DP Tool & Machine Inc. : élever la production avec des solutions avancées de fabrication et d'usinage

DP Tool & Machine Inc. (Avon, NY) est un atelier de sous-traitance usinage qui bénéficie d'un éventail bien équilibré de technologies avancées d'usinage et de fabrication. Celles-ci incluent des machines multitâches et 5 axes ainsi que de l'automatisation et une certaine connectivité numérique.

La stratégie commerciale clé de DP Tool est la standardisation en matière de machines-outils et d'automatisation. La standardisation des machines et plateformes de commande donne à l'atelier cohérence et flexibilité, facilite la maintenance des machines, raccourcit la courbe d'apprentissage des employés et leur permet de passer d'une machine à l'autre sans créer de goulets d'étranglement ou perte de temps de production.

Les frères Peter et David Phillips dirigent DP Tool, l'entreprise que leur père a fondée en 1972. L'entreprise a grandi d'une qui acceptait tout travail qui passait par la porte à une avec plus de 100 clients dans des industries aussi diverses que l'automobile, l'agroalimentaire, l'imagerie médicale, la machinerie, le pétrole et gaz, et la distribution d'énergie. La croissance est tirée par de nouveaux travaux venant à la fois de clients existants et de nouveaux clients.

Selon les frères Phillips, DP Tool tend à laisser les travaux commoditisés aux autres ateliers tout en poursuivant les travaux à haute valeur ajoutée impliquant des pièces complexes, à tolérances serrées, que la plupart des ateliers ne peuvent pas produire de façon rentable. Les travaux ciblés pour DP Tool sont ceux qui englobent des familles de pièces nécessitant des livraisons just-in-time. Ce type de travail comme l'usinage de composants automobiles pour véhicules spéciaux tels que le camion Ford Raptor et la Ford Shelby GT 500 Mustang se prête bien aux nombreuses machines automatisées de l'atelier.

DP Tool dispose de plus de 50 machines-outils, toutes de Mazak Corp. (Florence, KY). La gamme inclut tout : centres de tournage, machines multitâches et machines 5 axes complètes, jusqu'aux verticales standards, horizontales, et tours verticaux.

Les pièces usinées chez DP Tool sont à la fois cylindriques et prismatiques et faites de divers matériaux : cuivre, Inconel, aciers inoxydables, laiton, aluminium, fonte ductile et aciers à outils. Les tailles typiques vont de pièces mesurant 0,500-36 po (12,7-914 mm) de diamètre avec des tolérances allant de ±0,001 à aussi serré que ±0,0003 (0,01 mm). Les opérations de traitement de pièces de l'atelier englobent tournage, fraisage, perçage et filetage en plus d'alésage profond et tournage dur.

Automatisation haut de gamme : système Palletech à 7 machines

Les Mazaks les plus récents de l'atelier sont sept centres d'usinage horizontaux HCN 5000, certains dotés des nouveaux contrôles Mazatrol Smooth de Mazak. Les sept machines font partie d'un système d'automatisation Palletech haut de gamme à deux niveaux de Mazak. Il comprend un robot guidé par rail, capacité de stockeur 60 palettes et le contrôleur de cellule Smooth PMC de Mazak qui supervise toutes les opérations et aide DP Tool à tirer parti de la flexibilité de la cellule.

Avec le système d'automatisation Palletech, un opérateur peut, par moments, faire tourner les sept HCN 5000 en servant les stations de chargement/déchargement et en assurant les changements d'outils requis. Le système comprend un prérégleur entièrement automatique programmable et le logiciel Smooth PMC de Mazak. Bien qu'initialement acquis pour un gros travail de production, des machines supplémentaires ont été ajoutées, et la flexibilité de la cellule permet à l'atelier de combler les hauts et bas de production avec d'autres travaux pour garder l'horaire de la cellule plein.

