Hobbing em um centro de giro

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A Stock Drive Products (SDP) é um fabricante com um modelo de negócios que qualquer observador externo pode considerar desafiador. A empresa fabrica produtos simples e padronizados em grandes quantidades em um país com altos salários – os Estados Unidos.

Na verdade, o SDP está localizado em uma parte de altos salários daquele país de altos salários. A fabricação é feita na área metropolitana da cidade de Nova York.

Bob Gaulrapp, capataz das instalações de usinagem da empresa em New Hyde Park, Nova York, é franco sobre por que isso é significativo.

“Estamos competindo com os chineses”, diz ele.

No entanto, a loja está ganhando. O fornecedor de componentes de acionamento de Nova York é capaz de competir em preço com fornecedores estrangeiros dos mesmos produtos, em grande parte devido a um compromisso agressivo com centros de torneamento que incluem capacidade de ferramentas vivas para fresamento e furação. A oficina usa essas máquinas para realizar a maioria ou toda a usinagem de uma peça em uma única configuração. Ainda assim, consolidar o trabalho de usinagem dessa maneira é apenas o começo.

Para extrair ainda mais do custo potencial de mão-de-obra de cada peça, a instalação está comprometida com dois princípios vitais de como usa essas máquinas. Eles são:

1. Evite programar usando macros.

Esta loja não usa CAM. Os programas são construídos a partir de macros que respondem por cada variação de peça que pode ser antecipada. Esses programas são demorados para serem criados, mas provaram sua eficiência ao permitir que o SDP execute projetos de peças novas ou modificadas com tempo de programação zero. Hoje, um operador simplesmente insere as variáveis ​​para qualquer novo projeto de peça no CNC, e os programas macro garantem a usinagem correta.

2. Supere as posições limitadas da ferramenta usando acessórios.

A outra maneira pela qual a SDP aproveita ao máximo os centros de torneamento é equipando-os com todas as ferramentas que puder. A loja do New Hyde Park conta com máquinas Mori Seiki que possuem amplas posições de torre para executar qualquer número de peça específico. No entanto, a loja insiste em ter ferramentas suficientes para executar cada em vez disso, todas as peças apropriadas para a máquina. A oficina, portanto, usa acessórios da MD Tooling que permitem que uma única posição da torre contenha várias ferramentas. No SDP, uma torre com 12 posições poderia facilmente ser equipada com mais de três vezes mais ferramentas. Como resultado, a mão de obra não precisa ser gasta na troca de ferramentas sempre que um número de peça é alterado.

De fato, a mão de obra necessária para enviar a peça para um processo de acompanhamento também está sendo reduzida com esses acessórios, graças a um acessório especializado que agora permite que os tornos SDP realizem a fresagem.

A visualização macro

O Sr. Gaulrapp dedicou atenção considerável ao longo dos anos para garantir que os centros de torneamento de ferramentas motorizadas da SDP tenham um desempenho tão eficiente quanto para a empresa. Foi ele quem fez lobby por esse tipo de equipamento. Ele fez lobby para esta marca e estilo de máquinas em particular. A oficina realiza toda a promessa de produtividade de configuração única nessas máquinas, em parte porque, como diz o Sr. Gaulrapp, “eu teria um ovo na minha cara se não o fizéssemos”.

As 11 máquinas Mori Seiki aqui incluem os modelos NL2000 e NL1500Y. Produzem polias, engrenagens e diversos outros produtos de acionamento padrão que a empresa mantém em estoque. Os clientes solicitam esses componentes de um catálogo SDP tão grosso quanto uma lista telefônica metropolitana.

O Sr. Gaulrapp diz que escreveu os programas baseados em macros conforme a necessidade ao longo de cerca de 2 anos. Ao final desse período, o trabalho acumulado incluía todos os programas necessários para executar praticamente qualquer variação das peças padrão da empresa. Como resultado, enquanto novos projetos de peças continuam sendo comuns para a empresa, novos programas não são. Para um novo número de peça ou um já existente, o operador apenas insere os dados. As dimensões do recurso fazem parte dos dados, mas algumas outras variáveis ​​de macro também indicam a presença ou ausência de um recurso. Por exemplo, um operador pode inserir “1” se uma polia tiver um cubo ou “0” se não tiver, indicando ao programa para executar ou pular esta parte do programa. Assim, a maioria dos novos projetos pode ser descrita completa e corretamente com apenas entrada numérica.

