단기 생산으로 전환하기 위해 IIoT를 수용하는 금형 제조업체

건설과 같은 헤비 게이지 스탬핑 시장과 자동차와 같은 작은 게이지 시장 모두에 펀치 및 다이 공급업체인 American Punch Co.(오하이오주 유클리드)는 고객 기반과 보조를 맞춰야 합니다. 이는 고객의 린 전략 구현에 의해 요구되는 적시 납품 주문을 충족하기 위해 대량 생산에서 더 짧은 처리 시간으로 더 작은 작업을 효과적으로 가공하는 것으로 전환하는 것을 의미했습니다. 예상대로 이러한 요구에 적응하는 것은 노동 참여가 증가할 가능성에도 불구하고 비용을 낮추는 방법을 찾는 것을 포함하여 고유한 일련의 과제를 만들었습니다.

이러한 문제에 직면한 생산 엔지니어 Brian Cain은 2012년에 회사의 제조 프로세스를 재평가하기 시작했습니다. 그해 IMTS(International Manufacturing Technology Show)를 방문하여 Cain은 LNS와 접촉하게 되었습니다. LNS는 e-Connect 시스템이 American Punch를 도입했습니다. 바 피더와 선반 사이의 프로그램 전환을 자동화하는 방법뿐만 아니라 산업용 사물 인터넷(IIoT)에도 적용됩니다.

더 짧은 생산 실행으로 전환하는 방법 모색

American Punch의 고정밀 펀치와 다이는 고객들로부터 좋은 평가를 받았지만, 그 제조 공정은 고객이 점점 더 요구하는 5,10 또는 20개의 작은 로트보다는 단일 부품 수백 개를 생산하는 표준 생산 방식에 맞춰져 있습니다. .

"이와 같은 단기 실행에는 여러 설정이 필요하고 기계 작업자의 주의가 더 많이 필요하므로 당연히 부품에 시간과 인건비가 추가됩니다."라고 Cain은 말합니다. “대안은 고객이 원할 때까지 더 오래 실행하고 완제품을 비축하는 것입니다. 특정 고객을 위해 회전율이 높은 부품을 많이 보유하고 있지만 이러한 소량 부품을 많이 추가하면 추가 운전 자본이 필요하고 더 많은 설치 공간이 필요하며 재공품이 늘어납니다. 그래서 저는 이러한 소량 실행을 보다 효율적으로 만드는 방법을 찾기 시작했습니다. 우리는 이미 자동 바 피더를 사용하여 CNC 기계에 재료를 로드하고 있었는데, 이는 대량 생산에는 적합했지만 고객이 원하는 짧은 작업에는 적합하지 않았습니다. 새 부품으로 변경할 때마다 터닝 머신과 바 피더 모두에서 다른 프로그램을 호출해야 했습니다.”

IMTS에서 해결책을 만나다

Cain씨는 이상적인 솔루션이 다양한 길이와 특성을 가진 유사한 부품 제품군을 한데 묶은 다음 하나의 설정으로 모두 동시에 실행하는 것이라고 결정했습니다. 그러나 무역 박람회에서 그가 이야기한 사람 중 누구도 단일 설정으로 바스톡에서 여러 부품을 실행할 수 있는 좋은 방법을 제시할 수 없었습니다.

그런 다음 그는 LNS America Inc. 부스를 방문하여 시스템 소프트웨어 및 제어 관리자 Randy Lewis와 자신의 요구 사항에 대해 논의했습니다. 그들은 바 피더와 CNC 기계 제어가 데이터를 공유할 수 있게 해주는 e-Connect 이더넷 통신 시스템에 대해 논의했습니다.

e-Connect와 공작 기계 CNC가 서로 "대화"할 때 전자는 다음 생산 부품을 선택하기 위해 부품 실행 완료 시 생산 일정을 확인한 다음 이 데이터를 바 피더에 전달할 수 있습니다. . 바 피더는 최대 500개의 부품 프로그램에 대한 모든 바 피더 매개변수를 저장하는 내부 부품 라이브러리를 참조하고 마스터 일정에 의해 선택된 것과 일치하는 프로그램을 선택한 다음 새 프로그램에 자동으로 조정됩니다.

이것이 바로 Mr. Cain이 찾고 있던 솔루션이었습니다. "저는 우리가 현재 더 널리 보급되고 있는 이러한 종류의 데이터 공유의 1층에 있다는 것을 배웠습니다."라고 그는 말합니다. 당시 Cain씨의 기계는 데이터를 공유할 준비가 되어 있지 않았기 때문에 LNS는 American Punch의 공작 기계 공급업체 및 OEM과 협력하여 속도를 높였습니다.

공작기계 연결성 활용

해당 응용 분야에서 e-Connect 시스템은 LNS Quick Load Servo 80 S2에 있었습니다. 스핀들 길이, 완전 전기, 서보 제어, 완전 자동 막대 공급기 ~ 3 ¹ /₈ 신장. 미국의 펀치 기계 작업자는 1½인치 공구강 막대 스톡을 바 피더에 로드하고 선반 제어 및 바 피더가 한 부품 제품군에서 다른 제품군으로 즉석에서 변경할 수 있도록 하는 매크로 프로그램을 실행했습니다.

일반적인 설정에는 다양한 길이의 부품을 만들기 위해 적절한 직경의 막대 스톡을 로드하는 작업이 포함됩니다. 예를 들어, 직경 1½인치 막대를 사용하여 길이가 2.500인치인 부품 50개, 길이가 3.025인치인 부품 10개, 길이가 3.500인치인 부품 75개 등을 생산합니다. 부품의 형태도 다를 수 있습니다. 이 설정을 통해 짧은 부품 실행에서도 무인 생산이 가능했습니다.

현재 LNS e-Connect 시스템과 바 피더를 사용하는 4개의 작업 셀이 있는 American Punch는 매월 300,000개 이상의 부품을 실행하고 고객 요구를 충족하기 위해 추가 용량을 추가하는 과정에 있습니다. 최신 작업 셀은 밀링, 드릴링 및 태핑이 가능한 Doosan Puma 2100SY 터닝 센터에 바스톡을 로딩하는 LNS Quick Load Servo 80 S2 바 피더로 구성됩니다. LNS 바 피더와의 인터페이스 외에도 기계의 CNC는 프로그래밍 가능한 고압 시스템과 통신하여 각 가공 작업에 정확한 양의 냉각수를 적용합니다.

e-Connect 시스템의 또 다른 이점은 재료 낭비를 줄이는 것입니다. 각 가공 프로그램에 대한 바 피더 매개변수를 저장하는 것 외에도 e-Connect는 재료 사용량을 추적하고 이 정보를 공작 기계에 전달합니다. 마스터 일정은 사용 가능한 재료의 양과 생산 대기열에 있는 부품의 길이를 확인하여 특정 부품의 필요한 수량을 실행하기에 충분한 재료가 있는지 확인합니다. 전체 실행을 위한 재료가 충분하지 않은 경우 시스템은 나머지 부품의 길이를 결정하고 나머지 재고에 맞는 일정의 다음 부품을 호출하며 선반과 바 피더는 새 부품을 만들기 위해 자동으로 조정됩니다. 막대가 사용되면 막대 피더가 다음 막대를 로드하고 시스템은 예약된 모든 부품을 만들 때까지 프로세스를 반복합니다.

Cain은 "이 작업 셀은 무인 작업과 노동이 필요 없는 야간 근무를 추가함으로써 부품당 비용을 크게 향상시켰습니다."라고 덧붙입니다. 추가 작업을 수행할 수 있도록 역량을 확장했습니다.”