Le package de contrôle permet d'accélérer la production

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Découvrez comment le package de contrôle Index C100 et Siemens 840D a amélioré les temps de configuration sans sacrifier le temps de cycle, permettant à Task Force Tips de réduire d'un tiers le temps de production.

Même si Task Force Tips (TFT) savait que la mise en œuvre d'options d'usinage à grande vitesse et à prix plus élevé améliorerait ses capacités de production, elle a résisté à un tel investissement. "Je n'avais pas vraiment examiné les aspects économiques d'une machine Index", déclare le propriétaire de l'entreprise et président, Stewart McMillan. "Je n'ai même jamais pensé que les machines de l'entreprise étaient dans notre ligue", dit-il. Cependant, il s'est vite rendu compte de son erreur de jugement après avoir acheté une machine Index et l'a finalement alimentée avec un ensemble de contrôle Siemens. Avec cette combinaison, les temps de production de TFT sont tombés à 30 % de ce qu'ils étaient auparavant. M. McMillan dit que c'était un signal d'alarme.

TFT est un fabricant de pointes d'extinction d'incendie, de buses et d'autres équipements de distribution d'agents hautement sophistiqués utilisés par les services d'incendie du monde entier. Elle fabrique plus de 5 000 produits en trois équipes, sept jours sur sept, dans son usine de 168 000 pieds carrés à Valparaiso, Indiana. Lors de l'International Manufacturing Technology Show (IMTS) 2008, la société a décidé d'acheter un tour de production automatique C100 d'Index Corp. (Noblesville, Indiana). Peu de temps après, TFT s'est rendu compte qu'il poussait la nouvelle machine au-delà des capacités de la CNC qui l'alimentait. Lorsque Index a appris que la nouvelle machine était sous-performante, le constructeur de la machine-outil l'a échangée contre un modèle avec un ensemble de commandes 840D de Siemens Industry Inc. (Elk Grove Village, Illinois).

En peu de temps, la nouvelle machine coupait des pièces en un tiers du temps qu'elle faisait auparavant. TFT a commencé à exécuter des tâches à 5 000 à 6 000 tr/min, passant de 0 à 5 000 tr/min en moins d'une seconde et diminuant tout aussi rapidement. "Nous n'avions jamais réalisé auparavant combien de temps nous perdions à attendre que la broche se stabilise à une nouvelle vitesse de commande", déclare M. McMillan. L'indexation de la tourelle est également rapide, dit-il. Plusieurs outils se chevauchent pour couper en même temps avec des accélérations rapides.

L'Index C100 exploite également la vitesse de nouvelles façons. Par exemple, l'entreprise peut exécuter plus de 1 000 pièces sans avoir à modifier un décalage. De plus, une fonction d'élimination automatisée des restes permet à la machine de fonctionner en continu en rechargeant rapidement la barre sans l'attention de l'opérateur. Sur le reste des machines de l'entreprise, les opérateurs doivent retirer le reste et charger une nouvelle barre. Bien que cette étape ne devrait prendre que quelques minutes, M. McMillian explique que souvent une machine peut rester inactive pendant près de 6 minutes avant qu'un opérateur ne recharge la machine, un processus qui prend 5 minutes. Ce temps perdu s'additionne, dit-il.

Une autre amélioration liée à la vitesse a été les vitesses de déplacement rapides de la machine, qui ont toujours été moins que rapides dans l'expérience de l'entreprise. "De nombreuses machines annoncent des vitesses de déplacement rapides à vitesse maximale, mais le fait est que, à moins que vous ne parcouriez 10 ou 12 pouces, les vitesses de déplacement n'ont jamais atteint le maximum pour nous", déclare M. McMillan. Il attribue cela aux caractéristiques de conception structurelle. Par exemple, la machine utilise un ensemble de barres de parallélogramme au lieu d'un système de coordonnées conventionnel. « La machine a un support de cadre photo pour sa tourelle. La tourelle n'est pas exploitée par un ensemble de moyens comme la plupart des tourelles. Il est proche de l'endroit où il glisse, il n'y a donc pas un grand rapport longueur sur diamètre en termes d'outils de la tourelle suspendus à sa structure de support. Cela donne à la machine une grande rigidité pour le tournage, et vous pouvez accélérer les axes si rapidement que vous obtenez vraiment des vitesses de déplacement plus rapides », déclare M. McMillan.

Selon le programmeur principal Nate Price, le système de coordonnées parallélogramme de l'Index C100 offre des avantages d'efficacité supplémentaires car les mesures et les mouvements peuvent être programmés sur la base de points de référence numériques réels au lieu de points arbitraires dans l'espace. "Sur l'Index, chaque coordonnée de l'espace machine, chaque décalage, chaque mesure utilisée pour définir le fonctionnement de la machine a une explication légitime de pourquoi elle est ce qu'elle est et à quoi elle se rapporte", déclare M. Price. « Cela facilite grandement l'automatisation de ces mesures. Dans le passé, nous mesurions manuellement car il y avait des points arbitraires. Sur l'Index, ils sont définis, des points littéraux », dit-il.

Avec le Siemens 840D pilotant la machine Index, TFT a connu des temps de configuration réduits. La vitesse d'indexation plus rapide des tourelles a contribué à une réduction de 80 % des temps de configuration par rapport à ceux des autres machines de TFT.

En plus d'une programmation plus facile et de configurations plus rapides, M. Price affirme que la commande Siemens permet aux machinistes de contrôler et d'exploiter plus efficacement le potentiel de production de la machine. Par exemple, le contrôle leur permet de prendre de nombreux raccourcis. « Il existe une méthode de présentation des messages à l'opérateur qui n'était pas présente dans l'autre commande », dit-il. « Il se passe tellement de choses sur la machine qu'il est difficile de capturer toutes ces informations sur un seul écran, mais le contrôle vous aide à suivre ce qui se passe. C'est vraiment facile d'entrer dans les détails sans avoir à parcourir de nombreuses pages », déclare-t-il.

Comme autre exemple de l'efficacité opérationnelle de la CNC, M. Price souligne la façon dont la commande gère les messages d'erreur. "La machine veut voir plusieurs conditions exister avant de démarrer un cycle", dit-il. Par exemple, les mandrins doivent être fermés et le portique et la contre-broche doivent être dans une position sûre. Si ces conditions ne sont pas remplies, la commande guide les opérateurs à travers les changements requis pour démarrer le cycle.

Le chargement des outils était un autre grand domaine d'amélioration, dit M. Price. Essentiellement, le programmeur indique au contrôle quels outils seront utilisés pour le travail en entrant un mini-programme, dit-il. Lors de la configuration, la commande présente les stations sur la tourelle et indique à l'opérateur quels outils doivent être insérés et retirés. "Ce processus guidé a été un énorme changement par rapport à ce que nous avons traditionnellement traité. Cela accélère vraiment le temps de configuration », déclare M. Price.

La nouvelle machine-outil et la CNC ont aidé M. McMillian à regarder les chiffres sous un angle différent. Par exemple, il y a des coûts initiaux et permanents pour construire un magasin, depuis l'installation d'un toit et d'un sol jusqu'au chauffage et à la climatisation. Tous ces coûts équivalent à tant par heure, dit-il. Lorsqu'il a envisagé d'investir dans une nouvelle machine, il a commencé à regarder la différence entre l'achat d'une machine à 600 000 $ par rapport à une machine à 300 000 $ sur 10 ans et s'est rendu compte que la différence n'était que de 8 $ de l'heure. "Pour 8 $ de plus de l'heure, nous obtenons le triple de la production sur la même superficie", dit-il.