Le plus gros coup pour votre argent d'automatisation

Les questions entourant la disponibilité d'une main-d'œuvre fiable et qualifiée, son coût et les problèmes de responsabilité connexes sont au cœur des préoccupations des fabricants ces jours-ci, alors que les taux de chômage continuent de chuter. Les propriétaires de magasins recherchent des moyens créatifs d'augmenter la productivité et de réduire la main-d'œuvre, et l'automatisation est prise en compte dans chaque nouveau projet. Pour les opérations de tournage, le ravitaillement en barres est le plus rentable, mais un atelier doit sélectionner le type de ravitailleur de barres qui répond le mieux à ses besoins.

Selon la plupart des estimations, les embarreurs courts sont le type le plus populaire, représentant environ la moitié de tous les embarreurs vendus aux États-Unis et environ 35 % des ventes totales en dollars. Les ravitailleurs de barres pleine grandeur de style magazine représentent environ 30 % des ventes unitaires totales aux États-Unis et environ 35 % des ventes totales en dollars. Les chiffres sont différents en Europe, où les embarreurs pleine grandeur sont la règle, et les embarreurs courts sont relativement rares. Les chiffres peuvent être intéressants, mais, malheureusement, ils ne peuvent pas aider un magasin dans sa décision. Les tailles de série, les diamètres des pièces, les types de matériaux, les exigences de précision, le besoin de capacités d'usinage sans surveillance et d'autres considérations similaires détermineront le type de ravitailleur de barres qui convient le mieux à chaque atelier. Chaque type de ravitailleur de barres présente des avantages uniques qui doivent être mis en balance avec les besoins spécifiques de l'atelier. Voici les principales considérations.

Taille du lot

Quelles tailles de lot seront généralement exécutées sur le tour ? Si le tour CNC est utilisé principalement pour des travaux à court terme avec des changements de configuration fréquents, le ravitailleur de barres de longueur de broche est le choix le plus logique. Sur de tels embarreurs, toute la longueur de la barre est introduite dans la broche du tour au début. Avec de petits lots, avoir un volume élevé de matériau à travailler n'est pas critique, ainsi, dans la plupart des cas, la capacité limitée d'un embarreur de longueur de broche sera suffisante pour couvrir la capacité nécessaire pour le travail.

Le ravitailleur de barres courtes peut être envisagé pour une grande série dans les cas où les matériaux extrudés ou façonnés doivent fonctionner à un régime élevé et la rectitude peut être un problème. Lorsque de courtes longueurs de tels matériaux sont complètement contenues dans la broche du tour, elles peuvent être tournées à plein régime pour un usinage sans problèmes de vibrations car toute la barre sera contenue dans la broche. En général, le ravitailleur de barres court tolère mieux les extrusions déséquilibrées (non symétriques) et les barres pliées ou courbées qui provoqueraient autrement des vibrations.

Si les quantités de production sont importantes et que la productivité et l'obtention du maximum de pièces de la barre sont importantes, le propriétaire du tour bénéficiera probablement davantage du ravitailleur de barres de style magasin d'une capacité de 12 pieds. Du point de vue de la productivité, l'utilisation de longues barres peut aider à réduire les coûts de main-d'œuvre car la machine peut être laissée sans surveillance pendant de plus longues périodes. Un opérateur peut s'occuper de deux ou trois de ces machines. Les machines sont moins susceptibles de manquer de matériel, donc de tourner au ralenti 10 minutes ici, 15 minutes là et ainsi de suite.

Facteurs de déchets de matériaux

Lorsque l'utilisation maximale des matériaux est importante, le ravitailleur de barres d'une capacité de 12 pieds est un bon choix car toute la barre est convertie en pièces utilisables, à l'exception d'un seul reste. En revanche, lorsqu'une barre de 12 pieds de long est coupée en trois ou quatre longueurs qui seront chargées dans un embarreur de longueur de broche, un nombre équivalent de chutes est produit, ce qui signifie moins de pièces par barre de 12 pieds et plus de ferraille. .

Longueur de la broche de tour

La longueur de la broche du tour n'est pas un facteur lorsque l'on considère un ravitailleur de barres d'une capacité de 12 pieds. Cependant, il ne peut pas être ignoré lorsque l'on considère le ravitailleur de barres de longueur de broche. De nombreuses machines à barres CNC ont des broches dans lesquelles des barres courtes aussi longues que 4 pieds peuvent être complètement insérées. Ces tours peuvent accueillir des longueurs de 3 et 4 pieds coupées à partir de barres standard de 12 pieds. La perte matérielle des restes des barres courtes est plusieurs fois supérieure à la perte d'une barre continue de 12 pieds.

