사례 연구: 마이크로-메카닉스, 통합 시스템으로 생산성·수익성 향상

생산성의 다음 단계 달성은 개별 제품 도입이 아닌, 제조업체가 더 큰 효율을 실현하도록 협력하는 완전한 시스템 통합에 관한 것입니다. 마이크로-메카닉스(Micro-Mechanics)는 이를 실현해 생산성, 수익성, 글로벌 경쟁 우위를 높였습니다.

마이크로-메카닉스는 반도체와 항공우주 산업의 공정 크리티컬 애플리케이션에 사용되는 고정밀 부품과 공구를 설계, 제조, 판매합니다. CEO 크리스 보치(Chris Borch)는 그가 '가공의 과학'이라 부르는 걸 믿습니다. 그는 우리의 주장을 테스트하기로 했습니다. 말 그대로.

탁월함을 향한 선제적·과학적 탐구

웹사이트에 따르면 회사 사명은 "확장 가능하고 반복 가능하며 비용 효율적인 제조 공정을 기반으로 완벽한 부품과 공구를 제시간에, 매번 제공"하는 것입니다. 그 사명 달성을 위한 전략은 "제품과 운영 개선을 끊임없이 추구"하는 것입니다. 그게 하이머(HAIMER)와 연계된 계기입니다.

시작

6년 전, 전체 가공 공정 내부 연구에서 공구 셋업과 캘리브레이션이 비가공 시간의 대부분을 차지함을 발견했습니다. 마이크로-메카닉스는 많은 특징을 가진 매우 복잡한 부품을 만드는데, 부품당 최대 70개 공구가 필요합니다. 대부분 소량 생산입니다. 공구 셋업당 평균 최대 10분으로, 공구 어셈블리를 로드하고 가공 준비하는 데 종종 최대 8시간을 보냈습니다.

공구 편차를 제거하고 가능한 많은 셋업 공정을 오프라인으로 옮기면 기계 가동 시간을 획기적으로 개선할 수 있음이 자명했습니다.

최신 툴홀딩 기술이 솔루션을 제공할지 확인하기 위해 사실 조사 팀을 독일로 보내 다양한 플랜트를 방문하고 시장에 나온 것들의 포괄적 연구를 준비했습니다. 하이머가 잠재적 기술 기업 중 빠르게 1위로 떠올랐는데, 부분적으로 그들의 솔루션 플랫폼이 마이크로-메카닉스가 해결하려던 바로 그 이슈들에 영향을 주기 위해 매끄럽게 협력하는 전체 제품 시스템으로 구성됐기 때문입니다.

하이머 풀 프로세스 테스트 라인

하이머가 특정 문제로 고객을 돕고 그들이 점차 우리 제품 중 하나 이상을 채택하는 많은 상황과 달리, 크리스 보치는 자사 캘리포니아 공장에 완전한 하이머 공작기계 액세서리 솔루션을 테스트하기 위해 완전히 새로운 엔지니어링 라인을 구축하는 대담한 조치를 취했습니다.

"구형과 신형 장비를 섞고 좋은 데이터를 수집하기 어렵다고 판단했습니다." 그가 말했습니다. "각 300개 공구를 가진 3대의 새 CNC 머신으로 새로 시작했으며, 모두 하이머 툴홀딩을 장착했습니다." 모든 공구 어셈블리는 엔지니어가 모델링하고 기술자가 하이머 프리세터와 밸런서로 인증한 후 기계로 나갔습니다.

슈링크핏으로 기준선 우수성 확보

마이크로-메카닉스는 이미 슈링크핏 툴홀딩을 주요 기술 솔루션으로 인식했습니다. 가공 편차를 유발할 움직이는 마모 부품이 없어, 반복 가능한 런아웃 정밀도, 밸런스 정밀도, 클램핑 토크 유지 능력으로 완벽한 부품 제공이라는 회사 목표에 부합했습니다.

반복성

일관된 품질이 필수적이었습니다. "라인에서 나온 샘플을 3차원 측정기(CMM)로 스팟 체크했습니다." 보치가 설명했습니다. "결과는 탁월한 품질을 보여줬습니다." 부품은 Cpk 1.33(대략 백만 개당 63개 불량) 수준을 유지했습니다. 이는 배치 간 99.99% 공차 내 부품 비율을 유지함을 의미합니다.

