加工车间瞄准软件应用
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由于采矿行业的需求急增,导致原材料的价格上涨和美元的疲软,Telsmith碎石机设备制造厂深知,必须提高产量,才能保持生机。该加工车间投资购置了新的机械设备和刀具,将其CAM系统的极限向前推进,使其保持在上升曲线的高端。

图1 由于原材料价格的上涨和美元的疲软,碎石机设备制造车间经历了市场对碎石机设备不断增加的需求
一些生产技术的成功经验,说明老旧供应商终将被新供应商所替代。但是Wisconsin州Mequon市Telsmith碎石机设备制造厂的情况并非如此。最近,该公司正在执行一项迫切的生产计划,以满足采矿行业急剧上升的需求。碎石机设备不断增加这一趋势是由原材料价格上涨和美元疲软的情况造成的(图1)。然而,他们并不是从新供应商那里引进解决方案,他们的目标是设法通过其供应商的广泛支持,从加工车间的CAM软件和机床设备中吸取有价值的经验。
该加工车间成功的关键在于,使用了由Michigan州Southfield市Planit Solutions公司提供的Edgecam软件作为新的编程方法。该公司依靠Edgecam软件已经有10多年的时间,为了提高生产率,该公司推行了一项新的体制,通过这一体制和每个程序,逐渐解决后处理器中每项工作。其结果令人十分满意,周期时间大大缩短,进给率和速度提高,年发货额翻了一番,投资回报率(ROI)提高。
该公司声称,如果不与其供应商密切合作,也不会有今天这样的提高,其供应商包括Edgecam公司、机床制造商Giddings & Lewis公司(MAG工业自动化系统的一个分部,30年来一直是Telsmith公司的独家供应商)和刀具供应商Kennametal公司。作为其所做努力的一部分,Telsmith公司坚持,其供应商所承诺的每一项生产率的提高,应通过ROI追溯检验。确定公司是否盈利由生产工程经理Dennis Van Asten先生、CNC数控编程员Michael Wier先生和David Worzalla先生,以及机床操作员和监理共同负责。
由于该公司接到了几十年来最高的4400万美元的订单,因此为了满足客户对其碎石机设备日益增长的需求,Van Asten先生、Worzalla先生和Wier先生负责公司继续前进的全盘计划,改造该车间长期以来过时落后的生产工艺。在采矿工业中,业务周期一般要比其他资本密集型工业长两三倍,而钢铁工业、汽车工业、宇航和能源工业也许还要更长一些。此外,Telsmith公司使用的许多可塑性铸铁重量在15~40t,价值数千美元,由于较长的交货时间,使其很难更换报废的零件。不仅如此,该公司还要应付来自低价地区的竞争。
Wier先生说:“对于任何元件而言,仅仅几个月的时间,还要不断改进更新自己的设计图样。”他补充说,唯一的解决办法——永远保持技术创新,只有这样,仿冒者才无法赶超。
该加工车间的母公司是Astec Industries公司,坐落在Tennessee州Chattanooga市,这是北美地区最大的成套加工设备供应商,而Telsmith公司是这一业务的中流砥柱。Telsmith公司制造三种类型的碎石机(鳄式破碎机、圆锥破碎机和冲击式破碎机),其尺寸规格多样,用于采矿业、混凝土行业、道路建筑业以及相关行业。该公司采用24h的三班作业制,每班工作8h。在周六,部分人员只工作6h。除了伞齿轮和轴承一类的通用商品以外,全部零件都在厂内生产。
Wier先生和Worzalla先生保证为Astec公司以及客户们提供他们所需要的产品。除了强调采用Edgecam软件进行编程以外,该加工车间还投资购置了由Kennametal公司提供的高级碳化物硬质合金刀具和两台G&L公司的新型机床。新型号的机床包括一台4轴立式车削加工中心、一台3轴Cincinnati VMC立式加工中心和一台多轴车铣床。这三台都是大型机床,高20~30ft(60~90m),宽度也几乎相同。为了执行100%的加工,车间为攻螺纹和探针测量提供很多套宏指令。以前几乎对每一刀具的更换和切削都做了改革,每个零件程序中的全自动化探针检测周期帮助消除了刀具断裂的风险。采用探针测量只需30s,而以前的测量则需要5~10min,现在加工车间可以做更多的探针检测工作。探针检测数据将自动地反馈给后处理器,从而消除了事故隐患,避免了风险并解决了其他一系列问题。
Wier先生说,通过广泛的探针测量,证明从Kennametal公司购置高端刀具是正确的。探针测量可以规避刀具在铸件粗糙表面上被损坏的风险,因为在粗糙表面上往往会产生意想不到的后果或碰到意外的风险。此外,该加工车间还采用了长达42页的宏指令和变量参数,特别是有关锯齿螺纹的加工。由于它们的横截面呈非对称状态,因此锯齿螺纹具有承受冲击负荷、振动及碎石机中高应力的最好性能。Wier先生说,该车间的新型立式车削加工中心(一台G&L公司的 VTC 2500型机床)可以改变进给率和加工速度,同时可埋入到切削之中,不会失去导向角。采用不同的宏指令,即使在同样的螺纹上,也允许车间改变攻螺纹进给率和速度,从而缩短周期。
编程员们还使用CAM程序变量来简化更新——加工周期可以多达17个不同的变量。Wier先生说:“最初在开发变量的时候可能花费了较长的时间,但我们可以在任何时候简化机床的输入,并去除潜在的误差,我们认为这很值得。”通常使用的变量包括刀具的接近距离和退刀位置、切削深度和可变的基准平面。

