Uma abordagem não convencional para a produção de vários fusos

Quando uma oficina está no mercado de máquinas-ferramentas, pode depender dos especialistas para orientação. Os fabricantes de máquinas-ferramenta conhecem seus equipamentos e suas capacidades; eles devem ser capazes de determinar os aplicativos para os quais ele é mais adequado e aqueles em que pode falhar.

A Otto Engineering Inc. de Carpentersville, Illinois, no entanto, pensa fora da caixa e gosta de desafiar seus fornecedores com novas abordagens às práticas tradicionais. Usinagem de Produção contou a história de Otto há 15 anos. Esse acompanhamento mostra uma aposta dobrada no sucesso que a empresa obteve com o que antes era um plano tão radical que o fornecedor estava relutante em vender a máquina. Embora o uso de um multi CNC para pequenos lotes possa não ser inédito, comprar a máquina para esse propósito específico e ter um enorme sucesso com a estratégia é surpreendente para a maioria de fora da organização.

Sob controle

A Otto foi fundada em 1961 para o desenvolvimento e fabricação de produtos de comutação e acessórios de comunicação para aplicações exigentes. Originalmente produzindo interruptores rotativos e de botão, a divisão de controles agora oferece uma extensa linha de interruptores de controle, alavancas e manoplas. Comercializa seus produtos para indústrias militares, aeroespaciais, agrícolas, de construção e outras. Um dos projetos atuais da empresa envolve a produção de interruptores para o projeto Orion da NASA, que está explorando a possibilidade de enviar pessoas a Marte na próxima década.

Em 2004, trabalhando através do centro de tecnologia de Chicago da DMG MORI USA Inc., Otto comprou um multi-eixo Gildemeister GMC 35 ISM CNC de seis eixos. Foi uma grande compra destinada a reduzir o rendimento e adicionar flexibilidade no chão de fábrica. Como se poderia esperar, algumas das peças executadas no Gildemeister podem exigir até 10.000 peças de trabalho ou mais; isso não é surpreendente. Mas o que é muito mais incomum é que a empresa também não hesitará em fazer corridas que exigem apenas 50, 25 ou até cinco – sim, cinco peças; e é uma máquina de seis eixos, então um extra parte deve ser feita. A única maneira de uma loja ter sucesso executando quantidades tão baixas é minimizar os tempos de configuração. A tiragem média é entre 200 e 1.000, exigindo cerca de duas a seis horas de tempo de produção.

Embora os multifusos sejam conhecidos por exigir configurações longas, a Otto encontrou uma maneira de contrariar essa tendência, mantendo seus tempos médios de configuração no Gildemeister em apenas cerca de 15 minutos. Dependendo da programação, alguns dias a máquina será configurada até seis vezes em um turno de nove horas, enquanto outros dias ela pode executar um único trabalho o dia todo.

Por que funciona

Desde que Otto comprou a máquina, Tom Secreto, supervisor de oficina, programou 412 peças diferentes para ela, compostas por sete famílias de peças diferentes e um tempo médio de execução de 16 segundos por peça. Ele gerencia esses trabalhos com uma biblioteca de ferramentas de apenas 13 brocas frontais diferentes, 16 ferramentas de torneamento DI frontal e traseiro diferentes, 10 ferramentas de torneamento OD do lado do tambor diferentes e seis ferramentas de fresamento diferentes, para um total de 45 ferramentas trocadas dentro e fora de a máquina.

Apenas o estoque de barras de alumínio do mesmo diâmetro é usado para todas as peças. As peças variam de 0,875 polegadas a 0,16 polegadas de diâmetro. Para compensar o custo adicional de material desperdiçado ao operar as peças de diâmetro menor, a Otto mantém padrões rígidos para o fornecimento de cavacos limpos e isentos de óleo para sua empresa de reciclagem. A eliminação da necessidade de mudar a máquina para diferentes diâmetros de barra proporciona uma economia significativa de tempo na configuração.

Todas as ferramentas são de troca rápida e todas as ferramentas são predefinidas. O controle Siemens, com deslocamentos de ferramenta mais do que suficientes para cada local, fornece uma configuração fácil de todos os deslocamentos de geometria para cada ferramenta. Uma configuração típica consiste em colocar quatro ou cinco ferramentas na máquina, carregar o programa para a peça desejada e trocar uma pinça de coleta. O tempo extra é gasto na fase de programação para garantir que ele se encaixe perfeitamente na simulação. O operador pode simplesmente pressionar o início do ciclo e confiar na precisão da primeira peça.

O Sr. Secreto sabe quais peças serão executadas na máquina em seguida, e ele tem a configuração esperando. Todas as ferramentas predefinidas e tudo o que é necessário para a configuração são mantidos em um gabinete ao lado da máquina. O gerente da oficina mecânica John Lang explica que um dos desafios do multifuso é definir a distância entre o subfuso e os coletores, o que determina o comprimento total da peça. A estratégia da Otto é montar o indicador dentro da máquina. Dependendo da parte anterior, o indicador mostra os ajustes precisos necessários para a próxima. Pode haver apenas 180 milésimos de diferença entre as duas partes, mas os ajustes são feitos exatamente, “mais ou menos nada”, para garantir que a próxima parte seja feita corretamente na primeira vez.

