Une application pour simplifier les configurations

Une relation solide avec les fournisseurs est un élément important du succès d'un magasin. Lorsque les deux peuvent s'unir pour s'attaquer à d'importants problèmes d'atelier, la résolution est plus rapide et les résultats sont généralement plus efficaces et durables. Un atelier de la région de San Jose, en Californie, s'est récemment appuyé sur l'un de ses fournisseurs de machines-outils pour l'aider à mettre en œuvre des stratégies visant à réduire les temps de configuration et à rationaliser le processus, et cela rapporte d'énormes dividendes.

Relever les défis

Micro-Mechanics conçoit, fabrique et commercialise des pièces et des outils de haute précision utilisés dans des applications critiques pour les semi-conducteurs et d'autres industries de haute technologie. Le PDG Chris Borch a fondé l'entreprise en 1983 à l'arrière de l'usine de couture de chapeaux d'un ami à Singapour. Il dit qu'il est tombé sur le besoin d'un outil de haute précision qui serait utilisé dans la production de semi-conducteurs, donc avec seulement 600 $ d'argent de démarrage, il a pu acheter un tour et une fraiseuse pour commencer à fabriquer la très petite pièce utilisée dans le assemblage de puce.

Au cours des 35 années suivantes, la société s'est développée pour servir une base mondiale de clients à partir de cinq usines de fabrication situées à Singapour, en Malaisie, en Chine, aux Philippines et aux États-Unis, ainsi qu'une présence commerciale directe à Taïwan et en Europe. Cela nous amène au site de Morgan Hill, en Californie, dédié aux clients américains et employant environ 50 personnes produisant des pièces pour les industries de l'aérospatiale, du laser et des semi-conducteurs. Ces industries sont particulières dans leurs spécifications d'usinage, et elles nécessitent généralement de petites quantités. Micro-Mechanics est donc pressé de trouver des moyens de bien gérer le mix élevé.

Bien sûr, le travail à haut volume et à faible volume n'est pas rare, car de plus en plus de fabricants américains y sont confrontés chaque jour. Micro-Mechanics, cependant, doit également relever le défi de son emplacement dans une zone géographique particulièrement coûteuse et utilise cette contrainte comme motivation pour travailler plus dur afin de trouver de nouvelles façons d'être compétitif.

Efficacité agile

L'une des philosophies fondamentales de l'entreprise est la production très allégée, éliminant autant de temps de configuration que possible en incorporant de nombreux processus hors ligne. L'étage de production a une utilisation élevée par rapport à la main-d'œuvre directe. L'entreprise travaille avec ses fournisseurs pour éliminer les compétences sans valeur du temps de configuration.

Au niveau de la production, partant de plusieurs usines, se trouvent deux centres de tournage à deux axes Okuma LB4000 EXII. Ces machines sont strictement dédiées aux opérations de tournage de production, pièces et procédés éprouvés. La plupart des pièces que l'entreprise utilise nécessitent également un travail de fraisage important, mais pour simplifier le processus de configuration, ce travail est réservé aux fraiseuses situées de l'autre côté de l'allée.

En plus d'avoir une machine de production redondante, Micro-Mechanics dispose également d'une division d'ingénierie de prototypes où des équipements de fraisage et de tournage avec la même configuration que les machines de production sont utilisés pour développer et tester les processus avant d'envoyer les travaux à l'atelier. L'optimisation des processus commence par les machines prototypes, où des améliorations peuvent être développées sans affecter les travaux de production.

Direction claire

Selon M. Borch, une grande partie du succès des machines Okuma vient du préréglage des outils. Les programmeurs envoient les exigences d'outillage au service de préréglage, où les données d'outillage sont suivies et conservées. L'entreprise accorde une attention particulière à l'usure des outils et aux attentes en matière de durée de vie des outils et applique son expérience dans la prévision des performances de l'outillage dans les travaux futurs. Un système de mesure de haute précision est utilisé pour le préréglage de la géométrie. Les informations, y compris le diamètre, la pointe de l'outil et la durée de vie de l'outil, peuvent ensuite être écrites sur une puce RFID, qui est intégrée dans les porte-outils Capto. Au moment où l'outillage atteint les machines, la seule préoccupation de l'opérateur est de suivre le script préparé pour le placer dans les positions correctes de la tourelle, car toutes les données de l'outil sont automatiquement lues et capturées par la commande Okuma.

