Minimiser les pièces et concevoir des composants résout plusieurs besoins

Milltronics Manufacturing Company, un constructeur de machines-outils CNC (commandes numériques informatisées) situé à Waconia, Minnesota, est un important fabricant et distributeur de centres d'usinage de haute qualité et rentables, de fraiseuses d'outillage et de ponts et de tours d'outillage vendus aux États-Unis et à l'étranger. .

Au cours de ses près de 25 ans d'histoire, Milltronics a changé sa philosophie de marketing à plusieurs reprises pour survivre dans une entreprise très compétitive. À l'origine, ils fabriquaient et commercialisaient des systèmes CNC (un ordinateur programmé avec des informations dimensionnelles qui commande les mouvements des fraiseuses) aux constructeurs de machines-outils nationaux. Alors que de plus en plus d'importations entraient sur le marché, les fabricants américains ont abandonné, convaincus qu'ils ne pouvaient plus être compétitifs.

Avec un nombre décroissant de constructeurs nationaux, Milltronics a commencé à vendre des produits clés en main, en installant ses propres CNC sur des machines importées. Des sanctions gouvernementales supplémentaires ont presque épuisé leur source de machines, ainsi que la source de fer pour les quelques clients qui leur restaient. À ce stade, leur seul choix restant était de construire les machines eux-mêmes. C'était un chemin que beaucoup avaient essayé plus tôt, et avaient échoué. La différence était comment ils l'ont fait. Milltronics attribue une grande partie de son succès au maintien au minimum du nombre de pièces dans ses machines et à la conception de composants qui répondent à plusieurs besoins.

Ils ont nommé leur nouvelle gamme de produits "Partner", ce qui définit l'attitude globale de l'entreprise. Milltronics a développé des « partenariats » avec ses employés, ses fournisseurs et ses clients. Cette stratégie, à son tour, a influencé la capacité technique, les prix compétitifs et la redéfinition de tout un segment de machines-outils.

C'est grâce à ce partenariat entreprise/fournisseur que Milltronics a résolu un problème d'ingénierie troublant qui menaçait la qualité et la conception future de l'une de ses gammes de produits les plus populaires :les centres d'usinage CNC. L'entreprise installait des servomoteurs CC à balais sur les machines qui ne pouvaient pas offrir la supériorité technique et de performance des servomoteurs CA.

Lorsque le constructeur de machines-outils a décidé d'installer des moteurs sans balais sur le centre d'usinage de la série VM17, Robert Page, un ingénieur électricien responsable des servovariateurs et des moteurs, est devenu partie intégrante de ce changement technique. "Nous avions déterminé au début de ce projet que le marché exigeait des systèmes sans balais", explique M. Page, "principalement en raison de sa vitesse et de sa fiabilité". Il existait sur le marché des moteurs à courant continu de type balais rapides, mais, comparés à la nouvelle technologie sans balais, ils étaient considérés comme démodés. "En général", note M. Page, "les moteurs sans balais sont plus rapides et le besoin de changer de balais ou de se soucier des limites de commutation est éliminé."

L'entreprise a expérimenté diverses combinaisons de servovariateurs et de moteurs de différents fabricants sur une période de 18 mois. Dans certains cas, ils ont testé des produits du même fabricant; dans d'autres cas, ils se sont mélangés et appariés. "Nos résultats n'étaient pas si bons", déclare M. Page. "Nous rencontrions toujours des problèmes et avons continué à rechercher des options plus faciles à utiliser et plus fiables."

La société a commencé à s'intéresser au Sigma Servo System de Yaskawa Electric (Northbrook, Illinois), une combinaison compacte et hautes performances de servomoteurs sans balais associés à des amplificateurs flexibles entièrement numériques. La famille de produits Sigma a fourni un couple plus élevé à l'inertie, un couple plus élevé par longueur et un couple plus élevé par dollar que les autres systèmes qu'ils ont analysés.

Peter Gennuso, directeur régional des ventes, Yaskawa Machine Tool Sales Group, a organisé la livraison de servomoteurs sans balais, d'entraînements et de câbles à Milltronics pour l'installation sur un centre d'usinage dont l'expédition était prévue pour le salon commercial IMTS en septembre 1996. "J'ai été très impressionné avec la vitesse et les performances globales de ce modèle prototype », déclare M. Page. "Cela a suscité un énorme intérêt de la part des clients du salon qui devenaient de plus en plus astucieux à l'époque pour la technologie et les performances des moteurs sans balais numériques à courant alternatif."

