Cómo un fabricante de punzones y matrices aprovecha IIoT para producción en series cortas just-in-time

American Punch Co. (Euclid, Ohio), proveedor de punzones y matrices para estampado de gran calibre (construcción) y menor calibre (automoción), debe seguir el ritmo de su base de clientes. Esto ha significado pasar de producción gran volumen a mecanizar series menores con plazos cortos para cumplir entregas just-in-time que exigen las estrategias lean de sus clientes. Adaptarse creó retos: mantener costes bajos pese a mayor implicación laboral.

Buscando forma de pasar a series cortas

Mientras los punzones y matrices de alta precisión eran bien recibidos, su proceso estaba orientado a prácticas estándar que producen cientos de una pieza, no lotes pequeños de 5, 10 o 20 cada vez más demandados.

«Series cortas requieren múltiples configuraciones y mayor atención del operador, añadiendo tiempo y coste», dice Brian Cain, ingeniero de producción. «Alternativa: series largas y stock, pero eso inmoviliza capital, requiere espacio y aumenta trabajo en proceso. Buscaba hacer series pequeñas más eficientes. Ya usábamos alimentador automático de barras para cargar material en CNC, que funcionaba bien para alto volumen pero no para series cortas. Cada cambio de pieza implicaba llamar otro programa en torno y alimentador».

Encontrando solución en IMTS

Cain decidió que la solución ideal agruparía familia de piezas similares con variedad de longitudes y características, y correrlas todas a la vez con una configuración. Nadie en la feria daba buena forma de correr múltiples piezas de barra en una configuración.

Visitó stand de LNS America y habló con Randy Lewis, gerente de software y control de sistemas. Discutieron sistema e-Connect de comunicaciones ethernet, que permite al alimentador y control CNC compartir datos.

Cuando e-Connect y CNC «hablan», el primero mira el plan de producción al terminar lote para seleccionar siguiente pieza, pasa dato al alimentador. Este consulta su biblioteca interna de parámetros para hasta 500 programas, selecciona el que coincide con el plan maestro, y se autoajusta al nuevo programa.

Era la solución que Cain buscaba. «Aprendí que estábamos en la planta baja de este intercambio de datos que ahora se generaliza». Sus máquinas no estaban listas, así LNS trabajó con proveedor y OEM para actualizarlas.

Poniendo conectividad de máquina a trabajar

La aplicación usaba e-Connect en LNS Quick Load Servo 80 S2: alimentador servoeléctrico automático de longitud de husillo, carga barras 14-63 pulgadas, diámetros ¼ a 3⅛ pulgadas. El operador cargaba barra de acero 1½ pulgadas y corría macro que permite al torno y alimentador cambiar familia de piezas sobre la marcha.

Configuración típica: cargar barra diámetro apropiado para varias cantidades de distintas longitudes. Ej.: barras 1½" para 50 piezas 2,500", 10 de 3,025", 75 de 3,500", etc. Piezas pueden variar en forma. Permitió producción desatendida, incluso lights-out, en series cortas.

Hoy, con cuatro celdas usando e-Connect y alimentadores LNS, American Punch produce >300.000 piezas/mes y añade capacidad. Nueva celda: Quick Load Servo 80 S2 cargando barra en Doosan Puma 2100SY capaz de fresar, taladrar y roscar. El CNC también comunica con sistema alta presión programable para refrigerante preciso por operación.

Reducción de desperdicio de material

Además de parámetros, e-Connect rastrea uso de material y lo comunica al torno. El plan maestro mira material disponible y longitudes en cola para determinar si hay suficiente para la cantidad requerida. Si no, determina longitud de remanente, llama siguiente pieza que encaje en stock restante, y torno y alimentador se ajustan automáticamente. Una vez usada la barra, carga la siguiente y repite hasta completar todas las programadas.

«Estas celdas mejoraron significativamente coste/parte por operación desatendida y turno nocturno sin mano de obra», dice Cain. «No solo resolvimos tiempo de entrega, expandimos capacidad para más trabajo».