O truque é que, em vez da estratégia típica de considerar famílias de peças, Otto analisa famílias de ferramentas, adotando uma abordagem criativa da programação. Eles examinam as ferramentas existentes e veem quais peças se encaixam nelas, mesmo que possam exigir cortes extras na peça para fazer a forma, adicionando uma quantidade mínima de tempo de ciclo. “Na maioria dos casos, em um multifuso, já há tempo livre porque o tempo de ciclo depende da operação ou lâmina mais longa”, diz Secreto. “Por exemplo, se o slide 6 tiver 18 segundos, e esse for o mais longo, o ciclo será de 18 segundos. Talvez o slide 2 seja uma operação de mandrilamento áspero e dura apenas 12 segundos. Mais seis segundos de operação de desbaste, então, podem ser adicionados ao slide 2 sem afetar o tempo total do ciclo.” Adicionar quaisquer ferramentas à biblioteca é um último recurso e quase nunca é feito.

Benefícios quantificáveis

“Na verdade, ganhamos mais dinheiro com os switches que produzimos quando temos lotes menores”, diz Lang. “A margem é muito maior. A maioria das outras oficinas teria problemas para manter o tempo de ciclo em 15 segundos em uma peça de trabalho com tanta geometria quanto estamos colocando nelas.”

Ele diz que essas peças em um torno padrão podem levar até dois minutos, e a configuração seria de três a cinco horas. Os multis fazem cerca de sete vezes melhor em tempo de ciclo do que um torno CNC convencional. O Sr. Lang sabe porque Otto costumava fazer todas essas peças em tornos CNC convencionais. O retorno do investimento na Gildemeister desempenhou um papel significativo no sucesso contínuo da empresa. O Sr. Lang lembra que, quando começou na Otto, era uma empresa de US$ 5 milhões. Agora é uma empresa de US$ 130 milhões, em constante crescimento (incluindo 15% em 2018) desde a instalação da máquina.

Como as tiragens curtas e os tempos de preparação permitem que a Otto forneça as peças com tanta rapidez, ela está basicamente usando a máquina como seu estoque ou estoque. A empresa não mantém estoque em excesso. Mesmo se um grande pedido chegar para 5.000 ou 10.000 peças, eles podem tê-los no dia seguinte. Em um torno CNC convencional, levaria uma semana. Mesmo se vários tornos estivessem executando as peças, ainda levaria mais tempo devido às configurações adicionais. Os clientes também apreciam a reviravolta porque não precisam pensar em fazer o pedido com antecedência. A equipe de vendas descartará os pedidos e obterá uma resposta imediata na produção.

O que vem a seguir

Além de suas capacidades de usinagem CNC, a Otto também faz moldagem por injeção, estampagem, montagem de cabos e sobremoldagem de cabos, empregando agora cerca de 575 pessoas. Recentemente, também comprou uma empresa de ferramentas e matrizes. Para combater os efeitos da crescente escassez de mão de obra, a empresa contrata dois aprendizes por ano, recém-saídos do ensino médio. Esses aprendizes passam um tempo na Tooling and Manufacturing Association de Illinois, depois se instalam na Otto como maquinista, fabricante de modelos, fabricante de moldes ou especialista em ferramentas e matrizes, dependendo de seus pontos fortes. O Sr. Lang diz:“Fizemos um relatório há cinco anos que concluiu que dentro de 10 anos (cinco anos a partir de agora), metade de nossa força de trabalho será aposentada. Precisamos resolver esse problema. Ao trazer novos e jovens talentos, juntamente com a equipe de alto nível da empresa de ferramentas e matrizes, estamos avançando para atender às necessidades futuras.”

Apesar de quaisquer preocupações trabalhistas, a empresa continua a crescer rapidamente. Está em processo de construção de um novo centro de tecnologia de 100.000 pés quadrados, com inauguração prevista para junho, que abrigará grande parte das operações de usinagem e estampagem CNC. Com esse edifício virá um novo Gildemeister, quase idêntico ao atual da empresa. Essa máquina está em montagem agora, com entrega prevista para junho.

O multi atual está perto da capacidade desde seus primeiros dias no chão de fábrica. Assim que a nova máquina chegar, a Otto terá mais flexibilidade para experimentar diferentes estratégias de usinagem. Uma consideração é fazer com que a nova máquina manipule vários diâmetros de peças entre 7/8" e uma polegada e 16 ^th . “Mudar o tamanho das barras leva cerca de meio dia, então geralmente ficamos longe disso”, diz Lang. “Mas teremos a oportunidade de ver as coisas de forma diferente novamente e estaremos movendo ainda mais peças dos tornos CNC convencionais.”

A Otto teve grande sucesso com o GMC 35 ISM, fazendo em um multi-spindle o que é considerado corridas curtas e muitas configurações. Tem funcionado bem fornecendo peças rapidamente e basicamente usando a máquina para substituir uma sala de estoque para estoque. A máquina exigiu uma quantidade notavelmente baixa de manutenção. Os slides ainda são originais e não precisaram ser reconstruídos. Após mais de 73.000 horas de produção, a única manutenção que a máquina exigiu foi relacionada aos acionamentos elétricos, cabos e alimentador de barras. A Otto prevê os mesmos resultados da nova máquina e espera um crescimento contínuo impulsionado pela criatividade que lançou as bases até este ponto.

Para obter mais informações da Otto Engineering Inc., visite ottoexcellence.com ou ligue para 847-428-7171.