Comment un tour multi-broches CNC a transformé l'efficacité de l'atelier Mitotec Precision

En tant qu'atelier de sous-traitance, Mitotec Precision continue d'identifier des moyens d'accélérer les changements pour les travaux qui tournent sur ses deux machines multi-broches CNC pour des opérateurs tels que l'apprenti devenu employé Trevor Hutchins. Les tailles de lot de 20 000 pièces sont son point idéal pour ces machines. (Crédit photo : Mitotec Precision)

Mitotec Precision n'est pas étranger aux automates multi-broches à cames, mais est nouveau aux multi-broches CNC, ayant acheté le premier en 2019 (ajouté un second au printemps 2022). Ce qui est intéressant, c'est que l'entreprise de Necedah, Wisconsin, n'a jamais utilisé ses machines multi-broches traditionnelles à cames ou ses multi-broches CNC plus récentes comme on pourrait s'y attendre pour ces types de machines-outils de haute production.

« Nous sommes un atelier de sous-traitance », explique Clinton Pouillie, directeur général. « Bien qu'une machine multi-broches conventionnellement pourrait être dédiée uniquement à l'exécution d'une pièce ou d'une famille de pièces similaires, nous avons trouvé un moyen de faire fonctionner 20 000 pièces par série pour nous malgré les temps de changement. »

« En considérant cela, nous avons d'abord demandé ce que nous sommes en tant qu'entreprise », explique Pouillie. « Si nous sommes une entreprise multi-broches, alors c'est là que nous devons faire nos investissements en capital. Nous avons également considéré comment cela pourrait aider à atténuer le défi de trouver de nouveaux membres d'équipe car les machines peuvent égaler la production de quatre machines monobroches qui pourraient nécessiter plusieurs opérations ainsi que booster la production globale par rapport à ces machines. »

Mais même au-delà des capacités de production plus élevées, un multi-broches CNC offrirait l'opportunité de répondre plus rapidement aux délais de plus en plus courts des clients/travaux urgents qui pourraient être difficiles à livrer sur plusieurs machines monobroches. De plus, cela créerait un seul flux de qualité de pièces usinées à inspecter plutôt que de nombreux flux provenant de différentes machines.

J'ai appris davantage à ce sujet lors d'une visite récente de l'atelier de 80 personnes, certifié ISO9001-2015, qui travaille maintenant à accélérer les configurations pour minimiser les temps de changement pour ses deux multi-broches CNC, tout en faisant face à un bon défi : s'efforcer de les garder alimentées avec du nouveau travail étant donné qu'elles pourraient produire des pièces finies toutes les 8 secondes.

Nouvelle identité, nouvelle direction

Le premier achat de multi-broches CNC a suivi un rebranding de l'entreprise. Jusqu'à la fin 2018, l'entreprise était connue sous le nom de Necedah Screw Machine Products. Le changement de nom pour Mitotec Precision a été fait pour démontrer aux clients et aux employés potentiels son passage des machines mécaniques à la nouvelle technologie CNC telle que les tours suisses et les tours-fraisage. (L'entreprise dit que le préfixe « mito » signifie « filiforme » ou précis et sa prononciation implique force et puissance. La seconde moitié de son nom représente l'aptitude technique de son équipe.)

L'atelier a choisi des machines à 8 broches avec une capacité de barre de 26 mm, croyant que cette configuration offrait la bonne combinaison de taille et de vitesse pour les pièces complexes qu'il ferait tourner dessus. Il est également en train d'éliminer les conduites de liquide de refroidissement externes, au profit d'une lubrification par l'outillage pour accélérer encore les changements.

La plateforme multi-broches CNC était la prochaine étape logique en termes de technologie d'usinage multitâche. Après avoir examiné quelques constructeurs, l'atelier a choisi un MultiSwiss 8 × 26 de Tornos Technologies U.S. Corp.

Pouillie note que Tornos offre ses machines multi-broches dans quelques configurations différentes. L'atelier a décidé qu'une machine à 8 broches avec une capacité de barre de 26 mm offrait la combinaison optimale de taille, de vitesse de broche (6 000 tr/min) et de capacité de broche pour faciliter une large gamme de pièces complexes et de tailles de pièces.