Micro-Mechanics est guidé par l'idée de la fabrication numérique, toujours à la recherche d'opportunités pour réduire les erreurs des utilisateurs en éliminant la saisie de données. L'établissement automatique des données de décalage d'outil et de géométrie via le matériel RFID intégré et le logiciel de contrôle Okuma réduit considérablement l'une des sources d'erreur les plus courantes. La société a également travaillé avec Okuma pour développer un processus visant à éliminer les erreurs associées à l'appel du programme approprié à partir d'un ticket papier traditionnel. L'équipe logicielle d'Okuma a créé une application, appelée Micro-Mechanics Program Management Interface, qui utilise un lecteur de codes-barres et un code QR pour appeler automatiquement les informations de programme appropriées. Comme protection supplémentaire, le code QR importe automatiquement des modèles 3D de la pièce, de l'outillage et du serrage dans le système d'évitement de collision (CAS) d'Okuma, qui surveille la position de la machine en mode de fonctionnement manuel et automatique pour éviter les accidents.

Les pièces de première série pour chaque travail sont gérées dans le département d'ingénierie, où le processus de configuration et de production peut être affiné sans ralentir les autres travaux en cours d'exécution sur les machines de production. Un voyageur est établi qui communique les matières premières qui traverseront l'installation avec le travail et toutes les opérations qui lui seront appliquées jusqu'à ce qu'il s'agisse d'une pièce finie. En haut de ce chariot se trouve un code QR qui permet d'identifier la pièce en cours de fabrication.

Lorsque le travail est prêt à être exécuté dans l'environnement de production, l'opérateur scanne le code QR pour accéder au réseau de l'entreprise et trouver toute la documentation de configuration et la modélisation liées à la pièce. Les informations importées incluent le programme de pièce, les données du modèle d'évitement de collision, l'outillage qui se trouve dans la tourelle, les caractéristiques à inspecter et toute documentation supplémentaire dont l'opérateur aura besoin. L'opérateur peut afficher les informations sur un moniteur externe qui se monte sur le côté de la commande Okuma, offrant une zone de visualisation beaucoup plus grande.

Avec la dernière version des données de configuration chargée automatiquement, CAS est en mesure de vérifier virtuellement les interférences et de s'assurer qu'une collision ne se produira pas une fois le cycle d'usinage démarré.

L'application fonctionne comme prévu, simplifiant le processus de configuration et éliminant les erreurs potentielles de l'utilisateur. M. Borch explique :« D'un point de vue numérique, avant l'application, nous devions entrer et attacher manuellement les outils à ces positions. Maintenant, tout se fait simplement en scannant le code QR. Cela imite l'installation physique de ces outils. Nous nous efforçons d'éliminer le temps de configuration sur la ligne. »

Parce que les outils de tour sont difficiles à régler, les ateliers peuvent avoir tendance à les laisser dans la tourelle s'il y a des positions disponibles. Mais modéliser les outils étrangers n'est pas pratique, et les chances d'une collision peuvent rapidement augmenter avec eux toujours en jeu.

La politique de Micro-Mechanics est de supprimer tous les serrages de la machine et tous les outils de la tourelle et d'effacer toutes les données d'outils et les données d'évitement de collision qui sont conservées dans la commande chaque fois qu'un nouveau travail est configuré. Ce processus garantit que seul ce qui est nécessaire pour le travail suivant est présent dans la configuration qui s'ensuit. Lorsque le code QR de la tâche suivante est numérisé, toutes les données de la tâche précédente sont automatiquement effacées et toutes les données de la nouvelle tâche sont chargées dans le contrôle.

Les résultats en disent long

Non seulement l'application réduit considérablement les erreurs de configuration, mais elle réduit également considérablement les temps de configuration. M. Borch explique que des tâches qui, par le passé, prenaient généralement des heures à mettre en place, peuvent désormais être réalisées en 10 minutes à peine.

Au fur et à mesure que l'entreprise ajoute des centres de tournage Okuma supplémentaires, l'application peut facilement être chargée sur les nouvelles machines. Selon Casey Croussore, ingénieur logiciel senior chez Okuma, il pourrait également être agrandi pour accueillir des centres d'usinage. "Nous ne pouvons pas mettre l'application dans une boîte et la vendre telle quelle car elle est écrite autour de l'architecture de Micro-Mechanics", déclare M. Croussore. "Mais la même technologie peut être utilisée avec à peu près n'importe quelle application ou client, en la développant au cas par cas."

Micro-Mechanics a maintenu une relation de travail solide avec Okuma et son intégrateur, Gosiger, pour réduire les coûts et rationaliser son processus de production. Ils continuent de rechercher d'autres moyens d'automatiser autant que possible, d'augmenter l'efficacité et de minimiser les erreurs. Alors que l'entreprise continue de se développer et d'ajouter des capacités, cette stratégie jouera un rôle clé.