Manufatura Inovadora Reduz Tempo de Usinagem em 60% Usando Máquina CNC Unificada

A Innovative Manufacturing gastava dez minutos por peça usinando carcaças de diferencial de ferro fundido para carrinhos de golfe, mas agora o tempo total de usinagem caiu para três minutos, 45 segundos. Segundo o proprietário e presidente Rob Sander, o salto de produtividade veio quando a empresa consolidou torneamento, fresamento, furação e alargamento em uma única máquina-ferramenta. A busca do Sr. Sander por um centro de torneamento de alta eficiência o levou a considerar uma variedade de tornos CNC de fuso único e multi-fuso, então o levou à IMTS, onde viu sua primeira demonstração do centro de torneamento CNC multi-propósito Nighthawk (MPC) (GBI Cincinnati, Cincinnati, Ohio).

A Innovative tem dois Nighthawk MPCs comprados, diz o Sr. Sander, por dois recursos particulares da máquina: um revólver de ferramentas de 12 estações incluindo ferramentas fixas e "vivas", tanto paralelas quanto perpendiculares ao fuso; mais, um trocador de peça automático de duas posições (AWC) incorporando dois mandris ou fixadores. Um mandril é carregado e descarregado com segurança de uma posição vertical fora da câmara de usinagem, enquanto o segundo mandril — dentro da câmara — está engajado em um processo de usinagem horizontal.

Por causa deste último recurso, o Sr. Sander nota, a redução de 62 por cento no tempo de corte na verdade subestima o ganho de produtividade da Innovative.

"Tínhamos uma operação de três configurações antes dos Nighthawks", diz ele. "Havia duas configurações em um torno e uma em um fixador pivotante em um centro de usinagem, todas as três requerendo que o fuso ficasse ocioso até a peça estar pronta. Agora, os Nighthawks não apenas reduzem o número de configurações para duas, eles também nos permitem preparar a próxima peça inteiramente enquanto a peça atual está em trabalho. Como resultado, nosso ganho de produtividade é na verdade muito maior do que a redução do tempo de ciclo sugeriria."

Exceto para manutenção e substituição de ferramentas, a usinagem agora é contínua. Na maioria dos casos, diz o Sr. Sander, o único atraso entre ciclos consecutivos consiste em seis segundos necessários para o trocador de peça trocar os dois mandris.

O Sr. Sander mantém os Nighthawk MPCs rodando 24 horas, servindo-os com um robô compartilhado que permite a um único operador supervisionar ambas as máquinas simultaneamente. Em menos tempo que o requerido para qualquer um dos dois ciclos de usinagem da carcaça de diferencial, o robô descarrega a peça anterior do mandril ocioso, e ou a inverte para o próximo passo no processo, ou carrega uma peça nova usando um furo localizador no flange para posicioná-la na garra do mandril motorizado.

A linha divisória para os dois ciclos de usinagem da peça é um flange de 5-5/16" de diâmetro. No primeiro ciclo, o Nighthawk torneia o flange, bem como o furo central da peça, então para o fuso do cabeçote enquanto liga o fuso de ferramenta viva. Como um pequeno centro de usinagem horizontal, o Nighthawk então faceia superfícies para quatro furos, e fura os próprios furos.

No segundo ciclo, a máquina torneia os outros lados do flange e furo, então fura e alarga um único furo transversal usando ferramentas motorizadas orientadas perpendiculares à linha central do mandril.

O Sr. Sander diz que foi a combinação de produtividade de peça única e flexibilidade peça-a-peça que o convenceu a escolher o Nighthawk.

"As carcaças de diferencial eram o principal na minha mente, porque eu precisava baixar meu tempo de ciclo para estas o máximo possível", diz ele. "Ainda, tenho outros clientes também, muitos dos quais fazem pedidos base JIT. Portanto, precisava de uma máquina que proporcionasse não apenas usinagem rápida, mas também troca rápida. O Nighthawk atendeu ambos os requisitos." Roger Stebelton concorda. Um maquinista da Innovative há muito tempo responsável por quase toda a programação do Nighthawk, o Sr. Stebelton relata que pode trocar completamente um Nighthawk para um novo trabalho em pouco menos de três horas. Esta é a mesma quantidade de tempo necessária para trocar um dos tornos CNC convencionais da Innovative, mas para o Sr. Stebelton, isso representa uma economia significativa.

Ele explica: "Diferente do torno CNC, o Nighthawk MPC geralmente realiza toda a usinagem necessária para uma peça. O torno, por outro lado, é geralmente apenas um passo no processo total de usinagem — significando que eu teria não apenas o torno para trocar, mas provavelmente um centro de usinagem também, adicionando horas ao processo total."

A zona de trabalho do Nighthawk de 10,82 por 10,00 polegadas de diâmetro acomoda a maioria das peças que a Innovative tipicamente usina. Entre lotes de carcaças de diferencial, os Nighthawks têm sido usados em cerca de 20 outras peças — incluindo uma carcaça de motor de alumínio, que a Innovative usina em lotes de cerca de 1000 por mês.

Segundo o Sr. Sander, não apenas usinar a carcaça do motor emprega todas as 12 posições de ferramenta do Nighthawk, também aproveita a precisão da máquina, mantendo o furo crítico da peça com tolerância total de 0,0005 polegada.

"Esta é uma peça nova para nós, uma que nunca poderíamos ter produzido competitivamente sem os Nighthawks", diz ele. "Torneando, então faceando e furando nas direções X e Z, tudo em uma máquina, fomos capazes de baixar o tempo total de ciclo para menos de cinco minutos."