즉, 결함이 고객에게 도달하는 일이 거의 없거나 전혀 없었습니다. "이게 바로 우리 사명 선언문의 핵심입니다." 보치가 말했습니다. 또한 스크랩 통이 비어 있고 비용이 많이 드는 재작업이 사실상 제거됨을 의미했습니다.

정확도

CAT에서 HSK 스핀들 인터페이스로 전환이 Z축 높이 정확도 향상에 중요한 변화였습니다. 또 다른 변화는 구형 툴 프리세터에서 하이머의 새로운 마이크로셋(Microset) 라인으로 전환한 것입니다. 전환 전엔 주어진 부품에 대해 최대 5~10마이크론 정확도가 베스트였는데, 추가 조정과 시간이 필요했습니다. 하이머 프리세터는 ±2마이크론 정확도를 달성했습니다. 이 정밀도 수준으로 추가 조정 없이 프리셋에서 바로 기계로 갈 수 있으며, 부품 정확도를 10마이크론 이내로 유지할 수 있습니다.

밸런스

하이머 툴홀더, 슈링크핏, 프리세터의 이점으로 마이크로-메카닉스는 100% 안심을 위해 하이머 밸런싱 장비도 사용했습니다. "구형 웰던 홀더와 콜렛 척이 언밸런스 상태임을 경험으로 알았습니다." 보치가 설명했습니다. "하이머 슈링크핏은 거의 완벽에 가깝지만 항상 쓸 수 있는 건 아니고, 쓸 때도 어셈블리 밸런스 상태를 100% 알고 싶습니다." 하이머 전환과 밸런스 검사 도입으로 공구 수명이 70~80% 증가했습니다.

셋업 시간

슈링킹, 프리셋팅, 밸런싱 모범 사례를 모든 공구 교체에 적용해 오프라인 툴 셋업을 제도화한 영향은 엄청났습니다. 최대 8시간 걸리던 전체 셋업 공정이 이제 5분으로 단축됐습니다! "즉시 차이를 볼 수 있었습니다." 보치가 말했습니다. 그리고 각 공구 어셈블리마다 성능 반복성이 일관됩니다.

전 세계 100% 하이머

마이크로-메카닉스는 아시아와 미국 5개 제조 시설에서 전 세계 고객을 지원합니다. 하이머 엔지니어링 라인의 성공 결과로, 이를 캘리포니아뿐만 아니라 전 세계 다른 4개 공장 제조 라인에도 복제했습니다. 전체 조직이 완전한 하이머 툴 시스템을 표준 운영 절차에 통합했습니다. 엄청난 보증입니다!

작동 방식

엔지니어들이 오프셋 높이와 밸런스 공차 같은 속성을 포함해 각 공구 어셈블리를 모델링합니다. 그런 다음 툴룸 기술자가 하이머 슈링크핏 홀더로 제작해 공구 교체 간 편차를 제거합니다. 다음, 그 속성들이 하이머 프리세팅과 밸런스 머신 기술로 인증됩니다. "컴퓨터 모델에서 형상이 완벽하고 하이머 툴홀딩 모범 사례와 함께하면 화면상의 것과 기계로 나가는 공구 어셈블리 간 편차가 매우 적습니다."

"우리는 라인에서 지루한 일회성 조정을 없앴습니다. 일반적으로 공구가 수명이 다할 때까지 더 이상 조정하지 않습니다. 홀더 자체의 RFID 칩으로 추적하는 미리 정해진 수명에 도달하면 교체됩니다."

인더스트리 4.0 - 스마트하게 운영하기

슈링크핏과 RFID 칩 설치부터 프리세팅과 밸런싱까지, 하이머는 인더스트리 4.0 영역으로 진입하는 제조업체를 지원하는 솔루션과 전문성을 제공합니다. "일주일에 168시간이 있고, 우리 목표는 그 모두를 활용하는 것이었습니다. 하이머 제품에 대한 우리의 헌신에서 알 수 있듯 우리가 목표 달성을 돕고 경쟁 우위를 준다고 믿습니다." 보치가 결론지었습니다.

이전 하이머 블로그에 게재됨.