图2 像MAG Cincinnati FTV-1050/2500型一类的新机床,可以让加工车间充分地利用Edgecam软件的全部功能

图3 由于在编程过程中采用了Edgecam软件,加工车间在其老旧的VMC立式加工中心上大大缩短了加工周期,从而大大提高了生产率
像MAG Cincinnati FTV-1050/2500型一类的新机床,可以让加工车间充分地利用Edgecam软件的全部功能(图2)。因此缩短了生产时间,而且还延长了编程时间以及在车间中的工作时间。其中一部分原因是由于编程班次提高了机械师到编程员之间对加工零件的责任性。新机床在最初的调试和运行过程中,Wier先生和Worzalla先生每天从早晨6点一直工作到下午1点。Wier先生说:“我们希望机械师们提供对新程序运行的反馈意见,这些努力会使机械师更加优异。”Van Asten先生补充说:“保证任何投资都能够得到较好的回报,最好的方法就是提高雇员的知识水平。”
Wier先生对分配大量时间很有经验:“关于新程序的学习经验应该在编程过程中取得,而不是脱离机床。即使编写一个新程序花费了额外的时间,但这一时间是永远不会白白浪费的。学习就是节约时间,学习到的知识可以重新利用,并加以转化。”为了能够取得这些改进和提高,无论花费了多少时间,公司对其成果还是很满意的。发展与需求的提高并驾齐驱——采用“100%来自职位”的编程方法为机械师们消除了消极怠工的局面,防止主轴在编程过程中空转。事实上,进给率和速度已经提高了10倍。
Telsmith公司在加工、编程和提高生产率方面投资了几百万美元,由于在编程过程中采用了Edgecam软件,其最大的成果是使其在老旧机床上的加工周期大大缩短,从而大大提高了生产率(图3),使公司的发货额提高了一倍,在短短的几个月内,公司节约了500000美元,工件在新机床上的加工周期平均缩短了60%~80%。Van Asten先生说:“以前需要一周的工作量,现在只需要一天,有时甚至只需4h即可完成。”
此外,在财务上也取得了巨大成绩,前两台新机床的预期ROI时间削减到18个月左右。原先的投资回收时间长达6年,大致与现在的情况相差4倍。Wier先生解释说,这一计算包括了所有费用,不仅仅包括机床的购置价格,其中还包括建设基金,在G&L公司的运行、培训、刀具配置及其他费用等。
大客户们也注意到了该加工车间为这些提高和改进所做出的努力。Van Asten先生说:“对我们而言,这是一个非常巨大的成功,不是可以用语言就能表达的。在运行G&L公司的机床时,我们这里有来自Caterpillar公司的代表,他们对我们取得的一切成绩感到十分惊奇。”
Wier先生将Telsmith公司取得的成功归结于其在技术决策中所掌握的最重要的因素——支持、支持、再支持。Worzalla先生说:“Telsmith公司在提高生产率方面所取得的成就是我们与伙伴公司紧密合作的结果。MFGtech公司(Edgecam公司在Illinois州Rockford市的一家转销商)与伙伴公司给了我们最大力的支持。与竞争对手相比,他们充分满足了我们的需求,培训课程的安排非常合理到位。”他补充说,与伙伴公司之间的关系之所以如此之好,其中一个主要原因是——他们的态度始终是将事情做到最好!
原载:MM现代制造
上载于:2011-1-24 14:34:05

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