Revolucionando la Producción Multihusillo: El Enfoque Innovador de Otto Engineering

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

Otto Engineering Inc. de Carpentersville, Illinois, sin embargo, piensa fuera de la caja y le gusta desafiar a sus proveedores con nuevos enfoques a prácticas tradicionales. Production Machining contó la historia de Otto hace 15 años. Este seguimiento muestra una apuesta doble por el éxito que la empresa ha realizado a partir de lo que una vez fue un plan tan radical que el proveedor incluso fue reacio a vender la máquina. Aunque su uso de un multi CNC para lotes pequeños puede no ser inédito, comprar la máquina para ese propósito específico y tener enorme éxito con la estrategia es sorprendente para la mayoría fuera de la organización.

Bajo Control

Otto fue fundada en 1961 para el desarrollo y fabricación de productos de interruptores y accesorios de comunicación para aplicaciones exigentes. Originalmente produciendo interruptores rotativos y pulsadores, la división de controles ahora ofrece una extensa línea de interruptores de control, toggles y empuñaduras. Comercializa sus productos a industrias militar, aeroespacial, agrícola, construcción y otras. Uno de los proyectos actuales de la empresa involucra producción de interruptores para el proyecto Orion de la NASA, que explora la posibilidad de enviar gente a Marte dentro de la próxima década.

En 2004, trabajando a través del centro tecnológico de Chicago de DMG MORI USA Inc., Otto compró un Gildemeister GMC 35 ISM CNC multihusillo de seis husillos. Fue una compra grande destinada a reducir throughput y añadir flexibilidad en la planta. Como cabría esperar, algunas de las corridas de piezas en el Gildemeister pueden requerir hasta 10.000 piezas o más; eso no es sorprendente. Pero lo que es mucho más inusual es que la empresa tampoco dudará en hacer corridas que requieran solo 50, 25 o incluso cinco —sí, cinco piezas; y es una máquina de seis husillos, así que una pieza extra debe hacerse. La única forma en que un taller puede tener éxito corriendo tales cantidades bajas es minimizando tiempos de puesta a punto. La corrida promedio es entre 200 y 1.000, requiriendo unas dos a seis horas de tiempo de producción.

Aunque los multihusillos son conocidos por requerir puestas a punto largas, Otto ha encontrado una forma de desafiar esa tendencia, manteniendo sus tiempos promedio de puesta a punto en el Gildemeister a solo unos 15 minutos. Dependiendo de la programación, algunos días la máquina se pondrá a punto hasta seis veces en un turno de nueve horas, mientras que otros días puede correr un solo trabajo todo el día.

Por Qué Funciona

Desde que Otto compró la máquina, Tom Secreto, supervisor de taller, ha programado 412 piezas diferentes para ella, consistiendo en siete familias de piezas diferentes y un tiempo de ciclo promedio de 16 segundos por pieza. Él gestiona estos trabajos con una librería de herramientas de solo 13 taladros frontales diferentes, 16 herramientas diferentes de torneado ID frontal y trasero, 10 herramientas diferentes de torneado OD lado tambor, y seis herramientas de fresado diferentes, para un total de 45 herramientas intercambiadas dentro y fuera de la máquina.

Solo barra de aluminio del mismo diámetro se usa para todas las piezas. Las piezas van desde 0,875 pulgadas hasta 0,16 pulgadas de diámetros. Para compensar el coste adicional de material desperdiciado al correr piezas de diámetro menor, Otto mantiene estándares estrictos para suministrar virutas limpias, libres de aceite, a su empresa de reciclaje. Eliminar la necesidad de cambiar la máquina a diferentes diámetros de barra proporciona ahorro de tiempo significativo en la puesta a punto.

Todo el utillaje es de cambio rápido, y todas las herramientas están preajustadas. El control Siemens, con más que suficientes offsets de herramienta para cada ubicación, proporciona fácil configuración de todos los offsets de geometría para cada herramienta. Una puesta a punto típica consiste en soltar cuatro o cinco herramientas en la máquina, cargar el programa para la pieza deseada y cambiar un collet de pickoff. Tiempo extra se toma en la etapa de programación para asegurar que encaje perfectamente con la simulación. El operador puede simplemente presionar inicio de ciclo y confiar en la precisión de la primera pieza.

El Sr. Secreto sabe qué piezas correrán en la máquina a continuación, y tiene la puesta a punto esperando. Todas las herramientas preajustadas y todo lo necesario para la puesta a punto se guardan en un gabinete junto a la máquina. El Gerente de Taller John Lang explica que uno de los desafíos del multihusillo es ajustar la distancia entre el subhusillo y los pickoffs, que determina la longitud total de la pieza. La estrategia de Otto es montar el indicador dentro de la máquina. Dependiendo de la pieza anterior, el indicador muestra los ajustes precisos necesarios para la siguiente. Puede haber solo 180 milésimas de diferencia entre las dos piezas, pero los ajustes se hacen exactamente, «más o menos nada», para asegurar que la siguiente pieza se haga correctamente la primera vez.