Considérations sur la longueur des pièces

Le ravitailleur de barres de style magasin de 12 pieds offre généralement une meilleure utilisation du matériau que le ravitailleur de barres de longueur de broche. Quelle que soit la longueur de la pièce, la perte de matière d'une barre continue de 12 pieds est limitée à un seul résidu. Cependant, à mesure que la longueur de la pièce augmente sur un tour desservi par un embarreur de longueur de broche, les restes laissés par chacune des trois ou quatre petites longueurs coupées à partir d'une barre continue de 12 pieds peuvent représenter un pourcentage important de la barre.

Si le travail implique des pièces de type rondelle, une barre de 3 pieds peut durer une heure. Cependant, si le travail implique des arbres de moteur, le tour peut traverser une barre de 3 pieds en quelques minutes, puis il doit s'arrêter pendant que la prochaine barre courte est chargée. Le temps nécessaire au ravitailleur de barres courtes pour charger les petites longueurs de barre dans le tour peut également réduire les taux de production de la pièce.

Conception de magazines

Les ateliers qui envisagent de faire fonctionner leurs machines à barres CNC sans surveillance pendant la nuit, pendant les vacances et les week-ends sont confrontés à d'autres préoccupations. Le fonctionnement sans surveillance impose un certain nombre d'exigences particulières, dont la moindre n'est pas la capacité de fournir à la machine suffisamment de matière première pour continuer à fonctionner pendant la période prévue. La durée pendant laquelle le tour peut fonctionner sans surveillance, en supposant que tous les autres systèmes fonctionnent correctement, dépend de la quantité de matériau que le magasin du ravitailleur de barres peut contenir.

Aménagement de l'usine

Dans les situations où l'espace au sol est limité, le ravitailleur de barres de longueur de broche est généralement préféré car il n'occupe qu'environ la moitié de l'espace requis pour un ravitailleur de barres d'une capacité de 12 pieds. Les économies d'espace au sol peuvent ne pas être si importantes pour un seul ravitailleur de barres, mais lorsqu'une installation à plusieurs machines est impliquée, les économies d'espace peuvent souvent être suffisantes pour permettre l'installation d'un ou plusieurs tours et ravitailleurs de barres supplémentaires par rapport à ce qui serait autrement possible.

De nombreuses entreprises qui achètent des ravitailleurs de barres de longueur de broche le font parce qu'elles pensent qu'elles n'ont pas la place pour un ravitailleur de barres d'une capacité de 12 pieds. Cependant, les fournisseurs de ravitailleurs de barres font valoir qu'une fois que les acheteurs potentiels ont calculé les avantages du ravitailleur de barres d'une capacité de 12 pieds par rapport au ravitailleur de barres de longueur de broche en termes de gains de productivité et d'utilisation accrue des matériaux, ils trouvent en quelque sorte la place pour l'unité plus grande. .

Vitesse de coupe

Historiquement, les ateliers qui utilisaient des machines à barres ont eu des problèmes pour contrôler le fouet et les vibrations qui se produisent dans une longue barre lorsqu'elle tourne à grande vitesse. Les principales causes du problème ont inclus la difficulté de contrôler une barre étroitement confinée tournant à des vitesses allant jusqu'à 10 000 tr/min et le manque d'uniformité dans le matériau de la barre elle-même. Ironiquement, alors que les constructeurs de tours augmentaient la vitesse de broche de leurs machines pour améliorer la productivité, les propriétaires d'ateliers devaient réduire la vitesse de broche pour minimiser les effets des vibrations sur des éléments tels que la précision, la finition de surface et la durée de vie de l'outil.

Aujourd'hui, la situation s'est beaucoup améliorée. Une meilleure conception des ravitailleurs de barres et une utilisation plus répandue de barres rectifiées sans centre ont permis aux ravitailleurs de barres d'une capacité de 12 pieds d'alimenter des barres de 12 pieds jusqu'à 2 pouces de diamètre à ou près des vitesses de broche maximales. Les utilisateurs de ces embarreurs n'ont plus besoin de sacrifier la vitesse de la broche pour obtenir une productivité avec une bonne utilisation des matériaux.

