Minimiser les délais d'exécution pour les grosses pièces

Les bonnes entreprises d'usinage sont presque toujours en mesure de trouver des moyens de réduire le temps de travail répétitif. Ceci est beaucoup plus difficile, cependant, pour les ateliers qui ne peuvent usiner une pièce particulière qu'une seule fois. Et le défi de réduire les délais d'exécution pour les travaux qui ne se répètent pas est plus décourageant lorsqu'une grue de 40 tonnes est nécessaire pour installer des pièces sur le banc d'une fraiseuse ou dans le mandrin d'un tour.

Aeromet Industries, située à Griffith, Indiana, fait face à cette situation au quotidien. Qu'il s'agisse de travaux de réparation à grande échelle, d'une grande pièce jamais rencontrée auparavant ou d'un tambour à mandrin personnalisé de sa propre conception, presque chaque composant qu'il usine est différent. Cela signifie souvent qu'il n'y a pas de programme de FAO existant auquel accéder, pas de montage spécifique à une pièce à retirer d'une étagère et aucune expérience d'usinage de première main avec une pièce donnée.

Au fil des ans, cependant, Aeromet a mis en place des stratégies générales qui lui permettent de minimiser les délais d'exécution des composants importants qu'elle usine. Cela a aidé l'atelier à établir une niche réussie dans l'usinage de gros objets. Fred Wahlberg, président et co-fondateur de la société, et son neveu Neil Wahlberg, directeur des ventes et du marketing, ont expliqué certaines des approches d'Aeromet pour réduire les délais de livraison des grandes pièces usinées lors d'une récente visite à l'atelier du nord-ouest de l'Indiana.

Grand depuis le début

Fred Wahlberg a lancé Aeromet en 1971 en tant qu'atelier de fabrication de pièces de rechange pour les aciéries de la région. Une grande partie de ce travail impliquait le reconditionnement des tambours de mandrin d'expansion de l'enrouleur et du dérouleur pour les lignes de traitement de l'acier, et la plupart de ces tambours de mandrin avaient des conceptions uniques pour correspondre à leur application spécifique. Aeromet effectue toujours ce type de travail aujourd'hui, en plus de divers travaux de type atelier impliquant de gros composants. Au fil du temps, cependant, l'atelier a transformé les travaux de réparation du tambour à mandrin en une gamme de produits. Après avoir noté des défauts de conception courants qui provoquaient des bris prématurés dans les types d'unités qu'il réparait continuellement, l'atelier a été incité à créer sa propre gamme de tambours à mandrin personnalisés. Les tambours de mandrin d'Aeromet sont usinés à partir de pièces forgées en acier 4140 ou 4340 qui offrent une plus grande durabilité et longévité que les composants moulés utilisés dans d'autres conceptions. Ils offrent également une meilleure capacité de préhension des feuilles, ce qui entraîne finalement moins de déchets de matériau lors du démarrage d'une ligne.

Une promenade rapide dans les installations de 25 000 pieds carrés d'Aeromet révèle que l'atelier est orienté vers les travaux d'usinage à grande échelle. Il dispose de plusieurs grues d'une capacité allant de 10 à 40 tonnes et d'un chariot élévateur pouvant soulever 16 000 livres. Il dispose également d'une belle sélection de grosses machines CNC, y compris une aléseuse verticale Giddings et Lewis pouvant accueillir des pièces mesurant jusqu'à 72 pouces de diamètre et 84 pouces de hauteur. Son aléseuse horizontale Union PC-150 offre des courses X-Y-Z de 396 par 138 par 30 pouces en plus de 29 pouces d'extension de l'axe W et d'une table rotative de contournage de 79 par 98 pouces. Cependant, l'achat de machine le plus récent de l'atelier est également le plus important :un tour Ryazan RT317 acheté par l'intermédiaire de Shamrock Machinery à Houston, au Texas. Installé en 2009 au sommet d'une fondation de 5 pieds de profondeur, ce tour CNC a une oscillation de 67 pouces et peut accueillir des pièces aussi longues que 433 pouces. Il est équipé d'un moteur de 120 ch en option, d'un accessoire de barre d'alésage et d'un mandrin de 1,5 mètre. L'énorme tour, qui a remplacé une unité plus petite, permet à l'atelier de créer des tambours de mandrin plus grands ainsi que de poursuivre des travaux de tournage de plus grand diamètre.

