CNC로 전환하는 생산

워싱턴주 섬너에 있는 Automatic Products는 1990년대 초에 캠 오토매틱이 있는 작업장으로 시작했습니다. 현재 50개 이상의 CNC 기계를 보유하고 있습니다. 이 가게는 2017년에 캠 오토매틱을 Lico LNTS 기계로 교체하기 시작했습니다. 소유주인 Joel Gregory는 캠 오토매틱에 대한 거래를 배웠기 때문에 어려운 결정이었지만 노동 문제가 손을 댔다고 말합니다. 새로운 CNC 장비는 캠 자동화보다 37% 더 우수합니다. 또한 많은 작업에서 작업장에서는 기계를 작동하지 않고 더 적은 수의 직원으로 성형 도구(및 성형 도구 연삭)와 2차 작업 기계의 필요성을 없앴습니다. 사진 제공:앱솔루트 공작 기계

1800년대 중후반에 더 높은 가공 생산량에 대한 업계의 요구로 인해 캠 작동으로 수동 터렛 선반을 자동화하게 되었습니다. 회전 드럼 또는 플랫 캠이 있는 샤프트를 사용하여 터렛 선반은 최소한의 인간 상호 작용으로 부품을 생산할 수 있게 되었습니다. 이 기계의 다양한 반복은 100년 이상 동안 생산 터닝 세계를 지배했습니다. 그 기간 동안 생산성, 기능 및 안전성을 높이는 단일 및 다중 스핀들 나사 기계로의 업그레이드가 있었고 기본 역학은 그대로 유지되었습니다. 기계를 설치하고 작동하십시오.

1960년대 CNC 기술의 출현은 정확하고 다재다능하지만 상대적으로 느린 업계 대형 CNC 터닝 센터를 가져왔습니다. 이들은 1970년대 전반에 걸쳐 진행되어 결국 오늘날의 CNC 선반이 되었습니다. 이 기계는 이제 서브 스핀들을 사용하여 복잡한 부품을 완전히 떨어뜨릴 수 있지만, 아마도 중대량 부품 배치를 실행하는 생산 터닝 공장의 요구 사항을 완전히 해결하지 못했을 것입니다.

스위스 유형의 슬라이딩 주축대 선반 산업은 1970년대에 생산 터닝에 CNC 기술을 최초로 적용한 산업이었습니다(CNC 단일 스핀들 기계가 같은 시기에 도입되었습니다). 스위스 유형은 처음에 유럽에서 인기가 있었지만 북미에서 널리 채택되기까지 시간이 걸렸습니다. 일반적으로 가격 경쟁력이 있고 상당한 기능을 갖추고 있으며 소규모 작업 영역에서 풍부한 라이브 툴링을 제공합니다.

툴링 사용은 또한 지난 100년 동안 캠 작동식 나사 기계의 고유한 품질입니다. 즉, 절단에서 동시에 여러 도구를 얻을 수 있는 기능입니다. 다중 스핀들 기계 외부의 일부 장비는 절단 중에 두 개의 도구만 사용할 수 있지만 새로운 CNC 단일 스핀들 기계(예:Lico에서 제공하고 Absolute Machine Tools에서 미국에서 사용 가능)는 동시에 세 개를 맞물릴 수 있으므로 생산성을 높이고 주기 시간을 단축합니다.

CNC로의 추세

상점이 캠 작동식 기계에서 멀어지는 주된 이유는 장비의 수명과 상태, 사용 가능한 숙련 노동력의 제한 때문입니다. 또한 고객은 더 엄격한 공차와 더 나은 마감을 요구하고 있으며 부품은 더욱 복잡해지고 로트 크기는 작아지고 있습니다. 기계 측면에서 CNC 장비는 부품당 더 적은 인력과 더 높은 스핀들 활용도를 제공합니다. 그리고 규제 측면에서 CNC 기계는 구형 캠 자동 기계보다 OSHA 표준을 준수할 가능성이 훨씬 더 높습니다.

캠 작동식 자동 장치에 대한 숙련된 노동력의 심각한 부족은 수년 동안 문제가 되었지만 이제는 심각해지고 있습니다. 10년 전에 수행된 연구에 따르면 해당 기계를 설치하는 사람의 평균 연령은 55세였습니다. 오늘날 그 중 많은 사람들이 은퇴를 앞두고 있습니다. 그리고 이 기간 동안 새로운 직원을 교육하는 회사는 거의 없었습니다. 종종 이 계열의 업무를 수행하고자 하는 사람을 찾는 데 어려움이 있었기 때문입니다. 캠 오토매틱에 대해 잘 훈련된 설정 담당자를 개발하는 데 몇 년이 걸립니다.