Il apprécie également la conception de paliers de broche hydrostatiques de la machine. « Ce qui m'impressionne, c'est que la machine peut faire tourner huit barres d'acier de 1 pouce de diamètre à 5 000 tr/min et on entend le son du collecteur de brume par-dessus tout bruit de broche », dit Pouillie. « Nous n'entendons pas de vibrations ou de cliquetis ce qui conduit à une plus longue durée de vie d'outil, des finitions de surface améliorées et une stabilité de processus globale. » Le contrôle de la température de l'huile contribue également à la stabilité du processus, tandis que la distribution d'huile à haute pression (la machine dispose de pompes de liquide de refroidissement haute pression 20, 40 et 80 bars) est très utile pour briser les copeaux et les évacuer de la zone de coupe.

Pouillie dit que l'atelier utilise le logiciel de programmation TB Deco de Tornos, qu'il trouve particulièrement précieux pour la plateforme multi-broches. « La programmation n'est pas aussi difficile qu'on pourrait le penser car chaque broche a son propre programme, mais il peut être difficile de coordonner les codes d'attente sans le logiciel », explique-t-il. « De plus, il simule automatiquement un essai de pièce pour révéler tout code d'erreur ou condition de surcourse avant de lancer un travail. En outre, il calcule le temps de cycle de manière extrêmement précise en prouvant un travail. »

Le logiciel TB Deco ajuste également automatiquement un programme de pièce complet lorsqu'un programmeur apporte des modifications pour peut-être déplacer des opérations de la broche qui a le temps de cycle le plus long (qui sur un multi-broches est le vrai temps de cycle pour la pièce) vers une ou d'autres broches. Mitotec Precision dispose d'un poste hors ligne et son équipe d'ingénierie l'utilise pour créer tous les programmes pour les deux multi-broches CNC.

Actuellement, l'atelier met au point des moyens de réduire les temps de changement qui pour l'instant sont inférieurs à 8 heures. Bien que cela puisse être deux fois plus long que la configuration d'une monobroche pour un nouveau travail, la vitesse de production d'une machine à 8 broches compense cela.

Par exemple, il usine des cannelures sur le côté de ses porte-outils Goeltenbodt qui s'accouplent avec un arrêt rectifié pour permettre un changement rapide avec une répétabilité de positionnement élevée. En faisant cela, chaque outil devient dédié à une broche spécifique et il n'y a pas besoin de toucher les outils de coupe. L'atelier est également en train d'éliminer les conduites de liquide de refroidissement externes et de faire passer l'huile à travers l'outillage pour accélérer encore les changements en éliminant le besoin pour des opérateurs comme Trevor Hutchins, montré sur la photo principale, de retirer et resserrer les tuyaux de liquide de refroidissement. Pouillie note que la conception ouverte du MultiSwiss offre à Hutchins un accès facile aux porte-outils « sans se faire tremper dans l'huile », plaisante-t-il.

Réponse client améliorée

Mitotec Precision a fait tourner un certain nombre de travaux sur ses machines MultiSwiss et a pu répondre plus rapidement aux travaux urgents des clients. « Un client pourrait avoir besoin de 20 000 pièces d'une pièce complexe en un mois », explique Pouillie. « Normalement, cela signifie que nous aurions besoin de capacité ouverte sur plusieurs machines, ce que nous pourrions ou non avoir. Un multi-broches nous donne la capacité de répondre avec une seule machine et un seul flux de valeur qualité pour nous à contrôler. »

Mitotec Precision a reconfiguré son espace au sol pour laisser de la place de chaque côté de ses deux multi-broches CNC car il envisage d'ajouter davantage de ces machines de haute production dans le cadre de son modèle d'affaires à l'avenir.

Le MultiSwiss offre également une chance plus sûre de prendre plus de travail d'un seul client car l'atelier n'aura pas à immobiliser plusieurs machines monobroches pour un seul client. Ce n'est pas un bon sens des affaires. Et maintenant que l'atelier a deux multi-broches CNC, les clients avec des travaux tournant sur l'un n'auront pas à s'inquiéter que leur travail ne soit pas terminé à temps si cette machine tombe en panne car le travail pourrait être facilement transféré sur l'autre.

Effets d'entraînement d'une production plus rapide

Bien que Mitotec Precision ait bénéficié de la production accrue de pièces usinées et d'autres avantages offerts par les multi-broches CNC, cette production plus élevée de deux machines individuelles a causé des goulots d'étranglement en ce qui concerne l'inspection et le nettoyage des pièces sur lesquels il a travaillé pour les ouvrir.

