la configuración se guardan en un gabinete al lado de la máquina. El gerente del taller de máquinas, John Lang, explica que uno de los desafíos del husillo múltiple es establecer la distancia entre el husillo secundario y los recogedores, lo que determina la longitud total de la pieza. La estrategia de Otto es montar el indicador dentro de la máquina. Dependiendo de la parte anterior, el indicador muestra los ajustes precisos necesarios para la siguiente. Es posible que solo haya una diferencia de 180 milésimas entre las dos partes, pero los ajustes se realizan exactamente, "más o menos nada", para garantizar que la siguiente parte se realice correctamente la primera vez.

El truco es que, en lugar de la estrategia típica de considerar familias de piezas, Otto mira familias de herramientas, adoptando un enfoque creativo para la programación. Miran las herramientas existentes y ven qué piezas encajarán con ellas, incluso si pueden requerir cortes adicionales en la pieza para hacer la forma, agregando una cantidad mínima de tiempo de ciclo. “En la mayoría de los casos, en un husillo múltiple, ya hay tiempo libre porque el tiempo del ciclo depende de la operación o deslizamiento más largo”, dice el Sr. Secreto. “Por ejemplo, si la diapositiva 6 es de 18 segundos y esa es la más larga, entonces el ciclo es de 18 segundos. Quizás la diapositiva 2 es una operación aburrida y dura solo 12 segundos. Luego, se pueden agregar seis segundos más de operación de desbaste a la diapositiva 2 sin afectar el tiempo total del ciclo”. Agregar cualquier herramienta a la biblioteca es el último recurso y casi nunca se hace.

Beneficios cuantificables

“De hecho, ganamos más dinero con los interruptores que producimos cuando tenemos lotes más pequeños”, dice el Sr. Lang. “El margen es mucho mayor. La mayoría de los otros talleres tendrían problemas para mantener el tiempo del ciclo en 15 segundos en una pieza de trabajo con tanta geometría como la que estamos poniendo en ellos".

Él dice que esas piezas en un torno estándar podrían tardar hasta dos minutos, y la configuración sería de tres a cinco horas. Los multis funcionan siete veces mejor en tiempo de ciclo que un torno CNC convencional. El Sr. Lang lo sabe porque Otto solía fabricar todas estas piezas en tornos CNC convencionales. La rentabilidad de la inversión en Gildemeister ha jugado un papel importante en el éxito continuo de la empresa. El Sr. Lang recuerda que cuando comenzó en Otto, era una empresa de $5 millones. Ahora es una empresa de $ 130 millones, que crece constantemente (incluido un 15 por ciento en 2018) desde la instalación de la máquina.

Dado que las tiradas cortas y los tiempos de preparación permiten que Otto suministre las piezas con tanta rapidez, básicamente utiliza la máquina como almacén o inventario. La empresa no mantiene excedentes de stock. Incluso si llega un pedido grande de 5.000 o 10.000 piezas, pueden sacarlas al día siguiente. En un torno CNC convencional, tardaría una semana. Incluso si varios tornos estuvieran procesando las piezas, tomaría más tiempo debido a las configuraciones adicionales. Los clientes también aprecian el cambio porque no tienen que pensar en hacer un pedido por adelantado. El equipo de ventas dejará los pedidos y obtendrá una respuesta inmediata en producción.

Qué sigue

Más allá de sus capacidades de mecanizado CNC, Otto también realiza moldeo por inyección, estampado, montaje de cables y sobremoldeo de cables, y ahora emplea a unas 575 personas. También compró recientemente una empresa de herramientas y troqueles. Para combatir los efectos de la creciente escasez de mano de obra, la empresa contrata dos aprendices por año recién egresados ​​de la escuela secundaria. Estos aprendices pasan un tiempo en la Asociación de fabricación y herramientas de Illinois, luego se establecen en Otto como maquinistas, fabricantes de modelos, fabricantes de moldes o especialistas en herramientas y matrices, según sus puntos fuertes. El Sr. Lang dice:“Hicimos un informe hace cinco años que concluyó que dentro de 10 años (dentro de cinco años), la mitad de nuestra fuerza laboral se jubilará. Necesitamos resolver ese problema. Al incorporar nuevos talentos jóvenes, junto con el personal de primer nivel de la empresa de herramientas y troqueles, estamos avanzando para cubrir las necesidades futuras”.

A pesar de las preocupaciones laborales, la empresa continúa creciendo rápidamente. Está en el proceso de construcción de un nuevo centro tecnológico de 100,000 pies cuadrados, programado para abrir en junio, que albergará gran parte de las operaciones de estampado y mecanizado CNC. Con ese edificio vendrá un nuevo Gildemeister, casi idéntico al actual de la compañía. Esa máquina está en proceso de ensamblaje ahora, y su entrega está programada para junio.

El multi actual ha estado cerca de su capacidad desde sus primeros días en el taller. Una vez que entre la nueva máquina, Otto tendrá más flexibilidad para probar diferentes estrategias de mecanizado. Una consideración es que la nueva máquina maneje múltiples diámetros de piezas entre 7/8" y una pulgada y un 16 ^th . “Cambiar el tamaño de las barras lleva aproximadamente medio día, por lo que generalmente nos hemos mantenido alejados de eso”, dice Lang. "Pero tendremos la oportunidad de volver a ver las cosas de manera diferente y moveremos aún más piezas de los tornos CNC convencionales".

Otto ha tenido un gran éxito con el GMC 35 ISM, haciendo en un multihusillo lo que se considera tiradas cortas y muchas configuraciones. Ha funcionado bien suministrando piezas rápidamente y básicamente utilizando la máquina para reemplazar un almacén para el inventario. La máquina ha requerido una cantidad notablemente baja de mantenimiento. Los toboganes aún son originales y no han requerido reconstrucción. Tras más de 73.000 horas de producción, el único mantenimiento que ha requerido la máquina ha sido el relacionado con los accionamientos eléctricos, los cables y el alimentador de barras. Otto prevé los mismos resultados de la nueva máquina y espera un crecimiento continuo impulsado por la creatividad que ha sentado las bases hasta este punto.

Para obtener más información de Otto Engineering Inc., visite ottoexcellence.com o llame al 847-428-7171.