Los VTL invertidos mejoran la eficiencia del flujo de pieza única

Pocas empresas de mecanizado presumen un producto insignia con el factor "cool" del Argo, un vehículo todo terreno (ATV) anfibio usado en exploración, búsqueda y rescate, industrial y recreativo desde finales de los 60. Sin embargo, solo en los últimos 5 años, el fabricante Ontario Drive and Gear (ODG) ha invertido más de 10 millones de dólares en nuevo equipo para apoyar una porción más significativa de su negocio: los servicios de fabricación de engranajes que comenzó en 1985 capitalizando lecciones del diseño y fabricación de la transmisión del Argo.

La regla 80/20

Celebrando su 50º año, ODG opera dos plantas en New Hamburg, Ontario: una para producción ATV, otra para engranajes y transmisiones, que incluye diseño, ensamblaje y pruebas. ODG Gear se mudó a esta última en 2000. Abarca 56.300 pies cuadrados climatizados con array de CNC: hobbers, shapers, rectificadoras de engranajes, tornos y fresadoras. 115 empleados producen >850 números de pieza en cantidades de 1 a 75.000.

Aproximadamente mitad del equipo es para operaciones pre-tratamiento térmico, mitad para post-tratamiento. Los 4 VTL invertidos EMAG brillan en ambos roles, dice Joel Wright, gerente general. Están emparejados en dos celdas para torneado pre- y post-tratamiento respectivamente. El trabajo principal: engranajes de acero cementado relativamente pequeños, planos, ≤2" grueso y ≤6" diámetro. Estos 40 números de pieza representan 40 referencias. Sin embargo, como en muchos fabricantes, esos 20% de piezas representan 80% del volumen.

Parar y arrancar

La importancia de este trabajo lo convirtió en objetivo principal para mejoras de eficiencia. No obstante, la secuencia de operaciones sigue esencialmente igual. Producción comienza con dos operaciones de torneado ("Op 10" y "Op 20"), una por cada lado de blank de engranaje. Luego bruñido para estrías internas, hobbing para dientes, desbarbado, tratamiento térmico externo, vuelta para torneado duro cada lado y rectificado final.

Ahora, el tiempo para todo el proceso se mide en horas en lugar de semanas. El Sr. Wright explica que la diferencia principal no es la secuencia, sino nueva estrategia de flujo de piezas —facilitada por los VTL. Antes, enfoque lote-cola hacía ineficiencia virtualmente inherente. "Corríamos torneado inicial en lote de 600 o 1000, luego parábamos y movíamos todo a bruñido, y así sucesivamente. Siempre un hombre, una máquina, con carga/descarga manual. Por fuerte que fuera el combo operador-máquina, el hecho de que todo dependía totalmente del operador era gran inconveniente". Incluso pausas justificadas afectaban tiempo de ciclo. Requisitos estrictos SPC con inspecciones frecuentes no ayudaban. Errores, aunque no comunes, tenían efectos dominó. El Sr. Wright recuerda instancias de operadores cargando mal piezas en platos de tornos horizontales previos.

Dejando fluir

ODG compró su primer EMAG VTL, VL3 con plato 8", en 2010. Estaba en medio de reemplazo de equipo envejecido, rutina que recursa cada pocos años, dice Ed Das, gerente desarrollo de proceso. Resultó que elementos de diseño de la serie VL provocaron revisión del problemático proceso lote-cola. A finales de 2011, el taller integró tres VL5 con platos 10". "No que los EMAG nos llevaran solos, pero su huella compacta y automatización integrada nos llevaron a adoptar enfoque más celular", dice Das.

Ese enfoque comienza con Op 10 y Op 20 torneado blando, cada una en VL5 separada. Todas las VL tienen transportadores integrados que mueven piezas hacia/desde zona de trabajo. A diferencia del proceso anterior que requería múltiples pasos de carga/descarga consumidores de tiempo por blank, operarios pueden poner hasta 14 piezas a la vez en el transportador del primer VL5. Rápido y fácil gracias a prismas portadores hexagonales en cada estación que aseguran carga consistente. Mientras una pieza esté en algún lugar del prisma, anidará en las esquinas creadas por la forma hexagonal sin importar su forma o tamaño.

Dentro de zona de trabajo, el husillo orientado verticalmente desciende desde arriba para sujetar piezas y presentarlas a torreta de disco de 12 estaciones en base para torneado Op 10. Construcción vertical asegura virutas y refrigerante caen lejos de herramienta y pieza. Luego, piezas se mueven automáticamente al transportador del segundo VL5 vía estación de volteo simple que une las dos máquinas. Cuando ciclan fuera en transportador segundo tras Op 20, operario las mueve a diferente transportador hacia bruñido, hobbing y otros procesos posteriores, a veces inspeccionando en estación de control antes. "Las piezas no paran, solo se mueven de proceso a proceso", dice. "Los programas no corren más rápido, pero la automatización y consistencia de las máquinas, vs operador, permite tasas de producción típicamente 40% más rápidas. Escupe piezas como palomitas".

Quizás igual de significativo: la automatización integral permite desmontar esta celda dedicada a voluntad para adaptarse a requisitos cambiantes. Para comparar, Das cita ejemplo de torno de doble husillo. Pasar piezas entre husillo principal y contrahusillo podría dar mismos beneficios que estación de volteo que une VL5. Asimismo, cargador pórtico o accesorio similar podría jugar mismo papel que transportadores integrados. Pero esta solución carecería de ventaja de husillos operados independientemente que pueden separarse y moverse a secciones diferentes sin perder capacidad automatizada. Como dice Wright: "Podemos combinar y recombinar como Legos".

Los VTL también contribuyeron a mejor calidad. Eso es tan importante como ahorro de tiempo —aquí van de la mano, dice Wright. En sentido directo, construcción rígida de VL3 y VL5 para torneado post-tratamiento permite tolerancias ±0,0005" vs ±0,001" con sistemas previos. También notables mejoras indirectas de calidad del flujo automatizado pieza única: operarios pasan menos tiempo atendiendo proceso y más inspeccionando piezas. "Si puedes hacer mejor blank de engranaje, tendrás mejores datum, y harás mejor trabajo en hobbing, rectificado, etc. Las máquinas EMAG han mejorado dramáticamente nuestra capacidad en ese respecto".