As macros até atribuem movimentos de usinagem às posições corretas da ferramenta na máquina. As máquinas são equipadas de forma diferente, então o resultado é um fenômeno que alguns podem achar enervante:no SDP, o mesmo programa executado em duas máquinas diferentes pode produzir caminhos de ferramenta X-Z radicalmente diferentes, porque as macros encontram as ferramentas necessárias em lugares diferentes nos acessórios da torre máquinas diferentes.

O complemento de ferramentas em cada centro de torneamento reflete o compromisso da oficina com a produção de configuração única. Um acessório específico pode permitir que duas ferramentas acionadas funcionem a partir de uma estação de ferramentas rotativas. Outro acessório pode permitir que uma bateria de brocas diferentes se estenda a partir de uma única estação. “Se encontramos uma geometria que nos impede de usinar uma peça com o que temos, então compramos um acessório que nos permite fazê-lo”, diz Gaulrapp. De fato, a oficina se recusa a considerar qualquer centro de torneamento para compra, a menos que a máquina acomode os tipos de acessórios dos quais a SDP passou a depender.

Cortar Dentes

O acessório de fresagem ampliou a concepção da oficina sobre o que a usinagem de configuração única pode incluir. A fresagem nunca foi vista como uma operação que pudesse ser combinada com operações mais típicas de oficina mecânica, como torneamento, fresamento ou furação. Historicamente, o hobbing nem foi feito no mesmo prédio no SDP. Em vez disso, o departamento de fresagem ocupa outro prédio em um local diferente, e a loja do New Hyde Park envia trabalho para lá rotineiramente. Mas agora, a fresagem em centros de torneamento também se tornou rotina para a oficina.

“Hobbing” é a operação de usinagem que gera dentes de engrenagem usando uma ferramenta especializada chamada fresa. Para realizar a fresagem em um centro de torneamento, o torno necessita de uma opção de polígono em seu CNC. Para algumas formas de engrenagem, o trabalho também exige que a máquina tenha movimento no eixo Y (além de X e Z). A SDP tinha ambos os recursos quando viu o acessório de fresagem entre as ofertas da MD Tooling. A oficina experimentou os dentes da engrenagem de usinagem em centros de torneamento e achou a opção tão simples de usar que esse meio de fresagem se tornou hábito.

Uma macro para fresagem que muitos dos programas de centros de torneamento agora incluem consiste não apenas na fresagem em si, mas também na alimentação da peça com a alimentação da barra para folga, virando a peça para o diâmetro externo necessário antes do início da fresagem e rebarbando a peça após fresagem para aliviar a borda de saída. Agora, qualquer lote de peças pode ser fresado no departamento de fresagem ou em um torno, dependendo da programação do torno e da urgência do pedido. Se a capacidade estiver disponível para deixar as máquinas de torneamento fazerem o trabalho, então o Sr. Gaulrapp diz:“Este é o caminho a seguir”. O corte de dentes nas máquinas de torneamento é mais barato e mais rápido do que o equipamento dedicado - mesmo que essa etapa quebre a regra da oficina de evitar a troca de ferramentas entre os trabalhos.

Outro caminho

Este trabalho tem que quebrar essa regra porque as torres já estão tão lotadas no SDP que a oficina ainda não encontrou espaço para configurar mais de um acessório de fresagem por máquina. Como resultado, apenas uma placa pode estar instalada em qualquer máquina por vez, exigindo que os operadores troquem a placa ao fazer a transição de uma parte da engrenagem para outra.

Mesmo assim, hobbing desta forma pode ser dramaticamente eficiente. Uma operação de fresagem adiciona 35 a 40 segundos por peça, em comparação com a semana de atraso que pode ser introduzida se uma série de peças tiver que ser enviada para esse trabalho. As peças enviadas para fresagem precisam ser manuseadas antes e depois do transporte entre as instalações e, em última análise, também acabam na fila antes de serem fresadas na máquina programada. Estas causas de atraso introduzem custos adicionais.

Mas o trabalho que ainda está sendo feito nessas máquinas de fresagem dedicadas atesta o quão valiosas elas são e quão valiosas elas permanecem. A fresagem em um torno não pode substituir a abordagem tradicional de fresagem para SDP - não apenas porque a empresa usina muitas engrenagens, mas também porque os centros de torneamento são necessários para muitas outras coisas.

Hobbing o novo caminho, em vez disso, fornece uma alternativa. Quando a capacidade está disponível e quando há necessidade de velocidade, alguns lotes de peças nesta fábrica podem agora seguir um caminho diferente - permitindo que este fabricante inovador obtenha economias de custos de mão de obra ainda maiores do que o que já conseguiu com seu único produto produtivo. -configuração de tornos.