Global Precision Parts는 세 위치에 Lico LNTS 및 LNDD 모델 기계를 보유하고 있습니다. 프로세스 엔지니어 Mike Naticchia는 이전에 캠 자동 및 기타 CNC 플랫폼에서 실행되었던 단기, 중기 및 장기 작업에서 성공을 주도했습니다. 회사 사장 Randy Mueller는 CNC 기계가 부품당 노동력을 줄이는 동시에 처리량을 200~300%까지 높이는 데 도움이 되었다고 말합니다.

동시에 많은 캠 오토매틱이 상태가 좋지 않습니다. 예비 부품은 점점 더 희귀해지고 비싸지고 있습니다. 또한 수리를 수행할 지식을 보유한 사람은 부품 자체보다 희귀할 수 있습니다. 단일 스핀들을 수리하는 비용은 $10,000 ~ $40,000이며 다중 스핀들은 수리 요구 사항에 따라 $40,000 ~ $250,000입니다.

더 엄격한 공차 요구 사항, 기존 캠 기계에서 실행할 때 2차 작업이 필요한 더 많은 기능, 더 나은 마감에 대한 필요성을 보고 있는 생산 터닝 공장은 때때로 면도 도구 또는 버니싱 도구를 사용하여 이러한 상황을 해결할 수 있습니다. 그러나 그 중 일부는 캠 오토매틱의 직선 섹션으로 제한됩니다. CNC 기계는 훨씬 더 엄격한 공차를 유지할 수 있으며 적절한 도구 선택으로 32마이크로인치 Ra 마감 또는 그 이상으로 부품을 돌리거나 구멍을 뚫을 수 있습니다. 자동 캠에서 지속적으로 조정해야 하는 공차는 CNC 나사 기계에서 사람의 간섭을 최소화하면서 유지할 수 있습니다. 또한 대부분의 CNC 나사 기계에는 라이브 액시얼 및 레이디얼 도구가 있으며 C축과 결합하면 밀링, 크로스 드릴링 및 태핑, 액시얼 드릴링 및 밀링을 수행할 수 있습니다. 일부 CNC 나사 기계에는 B 및 Y 축을 사용할 수 있으며 매우 복잡한 부품도 완전히 떨어뜨릴 수 있습니다.

CNC로 전환하는 또 다른 일반적인 이유는 설정 시간입니다. 단일 스핀들 캠 기계는 설정하는 데 2~6시간이 소요될 수 있습니다. 다중 스핀들 캠 기계는 6~16시간이 소요될 수 있습니다. 그것은 그 시간 동안 기계가 상점에서 돈을 벌지 못할 뿐만 아니라 상점에서 가장 비싼 직원 중 한 명이 그 시간 내내 기계 앞에 서 있다는 것을 의미합니다. 반대로, 일단 CNC 단일 스핀들 기계에서 작업이 검증되면 반복 작업에서 설정을 1시간 미만 또는 더 빠르게 수행할 수 있습니다.

CNC 장비의 부품당 비용을 줄이는 데 도움이 되는 또 하나의 이점은 기계를 가볍게 사용하거나 소등한 상태에서 작동할 수 있다는 것입니다. 매거진 바 피더는 또한 CNC 장비가 더 높은 스핀들 활용도를 달성할 수 있게 하고 기계에 재료를 비축해 두는 데 인력을 크게 줄여야 합니다. 일부 상점에서는 바 피더 매거진을 채우고 고갈될 때까지 기계를 가동합니다. 일부는 현재 로트를 교대로 운영한 다음 첫 번째 교대에서 새 작업을 시작합니다. 다른 사람들은 기계가 많은 주의를 기울이지 않고 작동하기 때문에 2교대 또는 3교대에 대한 인력 요구 사항을 줄일 수 있습니다. 이를 통해 첫 번째 또는 두 번째 교대조에 설정을 수행하고 24시간 내내 작업을 실행할 수 있습니다.