Bien sûr, pour réussir à usiner ce type de pièces, il ne suffit pas d'avoir un équipement d'une capacité suffisante. Voici quelques-unes des façons dont Aeromet minimise les délais d'exécution pour les composants usinés de grande taille :

• Récupération et livraison des pièces. Parfois, les efforts d'exécution rapide commencent par ce qui est garé à l'extérieur de l'installation. Aeromet entretient et exploite une flotte de camions exclusivement au profit des clients qui dépendent de l'atelier pour faire déplacer leurs pièces rapidement, en toute sécurité et efficacement. Une réponse rapide est essentielle pour les clients d'Aeromet, en particulier lorsqu'il s'agit de travaux de réparation. Des périodes d'arrêt prolongées pour réparer les composants de la chaîne de traitement peuvent entraîner des pertes importantes pour le client. En fait, lors des rares occasions où Aeromet est fermé (il fonctionne généralement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7), les appels d'urgence sont acheminés directement vers M. Wahlberg afin qu'il puisse immédiatement envoyer un chauffeur pour récupérer les composants endommagés.

• Planifier à l'avance. Certains clients d'Aeromet ont prévu des arrêts pour des réparations ou des mises à niveau des propres tambours de mandrin d'Aeromet. Pour minimiser les temps d'arrêt de la ligne, Aeromet peut pré-usiner certains éléments des tambours de mandrin avant de recevoir tous les composants d'accouplement. Cela minimise le temps total d'usinage nécessaire pendant que la ligne est arrêtée pour réparation. L'atelier apportera ensuite l'équipement d'accouplement du client une fois la ligne arrêtée ; mesurer les dimensions appropriées des engrenages et des roulements ; terminer l'usinage du tambour de mandrin selon ces mesures ; puis assembler et livrer l'ensemble réparé.

• Programmation et feuilles de travail efficaces. L'atelier utilise Mastercam de CNC Software depuis la fin des années 1980 et dispose actuellement de la dernière version du logiciel de programmation, "X5". Une fois la commande finalisée, l'un des trois programmeurs FAO de l'atelier reçoit un modèle solide du service d'ingénierie ou directement du client et commence à développer le programme ainsi que les instructions de la feuille de configuration pour les employés de l'atelier. Les paquets d'instructions sont codés par couleur, afin que les employés puissent rapidement numériser et identifier les sections du paquet qui les concernent.

Les trousses d'instructions détaillées permettent aux apprentis et aux travailleurs moins expérimentés d'effectuer des tâches complètes de type compagnon. Les images CAO de la pièce et de la fixation ainsi que les photos réelles (le cas échéant) incluses avec les instructions aident également ces employés moins qualifiés à mieux visualiser le travail.

• Outils de préréglage. Aeromet a commencé à utiliser un préréglage d'outils il y a 10 ans afin que les outils puissent être installés et mesurés dans leurs supports avant les changements de machine. Après le préréglage, des étiquettes sont placées sur les outils indiquant leurs dimensions X et Z en plus de l'emplacement du logement d'outil dans la machine. Cependant, ce dernier est vraiment l'élément d'information clé pour la personne chargée de la configuration, car les corrections d'outil sont envoyées via Ethernet directement à la commande de la machine. Le magasin a récemment commandé un nouveau prérégleur à Zoller pour remplacer son ancien modèle.