Les systèmes d'inspection visuelle automatisés comme celui-ci aident à soulager les goulots d'étranglement de mesure créés lorsque les multi-broches CNC augmentent considérablement les volumes de production que l'atelier doit gérer.

Pour le premier, les systèmes de vision automatisés d'Oasis Inspection Systems se sont avérés précieux pour accélérer l'inspection des pièces. « Nous ne voulons certainement pas avoir à arrêter la production sur un multi-broches CNC qui pourrait déposer des pièces finies toutes les 8 secondes pour les inspecter manuellement à intervalles spécifiques tout au long d'un travail », note Pouillie. « Des processus d'inspection rapides et automatisés nous permettent de satisfaire aux exigences de rapport de qualité tout en gardant ces machines en marche. »

Comme l'inspection des pièces, le nettoyage des pièces peut devenir un goulot d'étranglement lorsque les volumes de production augmentent. C'est une des raisons pour lesquelles Mitotec Precision a ajouté une laveuse de pièces à solvant à chambre unique avec système de chargement/déchargement automatisé.

Pour le second, Mitotec Precision a ajouté une laveuse de pièces à solvant sous vide à chambre unique avec système de chargement/déchargement automatisé de JCOM Imports. Comme l'inspection des pièces, le nettoyage des pièces peut devenir un goulot d'étranglement étant donné que les multi-broches CNC produisent des pièces complexes (parfois ayant des caractéristiques telles que des trous borgnes) si rapidement. De plus, les réglementations de propreté des pièces continuent de devenir plus strictes.

Les pièces sont nettoyées en inondant le tambour de l'unité (avec l'option de faire pivoter ou culbuter les pièces ainsi que d'utiliser les ultrasons) pour les nettoyer selon des normes médicales (50 programmes/recettes de nettoyage différents sont disponibles). Elle fonctionne également sous vide pour l'efficacité énergétique et pour aider à protéger les composants de la machine. Mitotec Precision intègre un système de code-barres pour chaque panier de pièces avec la bonne « recette » de nettoyage pour simplifier le processus pour les employés.

Les multi-broches CNC ont libéré du temps sur les quatre centres d'usinage verticaux de Mitotec Precision qui étaient auparavant utilisés principalement pour les opérations de seconde main. Maintenant, l'atelier utilise des machines comme ce centre d'usinage vertical Brother avec changeur de palettes et serrage hydraulique pour le travail de production.

Inversement, les multi-broches CNC ont libéré du temps sur les quatre centres d'usinage verticaux de l'atelier qui étaient auparavant utilisés principalement pour les opérations secondaires. Maintenant, il utilise ces machines pour le travail de production. Un exemple que j'ai vu lors de ma visite était une petite fonderie pour une application médicale tournée sur un centre d'usinage vertical Brother avec changeur de palettes utilisant des étaux hydrauliques et le système Paws Workholding sur une table rotative.

Prochaines étapes

L'atelier a fait d'autres progrès sur la voie du multi-broches CNC en modifiant la disposition de son atelier — non seulement pour accueillir son second MultiSwiss, mais aussi des multi-broches CNC supplémentaires de chaque côté de la paire actuelle. Un défi pour le responsable des ventes Warren Schoenborn, cependant, est de trouver du nouveau travail pour générer un carnet de commandes sur ces machines tout en maintenant la disponibilité pour travailler sur un travail urgent à grand volume quand un client en a besoin. Pour le premier, il vise de nouveaux marchés pour l'atelier, tels que le médical et l'optique.

Quoi qu'il en soit, cela s'aligne avec la devise de Mitotec Precision de penser différemment et créativement. C'est un exemple d'ateliers avec lesquels j'aime rester en contact. Qui sait quel nouveau processus ou technologie une visite ultérieure à un moment donné pourrait révéler.

Les apparences comptent

J'ai commencé à écrire sur les entreprises d'usinage et de fabrication il y a 25 ans. (Comme le temps passe.) De toute façon, la façon dont ces entreprises se présentent maintenant en termes de leur opération physique (et en ligne aussi) est radicalement différente d'il y a des années. Notez l'apparence du hall d'entrée de Mitotec Precision. Est-ce que cela ressemble à l'entrée d'un « atelier d'usinage » ? Ce n'est pas le cas. Et c'est une bonne chose en termes d'aide au changement de perception de ce qu'est une entreprise qui se concentre sur l'usinage — ou plus appropriément sur le service de ses clients fabricants. »