« Ce qu'on fait, c'est charger un travail de production, puis combler tout espace disponible avec des travaux just-in-time », a expliqué Peter Phillips, président de DP Tool. « On dédie généralement le travail à haut volume à peut-être trois des HCN, tandis que les travaux de petites séries vont sur les quatre autres avec magasins de 160 outils. La cellule est très flexible et on peut la configurer pour répondre à nos besoins spécifiques, faire tourner certains travaux le jour et d'autres la nuit. »

Sur ses Multiplex automatisés, DP Tool, encore, fait plus que de l'usinage à haut volume : certains ne font que 10 ou 20 pièces, généralement sous forme de familles de produits. Les opérateurs sur ces machines automatisées se contentent de maintenir les tables à portique approvisionnées en pièces brutes qui entrent dans les machines et en sortent finies. Les opérateurs ne sont pas responsables d'opérations d'usinage sauf changement d'outils usés et réglages de décalage quand nécessaire. Ils sont, cependant, responsables du contrôle qualité des pièces ainsi que de la mesure et saisie des données dans un SPC. Ils font aussi de l'assemblage et de la finition quand nécessaire.

« Chez nous, l'automatisation n'est pas seulement une question d'argent, c'est une question de manipulation de pièces », a commenté Phillips. « Chaque fois que quelqu'un met la main dans une machine pour charger ou décharger une pièce, même si elle ne pèse que 15 lb [6,8 kg], et doit le faire toute la journée, vous finissez avec des problèmes ergonomiques. Donc, pour nous, c'est toujours mieux d'avoir un robot ou une forme d'automatisation. »

Il a ajouté que l'atelier obtient un meilleur retour sur investissement quand il peut configurer les travaux rapidement, et le portique de base Mazak leur permet de le faire vu la facilité de changement et de programmation. « C'est tout en cycles préprogrammés », a-t-il dit. « On tape quelques variables et le système charge la pièce. »

En plus d'optimiser la production par l'automatisation, l'atelier a implémenté MTConnect et a plus récemment piloté le protocole de communications standard sur un sous-ensemble de machines plus petites.

« On a immédiatement reconnu sa valeur », a dit Phillips. « À ce stade, ce n'est pas seulement la collecte de données, mais aussi le fait que ça donne à nos gens une plus grande visibilité sur leurs résultats opérationnels individuels. Éventuellement, on veut atteindre le niveau où on a des moniteurs partout dans l'atelier pour que chacun puisse mesurer la sortie de son département, puis utiliser ces données pour fixer et atteindre des objectifs. On mesurera aussi certains taux d'utilisation/efficacité globale des équipements (OEE). »

Presque tous les tours multitâches Mazak de DP Tool ont la capacité en axe Y et soit broche unique ou jumelée. Ces machines, avec les verticales 5 axes complètes de l'atelier, permettent à DP Tool d'usiner autant, sinon toutes, les caractéristiques d'une pièce en un seul réglage pour tenir des tolérances relationnelles extrêmement serrées. Ses machines Integrex, en particulier, offrent la flexibilité de produire des pièces prismatiques rarement considérées pour une opération de tournage à partir de barres rondes pour éliminer la manipulation de pièces.

« Chaque fois qu'une machine s'arrête pour intervention opérateur, l'intervalle de temps peut varier », a expliqué Phillips. « Il n'y a pas de constance. Et avec les Mazaks, les pièces sortent des machines complètes avec une production Done in One. Cela booste la qualité car on peut contrôler et garantir la précision positionnelle pendant que la machine fait toute la manipulation de pièces. »

« Pour notre type de travail, les Mazaks rendent les réglages de travail beaucoup plus rapides et faciles », a dit David Phillips, vice-président de DP Tool. « Les nouveaux contrôles Mazatrol Smooth, par exemple, sont bien plus puissants et nous permettent d'importer des fichiers de modèle de pièce et de créer des programmes machine directement depuis eux. Les contrôles réduisent grandement le risque de rebuter la première pièce d'un travail. »