Le pack Index C100 et Siemens 840D réduit le temps de production de 33 %

Découvrez comment le pack Index C100 et la commande numérique Siemens 840D ont amélioré les temps de réglage sans sacrifier le temps de cycle, permettant à Task Force Tips de réduire son temps de production d'un tiers.

Bien que Task Force Tips (TFT) sache que l'implémentation d'options d'usinage à grande vitesse plus onéreuses améliorerait ses capacités de production, l'entreprise a résisté à un tel investissement. « Je n'avais pas vraiment examiné l'aspect économique concernant une machine Index », déclare Stewart McMillan, propriétaire et président de l'entreprise. « Je n'ai jamais pensé que les machines de la société étaient à notre portée. » Cependant, il a vite réalisé son erreur de jugement après l'achat d'une machine Index et son équipement avec un pack de commande Siemens. Avec cette combinaison, les temps de production de TFT sont tombés à 30 % de ce qu'ils étaient auparavant. M. McMillan qualifie cela d'électrochoc.

TFT fabrique des buses, des embouts et autres équipements de distribution d'agents d'extinction d'incendie hautement conçus, utilisés par les services du monde entier. L'entreprise produit plus de 5 000 références sur trois équipes, sept jours sur sept, dans son usine de 15 600 m² à Valparaiso, Indiana. Au salon IMTS 2008, la société a décidé d'acquérir un tour de production automatique C100 auprès d'Index Corp. (Noblesville, Indiana). Peu après, TFT s'est rendu compte qu'elle poussait la nouvelle machine au-delà des capacités de la CN qui la pilotait. Lorsque Index a appris que la nouvelle machine sous-performait, le constructeur l'a remplacée par un modèle équipé d'un pack de commande 840D de Siemens Industry Inc. (Elk Grove Village, Illinois).

Peu de temps après, la nouvelle machine usinait les pièces en un tiers du temps précédent. TFT a commencé à faire tourner des travaux à 5 000-6 000 tr/min, passant de 0 à 5 000 tr/min en moins d'une seconde, et ralentissant tout aussi vite. « Nous n'avions jamais réalisé à quel point nous perdions du temps à attendre que la broche se stabilise à une nouvelle vitesse commandée », dit M. McMillan. L'indexation de la tourelle est également rapide, ajoute-t-il. Plusieurs outils se chevauchent pour couper simultanément avec des accélérations rapides.

L'Index C100 exploite aussi la vitesse de nouvelles manières. Par exemple, l'entreprise peut produire plus de 1 000 pièces sans avoir à changer un décalage. De plus, une fonction d'évacuation automatique des chutes permet à la machine de fonctionner en continu en rechargeant rapidement les barres sans surveillance de l'opérateur. Sur les autres machines de l'entreprise, les opérateurs doivent retirer la chute et charger une nouvelle barre. Bien que cette étape ne devrait prendre que quelques minutes, M. McMillan affirme qu'une machine peut souvent rester inactive près de 6 minutes avant qu'un opérateur ne la recharge – un processus qui prend 5 minutes. Ce temps perdu s'accumule, dit-il.

Une autre amélioration liée à la vitesse concerne les vitesses de déplacement rapide de la machine, qui ont toujours été inférieures aux valeurs annoncées dans l'expérience de l'entreprise. « Beaucoup de machines annoncent des vitesses de déplacement rapide à vitesse maximale, mais le fait est que, sauf si vous parcourez 25 ou 30 cm, les vitesses de déplacement n'ont jamais atteint le maximum pour nous », explique M. McMillan. Il attribue cela à des caractéristiques de conception structurelle. Par exemple, la machine utilise un ensemble de barres parallélogramme au lieu d'un système de coordonnées conventionnel. « La machine a un montage en cadre pour sa tourelle. La tourelle n'est pas déportée sur un ensemble de guides comme la plupart des tourelles. Elle est proche de l'endroit où elle glisse, donc il n'y a pas un grand rapport longueur/diamètre en termes d'outils de la tourelle qui dépassent de sa structure de support. Cela donne à la machine beaucoup de rigidité pour le tournage, et vous pouvez accélérer les axes si vite que vous atteignez réellement des vitesses de déplacement plus rapides », dit 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 d'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 », dit M. Price. « Cela rend l'automatisation de ces mesures beaucoup plus facile. Auparavant, nous mesurions manuellement car il y avait des points arbitraires. Sur l'Index, ce sont des points définis, littéraux. »

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

Outre une programmation plus facile et des réglages plus rapides, M. Price affirme que la commande Siemens permet aux opérateurs de contrôler et d'exploiter plus efficacement le potentiel de production de la machine. Par exemple, la commande leur permet de prendre de nombreux raccourcis. « Il existe une méthode de présentation de 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 la commande vous aide à suivre ce que tout fait. Il est vraiment facile d'accéder à plus de détails sans avoir à passer par beaucoup de pages. »

Autre exemple d'efficacité opérationnelle de la CN, M. Price souligne la façon dont la commande gère les messages d'erreur. « La machine veut voir plusieurs conditions remplies avant de démarrer un cycle », dit-il. Par exemple, les mandrins doivent être fermés et le portique et la contre-broche doivent être en position de sécurité. Si ces conditions ne sont pas remplies, la commande guide les opérateurs à travers les changements nécessaires pour démarrer le cycle.

Le chargement des outils a été un autre grand domaine d'amélioration, dit M. Price. Essentiellement, le programmeur indique à la commande quels outils seront utilisés pour le travail en entrant un mini-programme. Pendant le réglage, la commande présente les stations sur la tourelle et indique à l'opérateur quels outils doivent être mis en place et retirés. « Ce processus guidé a été une énorme rupture par rapport à ce que nous avons traditionnellement géré. Il accélère vraiment le temps de réglage. »

La nouvelle machine-outil et la CN ont aidé M. McMillan à regarder les chiffres sous un angle différent. Par exemple, il y a des coûts initiaux et continus pour construire un atelier, de la toiture et du sol au chauffage et à la climatisation. Tous ces coûts s'élèvent à tant par heure, dit-il. En envisageant d'investir dans une nouvelle machine, il a commencé à examiner la différence entre l'achat d'une machine à 600 000 $ versus une à 300 000 $ sur 10 ans et a réalisé que la différence n'était que de 8 $ par heure. « Pour 8 $ de plus par heure, nous obtenons le triple de la production dans la même surface au sol », dit-il.