Northland Screw Products, St. Francis, Minnesota는 캠 작동식 다중 스핀들에서 LNTS 플랫폼으로 많은 작업을 옮겼습니다. 선임 기계공 Alex Martinson이 이러한 노력을 주도하여 최소한의 인적 인터페이스로 경제적인 로트 크기로 부품을 실행했습니다.

또 다른 고려 사항은 청결과 안전입니다. CNC 자동화는 일반적으로 인클로저 도어에 안전 인터록이 있는 완전히 밀폐되어 있습니다. 이렇게 하면 오일과 냉각수를 장비 내부와 바닥에서 떨어뜨려 미끄러지거나 넘어질 가능성이 줄어듭니다. 그들은 종종 안개 배출 시스템에 쉽게 연결되어 작업자의 공기 질을 향상시킵니다. CNC에서 도어와 PLC 사이의 효과적인 인터록은 기계가 작동하는 동안 직원이 절단 영역에서 자유롭고 치우도록 하여 작동 장비로 인한 부상의 기회를 줄입니다.

레거시 캠 오토매틱에는 무거운 슬라이딩 도어(또는 도어 없음), 안전 인터록이 없으며 종종 유체와 칩이 기계에서 빠져나와 미끄럽고 위험한 작업 현장 조건을 만드는 보호 장치에 다수의 간격이 있습니다. 구형 캠 오토매틱에서 발생할 수 있는 핀치 포인트의 수는 또한 보호하기 어렵고 작업자를 보호하기 위해 전체 금속 인클로저를 제작하고 작동 중 소음 수준을 줄이고 유체를 포함하는 것은 기계 설정을 완료하는 것이 더 어렵고 더 오래 걸린다는 단점이 있습니다. .

쇼핑 경험

위에서 언급한 이유로 많은 상점에서 캠 작동식 기계에서 Lico CNC 단일 스핀들 장비로 전환했습니다. 예를 들어, 오하이오의 Vanamatic에 있는 Delphos는 2008년에 Lico 기계를 실행하기 시작했습니다. 몇 년에 걸쳐 몇 대를 추가했으며 현재 9개의 LNTS 모델 기계를 실행하고 있습니다. 그들은 8개의 스핀들 기계와 보조 기계에서 일부 항공우주 부품 제품군을 LNTS 모델에서 완전한 가공으로 이동하여 생산 속도를 높이고 부품 품질을 개선했습니다. Vanamatic 엔지니어인 Jared Wiltsie에 따르면 작업장에서는 까다로운 스테인리스 재료를 많이 절단하므로 한 명의 작업자가 8-스핀들 기계를 지속적으로 관리해야 했지만 이제 한 작업자는 완전한 부품을 생산하는 세 대 이상의 LNTS 기계를 관리할 수 있습니다.

미시간 주 올리벳에 있는 Air-Way Manufacturing은 OEM용 유압 피팅의 제조업체 및 유통업체입니다. 이 회사는 현재 두 개의 다른 공장에서 4대의 Lico LNDD 기계를 사용하고 있습니다. 제조 기술 관리자인 Troy Newman에 따르면 이 기계를 사용하여 캠 작동식 다중 스핀들에서 단기 및 중기 부품을 오프로드하고 CNC 기계를 도구로 사용하여 일부 교대 근무를 실행합니다.

유사하게, 오하이오주 Newton Falls에 있는 Quality Switch는 다기능 CNC 선반에서 더 큰 직경의 부품을 생산하면서 외부 공급업체로부터 나사 가공 부품을 구입했습니다. 부사장인 Jeremy Sewell은 회사가 LNDD 기계에서 더 작은 부품을 사내에서 실행하는 비용을 절감했다고 말합니다. 또한 회사는 자체 제품을 위해 해당 부품을 가공하므로 이제 제조 일정 측면에서 더 잘 제어할 수 있습니다.

이 이야기의 사진은 다른 예를 강조합니다. 일부 상점은 채택 곡선보다 앞서 있었고 다른 상점은 필요에 따라 캠 기계에서 이동했습니다. 협소한 노동력, 더 엄격한 공차 및 마감 처리, 더 짧은 설정 시간, 더 안전한 작업 환경은 CNC 생산 선삭으로 전환하는 강력한 동기입니다. 상점에서는 또한 현대식 CNC 나사 기계가 재정적 성공에 큰 기여를 하고 있음을 발견했습니다.