Les représentants techniques de Yaskawa ont également été d'un grand soutien. "Chaque fois que nous avons demandé de l'aide, ils se sont immédiatement présentés ici pour travailler avec nos employés. Je sais qu'un technicien a passé deux jours dans nos installations pour s'assurer que les disques étaient parfaitement adaptés", a déclaré M. Page. "Le support a toujours été très bien, une des choses que nous avons aimées dès le début, ils se sont mis en quatre pour nous fournir différents modèles de servos Yaskawa Sigma pour les tester dans nos prototypes, et n'ont pas hésité à reprendre ceux que nous n'avions pas choisis. nous a donné les outils dont nous avions besoin pour faire la découverte initiale et faire avancer les choses. La courbe d'apprentissage a été rapide grâce à leurs efforts d'ingénierie et aux connaissances techniques qu'ils ont fournies dans l'usine."

"Nos tests techniques utilisant les servomoteurs et les entraînements sans balais ont donné d'excellents résultats", a ajouté M. Page. "Ils ont fonctionné exactement de la même manière à chaque fois qu'ils sont allumés, d'une machine à l'autre. Cela m'a beaucoup facilité la vie car je n'ai plus besoin de régler les servomoteurs et les entraînements. Ils sont absolument uniformes et toujours travail."

Dernièrement, Milltronics a effectué des tests beaucoup plus rigoureux pour s'assurer que ses machines sont précises. L'un des plus rigoureux est le test de bille de barre Renishaw. La machine est programmée pour couper un cercle dont la circularité est mesurée pour voir à quel point il est théoriquement parfait. Il s'agit d'une opération difficile à piloter et à contrôler pour les moteurs de machines-outils. Il est complet, puisqu'il mesure tous les aspects de la machine. Selon M. Page, les servomoteurs sans balais produisent des cercles ronds et lisses, à chaque fois.

La configuration du système, le réglage des paramètres, le réglage automatique, la surveillance des performances et le dépannage sont beaucoup plus faciles avec SVMON, le progiciel du système Sigma. "C'est très facile à utiliser", a noté M. Page. "SVMON vous permet de brancher un câble RS-232 à l'avant du variateur, et de télécharger les paramètres en 15 secondes environ. Un fichier de paramètres est maintenu pour chaque axe de ces machines, il nous suffit donc de mettre les variateurs sous tension, de télécharger les paramètres , et ils sont prêts à partir."

Tim Rashleger, directeur de l'exploitation, a pensé au début de la phase de test que les moteurs et variateurs sans balais Sigma Servo et, simultanément, le niveau de technologie supérieur qu'ils fournissent, seraient trop chers - que cela allait coûter trop cher, et la courbe d'apprentissage peut être trop long pour faire fonctionner le produit. Mais il s'est avéré que c'était tout le contraire. "Le coût d'utilisation des moteurs Yaskawa Sigma Servo était en fait inférieur à celui de l'effort précédent", a-t-il déclaré. "Je pense qu'il se divise en quatre catégories. Premièrement, la courbe pour mettre le produit à jour et prêt à l'emploi a été très rapide. Deuxièmement, le prix était meilleur que nous ne le pensions. Lorsque le prix a été pris en compte dans nos chiffres de volume, ils étaient facile à justifier. Troisièmement, techniquement sur le terrain, les moteurs et variateurs Sigma Servo s'assemblent plus rapidement et testent plus rapidement. Le dépannage est minime parce qu'ils fonctionnent. Et quatrièmement, lorsqu'ils arrivent sur le terrain, nous n'avons pas de coûts de remplacement et de service et , par conséquent, des clients mécontents. Ainsi, il s'avère que le coût global de l'utilisation de Yaskawa Sigma Servos est favorable par rapport à ce qui pourrait être une technologie inférieure.

La gamme de produits de Milltronics est divisée en centres d'usinage et machines d'outillage. Les deux tiers de son activité proviennent de la gamme de produits des centres d'usinage et un tiers des produits de l'outillage. Il existe six modèles de centres d'usinage Milltronics, allant de courses de table de 25 x 16 pouces à 100 x 30 pouces, et jusqu'à 20 chevaux pour l'usinage intensif. Tous ces éléments, à l'exception d'un modèle d'entrée de gamme, sont fabriqués avec des moteurs et des variateurs Sigma Servo. "Du point de vue de la fabrication, il a été très productif pour nous de construire plusieurs modèles avec les mêmes servomoteurs", déclare M. Rashleger. "Auparavant, nous devions acheter plusieurs tailles différentes de DC en plus grandes quantités pour obtenir de meilleurs prix, puis disposer d'un stock important. En raison de la valeur de Yaskawa dans la gamme des 40 et 50 pouces, nous sommes en mesure de couvrir plusieurs modèles de machines. avec un seul produit servo."