El truco es que, en lugar de la estrategia típica de considerar familias de piezas, Otto mira familias de herramientas, tomando un enfoque creativo a la programación. Miran las herramientas existentes y ven qué piezas encajarán con ellas, incluso si podría requerir cortes extra en la pieza para hacer la forma, añadiendo una cantidad mínima de tiempo de ciclo. «En la mayoría de los casos en un multihusillo, ya hay tiempo libre porque el tiempo de ciclo depende de la operación o carro más largo», dice el Sr. Secreto. «Por ejemplo, si el carro 6 es 18 segundos, y ese es el más largo, entonces el ciclo es 18 segundos. Quizás el carro 2 es una operación de desbaste, y es solo 12 segundos. Seis segundos más de operación de desbaste, entonces, pueden añadirse al carro 2 sin afectar el tiempo de ciclo general». Añadir herramientas a la librería es último recurso y casi nunca se hace.

Beneficios Cuantificables

«En realidad ganamos más dinero en los interruptores que producimos cuando tenemos tamaños de lote más pequeños», dice el Sr. Lang. «El margen es mucho mayor. La mayoría de otros talleres tendrían problemas manteniendo el tiempo de ciclo a 15 segundos en una pieza con tanta geometría como estamos poniendo en ellas».

Dice que tales piezas en un torno CNC estándar podrían tomar hasta dos minutos, y la puesta a punto sería de tres a cinco horas. Los multis hacen unas siete veces mejor en tiempo de ciclo que un torno CNC convencional. El Sr. Lang lo sabe porque Otto solía hacer todas estas piezas en tornos CNC convencionales. El retorno de la inversión en el Gildemeister ha jugado un papel significativo en el éxito continuo de la empresa. El Sr. Lang recuerda que cuando empezó en Otto era una empresa de 5 millones de dólares. Ahora es una empresa de 130 millones de dólares, creciendo constantemente (incluyendo 15 por ciento en 2018) desde la instalación de la máquina.

Porque las corridas cortas y tiempos de puesta a punto permiten a Otto suministrar las piezas tan rápido, básicamente está usando la máquina como su cuarto de stock o inventario. La empresa no mantiene stock excedente. Incluso si llega un pedido grande para 5.000 o 10.000 piezas, pueden tenerlas fuera al día siguiente. En un torno CNC convencional, tomaría una semana. Incluso si múltiples tornos estuvieran corriendo las piezas, todavía tomaría más tiempo debido a las puestas a punto adicionales. Los clientes aprecian el tiempo de respuesta también porque no tienen que pensar en pedir por adelantado. El equipo de ventas deja los pedidos y obtiene una respuesta inmediata en producción.

Qué Sigue

Más allá de sus capacidades de mecanizado CNC, Otto también hace moldeo por inyección, estampado, ensamblaje de cables y sobremoldeo de cables, empleando ahora unas 575 personas. También compró recientemente una empresa de herramientas y matrices. Para combatir los efectos de la creciente escasez de mano de obra, la empresa contrata dos aprendices por año directamente de la secundaria. Estos aprendices pasan tiempo en la Tooling and Manufacturing Association de Illinois, luego se instalan en Otto como mecanizador, modelista, fabricante de moldes, o especialista en herramientas y matrices, dependiendo de sus fortalezas. El Sr. Lang dice: «Hicimos un informe hace cinco años que concluía que dentro de 10 años (cinco años desde ahora), la mitad de nuestra fuerza laboral se jubilará. Necesitamos resolver ese problema. Trayendo nuevo talento joven, junto con el personal de primera de la empresa de herramientas y matrices, estamos dando pasos para cubrir necesidades futuras».

A pesar de cualquier preocupación laboral, la empresa continúa creciendo rápidamente. Está en proceso de construir un nuevo centro tecnológico de 100.000 pies cuadrados, programado para abrir en junio, que albergará gran parte del mecanizado CNC y operaciones de estampado. Con ese edificio vendrá un nuevo Gildemeister, casi idéntico al actual de la empresa. Esa máquina está en ensamblaje ahora, programada para entrega en junio.

El multi actual ha estado a capacidad casi desde sus primeros días en la planta. Una vez que la nueva máquina entre, Otto tendrá más flexibilidad para probar diferentes estrategias de mecanizado. Una consideración es tener la nueva máquina manejar múltiples diámetros de pieza entre 7/8" y una pulgada y un 16avo. «Cambiar tamaños de barra toma medio día, así que generalmente nos hemos mantenido alejados de eso», dice el Sr. Lang. «Pero tendremos una oportunidad de ver las cosas diferente otra vez, y estaremos moviendo aún más piezas de los tornos CNC convencionales».

Otto ha tenido gran éxito con el GMC 35 ISM, haciendo en un multihusillo lo que se considera corridas cortas y muchas puestas a punto. Ha funcionado bien suministrando piezas rápido y básicamente usando la máquina para reemplazar un cuarto de stock para inventario. La máquina ha requerido una cantidad notablemente baja de mantenimiento. Los carros siguen siendo originales y no han requerido reconstrucción. Después de más de 73.000 horas de producción, el único mantenimiento que la máquina ha requerido ha sido relacionado con accionamientos eléctricos, cables y el alimentador de barra. Otto prevé los mismos resultados de la nueva máquina y espera con ansias el crecimiento continuo impulsado por la creatividad que ha sentado las bases hasta este punto.

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