Minimisation des temps d'arrêt de la broche

Le temps nécessaire pour changer le ravitailleur de barres pour alimenter un diamètre de barre différent est une autre considération importante. Le ravitailleur de barres de longueur de broche a ici l'avantage en raison de son fonctionnement plus simple. En règle générale, le ravitailleur de barres de longueur de broche peut être changé pour faire fonctionner un diamètre de barre différent en 5 à 10 minutes, en supposant que le fourreau de broche correctement dimensionné est disponible. La majeure partie de ce temps est consacrée à retirer le revêtement de la broche du tour et à le remplacer par un autre qui correspond plus étroitement au diamètre de la barre pour le travail suivant.

Le temps de changement rapide du ravitailleur de barres de longueur de broche est un avantage important pour les ateliers qui effectuent beaucoup de travaux à court terme. Les barres courtes sont plus légères, moins gênantes et moins fatigantes à manipuler que les barres de 12 pieds, ce qui permet également d'accélérer le changement.

Le passage d'un diamètre de barre à un autre sur un ravitailleur de barres de style magazine de 12 pieds peut prendre de 45 minutes sur les unités plus anciennes à aussi peu que 5 minutes sur les nouvelles conceptions de ravitailleur de barres. Le temps de changement dépend principalement de la nécessité ou non de changer le canal de guidage, qui supporte et confine la barre lors de sa rotation dans le ravitailleur de barres. Si la taille de la barre pour le prochain travail à exécuter est similaire à celle du travail qui vient de se terminer, le même canal de guidage peut être utilisé, ce qui raccourcit le temps de configuration. Si le canal de guidage doit être changé, la configuration peut prendre deux fois plus de temps, cependant, la nouvelle technologie d'alimentation de barres se concentre sur la réduction de ce temps et de cette occurrence de changement.

Logistique d'atelier

Les ateliers doivent tirer le meilleur parti de leurs employés, et une étape importante pour atteindre ces performances optimales consiste à fournir un environnement qui maintient les employés intéressés par leur travail et minimise le risque de blessures au travail. Étant donné que l'utilisation de ravitailleurs de barres pleine longueur de style magasin implique moins de manipulation manuelle des barres, les opérateurs ont moins de doigts écrasés, de dos tendus et de blessures similaires. En fait, avec les chargeurs de faisceaux d'aujourd'hui, un faisceau de barres de 5 000 livres peut être livré par pont roulant directement au ravitailleur de barres et jamais touché par le personnel de l'atelier. Les opérateurs sont alors libérés pour effectuer des tâches plus productives telles que faire fonctionner plusieurs machines et surveiller la qualité des pièces.

Coût de possession

Pour les ateliers qui planifient régulièrement des travaux à court terme et doivent pouvoir s'adapter à une gamme de diamètres de pièces, le ravitailleur de barres de longueur de broche peut être parfaitement adapté et s'adapter à la plupart des budgets. Alors que le chargeur de barres de style magazine d'une capacité de 12 pieds peut coûter deux fois plus cher, les ateliers avec des travaux à volume élevé peuvent trouver cette option une meilleure valeur car elle aide à maintenir des prix compétitifs grâce à de bons taux de production et à de faibles taux de rebut. /P>

Un atelier peut utiliser le chargeur de barres de longueur de broche pour un travail à volume élevé (beaucoup le font), peut-être sur la théorie que les économies sur le prix d'achat compensent largement un peu moins de rendement par barre de 12 pieds et une production légèrement plus lente évaluer. Comme le montre le graphique ci-dessus, cependant, lorsqu'un ravitailleur de barres de longueur de broche est utilisé pour un travail à volume élevé, le retour sur investissement total moyen devient le même que celui d'un ravitailleur de barres d'une capacité de 12 pieds à six mois. La comparaison de la conception d'une capacité de 12 pieds à un modèle de 6 pieds montre une différence encore plus spectaculaire, avec le seuil de rentabilité à seulement deux mois.

La décision finale

Pour les ateliers à la recherche d'un ravitailleur de barres de style magazine, ces directives devraient être utiles pour choisir correctement entre un ravitailleur de barres de longueur de broche et un ravitailleur de barres d'une capacité de 12 pieds. Un atelier doit examiner attentivement ses besoins spécifiques en ce qui concerne les avantages de chaque type de ravitailleur de barres et l'impact relatif que ces solutions d'automatisation peuvent avoir sur la main-d'œuvre avant de s'engager dans l'investissement.