• Minimisation des temps de cycle. L'approche actuelle d'Aeromet pour l'usinage de grandes pièces est différente de ce qu'elle était dans les années passées. Cela s'explique en partie par les progrès de la technologie des outils de coupe. Utilisant principalement des fraises de Dapra, qui, selon l'atelier, offrent un tranchant robuste, Aeromet est passé des coupes lourdes à des vitesses d'avance relativement faibles à des coupes plus légères à des vitesses d'avance beaucoup plus rapides. Cela a finalement donné des taux d'enlèvement de métal plus élevés. Son processus implique également l'utilisation d'une clé dynamométrique pour une pression d'assise de plaquette constante et le changement des vis de plaquette tous les huit changements de plaquette.

• Étudier et améliorer les processus. Aeromet exploite les connaissances de l'ensemble de sa main-d'œuvre pour réduire les déchets de ses opérations et de ses processus. Ceci est facilité par des réunions d'équipe hebdomadaires auxquelles participent tous ceux qui ont contribué aux travaux récemment achevés. Les opérateurs, les programmeurs, les ingénieurs de conception, le personnel d'inspection et d'autres examinent toutes les étapes impliquées dans la production d'une pièce pour identifier les cas où le temps prévu pour des étapes spécifiques a été dépassé. La boutique a même filmé des étapes spécifiques. Cela n'est pas fait comme un effort de maintien de l'ordre, mais comme une tentative de révéler où des étapes de processus données pourraient être rationalisées. L'utilisation de panneaux d'ombre pour un stockage et une récupération efficaces des outils, la mise en file d'attente des matériaux pour les travaux à venir et le préréglage des outils de coupe sont tous les résultats de ces réunions d'amélioration continue.

Culturer les talents

Trouver les bons employés d'atelier est également la clé du succès d'un magasin comme Aeromet. Cependant, Aeromet ne trouve pas tant des employés que les cultive. L'atelier poursuit le programme d'apprentissage du secondaire qu'il a commencé en 1977. En fait, la plupart des personnes qui y travaillent actuellement sont diplômées de ce programme. Le programme est géré par le Conseil consultatif de l'apprentissage de la région de Valparaiso, dont M. Wahlberg est membre du conseil consultatif. Dans le programme d'apprentissage de quatre ans, les étudiants progressent de l'apprentissage des compétences de base en usinage à la programmation et à d'autres tâches avancées en atelier. L'atelier compte généralement au moins quelques apprentis dans l'atelier, ce qui se traduit par un bon mélange de postes nouveaux, intermédiaires et supérieurs. Tous les apprentis ne réussissent pas, mais l'inconvénient de ne pas développer son propre talent l'emporte sur le risque de perdre l'un de ces candidats.

Les opérateurs opèrent, le programme des programmeurs

Chez Aeromet, les opérateurs font fonctionner les machines-outils mais ne les programment pas. Il y a une bonne raison à cela, comme l'explique M. Wahlberg. Lorsque l'atelier a commencé à intégrer des machines CNC il y a de nombreuses années, les opérateurs ont été formés pour effectuer la programmation en atelier sur la machine. Désormais, un programme CAM est créé pour chaque tâche exécutée dans l'atelier. Les programmeurs CAM créent également des paquets d'instructions qui expliquent clairement comment chaque tâche doit être configurée et exécutée. Les outils sont également préréglés, étiquetés et placés sur un chariot pour l'opérateur. Cela permet aux opérateurs ayant une expérience modeste d'exécuter la plupart des travaux dans l'atelier. De plus, si un problème survient, c'est le processus qui est considéré comme fautif, et non l'opérateur. Sachant cela, les opérateurs n'ont pas besoin de se tenir debout et de regarder la machine usiner ou tourner des pièces, ce qui les libère pour s'occuper de plusieurs machines. De plus, cette stratégie empêche les opérateurs « expérimentés » de peaufiner le programme à la volée, car le temps nécessaire pour effectuer le changement est souvent supérieur au gain de temps potentiel après la mise en œuvre du changement. Cela dit, les opérateurs sont encouragés à écrire les changements de processus suggérés directement sur le paquet d'instructions du travail pour examen ultérieur par le programmeur qui examinera le paquet si ce travail particulier se répète.