Les déplacements rapides de la machine VM16 avec servomoteurs CC sont de 400 pouces par minute (ipm). La plupart des autres centres d'usinage de la gamme de produits qui utilisent Yaskawa sont nettement plus élevés, environ 800 ipm étant typiques. "Lorsque vous vendez une machine à 400 ipm par rapport à une machine à 800 ipm, c'est la différence que font les servos Yaskawa AC par rapport aux DC de type balais", explique M. Rashleger. "Nous n'appuyons pas vraiment sur l'une ou l'autre technologie au-delà du raisonnable, et la fiabilité des deux technologies, très honnêtement, est très bonne. Cependant, un client qui a besoin de la production d'une machine, ou qui fait des virages à grande vitesse, va regarder favorablement la fonction 800 ipm.

"De plus, la vitesse d'avance en virage lors de la coupe du métal est étendue sur les servos numériques AC. Cela serait très exigeant pour les DC. D'autre part, les servos AC, en raison de leur inertie plus faible et de leurs très hautes performances, excellent dans les projets. nécessitant un traitement à grande vitesse et un usinage tridimensionnel.

"Nous avons des servos Yaskawa Sigma sur le terrain depuis plus de six mois, donc il y en a un nombre important en cours d'utilisation", note M. Rashleger, "et je n'ai jamais eu un seul rapport d'un sous-dimensionné. Quoi qu'ils publient, la spécification a tendance à être très conservatrice. Parfois, il y avait des questions sur la poussée de la machine lorsque la même taille de DC était utilisée, mais cela n'a pas été pris en compte avec les servomoteurs et variateurs Sigma sans balais. Et c'est important.

"La fiabilité de ces produits a été exceptionnelle, au-dessus de tout ce que nous avons jamais utilisé en termes d'utilisation. Notre service après-vente n'a signalé aucune défaillance sur le terrain au cours des six premiers mois d'expédition, ce qui, très honnêtement, est phénoménal.

"Nous avons remarqué que certains de nos concurrents ont commencé à fabriquer certains de leurs propres servos", a déclaré M. Rashleger. "Nous avons examiné cette option, et cela n'a tout simplement pas de sens. Apprendre cette technologie - pour la maîtriser et la maximiser - n'est tout simplement pas une expertise dans laquelle nous pensons que nous devrions consacrer nos ressources. Les produits sont très compétitifs. Yaskawa est bien plus versé dans la production de ce produit techniquement correct que n'importe quelle entreprise privée de machines-outils. De notre point de vue, il n'est pas possible de concevoir et de fabriquer nous-mêmes, et nous continuerons à nous approvisionner en cette partie de la machine-outil. au cœur de nos centres d'usinage le meilleur possible, nous avons sélectionné les servos Yaskawa.

"Nous avons déjà déterminé que le passage aux servos Sigma sans balais était une très bonne décision pour l'entreprise", a déclaré M. Rashleger. "Nous sommes très enthousiastes à propos de ce qu'il a fait pour nous. Nous aurions juste aimé avoir fait le changement six mois plus tôt, car nous payons le prix d'autres décisions. Le fait que 100 % de notre utilisation de l'entraînement numérique AC est vraiment Yaskawa exprime la confiance que nous avons dans le produit et la relation commerciale."

Les machines d'outillage sont incroyablement compétitives, donc chaque dollar compte dans cette gamme de produits. Les exigences de ces machines sont généralement du domaine de la technologie DC.

Milltronics fabrique ses propres systèmes CNC, de sorte que les avancées techniques des produits Yaskawa sont vraiment appréciées ", déclare M. Rashleger. Milltronics a récemment introduit une commande Centurion à grande vitesse avec une technologie de pointe, y compris des fonctionnalités telles que la couleur 3D graphiques et de contournage à grande vitesse. Mais il n'atteindrait toujours pas ses performances maximales s'il n'était pas associé à un servomoteur doté de la même technologie améliorée. L'intégration des deux technologies a donné à Milltronics un avantage en matière de performances. Centres d'usinage avec ce niveau de les performances coûtent généralement le double.

"Ce qui est passionnant dans notre entreprise, c'est qu'il y a une véritable fabrication", a déclaré M. Rashleger. "Nous prouvons que la technologie existe en Amérique pour qu'une entreprise de premier ordre puisse fabriquer avec succès des produits de qualité axés sur la valeur et les commercialiser dans le monde entier. Nous pensons que la base de fabrication est la chose la plus excitante qui se passe." MMS