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提效降本,为钣金加工赋能

来源:荣格-《医疗设备商情》     发布时间:2021-11-23
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位于美国威斯康星州密尔沃基的MPE公司现在的样子,充分反映了其总裁兼首席执行官Hank Kohl的愿景。他在2015年接掌公司时发布了如下愿景:希望成为一家集成制造商,充分开发商业服务价值流。现在,公司全面展示了其足以服务医疗行业OEM客户以及建筑、航空电子设备能源和通讯等多元化工业市场客户的能力:可以进行产品设计、钣金制造、焊接、粉末涂装以及装配、仓储和第三方物流。


最近,MPE公司在其服务范围中添加了一项:快速制作样件。为了达到这个目标,公司在2020年底采购了第四台冲床-光纤激光复合加工机天田Acies 2515 AJ。它由一台功率3kW的光纤激光切割机以及一个冲压性能33吨的自动转塔式数控冲压系统组成,可存储300个工具。


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新的Acies和其他3台冲床-光纤激光复合加工机(也是天田出品的机型)被安装在MPE公司占地16万平方英尺的生产中心里。MPE公司的设备昼夜不停地运行着,将切割完毕、成型的钣金组件输送到两个制造单元和一个样件制造单元。每个单元都配有数控折弯机、压铆机和焊接设备。

套料生产系统


钣金加工车间的动力,全都来自一个套料生产系统。该系统为下游的几条装配线供货,自几年前安装以来,MPE公司已将交货时间从3-4周缩短到了2周以内。


“我们将车间的冲压-激光区设计为限制作业中心,”公司运营副总裁Geoff Lefeber表示:“用来帮助安排作业进度。我们以其他所有下游作业中心有足够的容量为前提,安排有限的冲压-激光区域容量。因为我们的材料单经常又大又复杂,要做多个钣金零件,所以我们把所有零件组成套件,作为一个项目作业。我们可以实现从折弯、压铆、焊接这样一个完整的工序,然后组装和后处理。”


MPE公司的200名员工中,有35人在金属制造区工作,被分成两班,还有一个专门操作激光打孔机的周末班。“就像我们把车间从批量排队生产改造成了单元式制造一样,我们也投资改造在车间和办公室的员工队伍。”Lefeber分享道:“我们绘制了办公室价值流图,摆脱了各部门数据竖井的桎梏,简化了工作流程,这样就能将信息更快地传到车间。这是第一步。然后我们努力开发更多以团队为导向的文化,并对我们的员工进行交叉培训,以便我们能够灵活利用资源,提高响应时间,增加吞吐量,缩短交货时间。”

增强样件制造能力


车间里的金属切削区,以Acies AJ为首的机器形成了一道靓丽的风景线:一台2002年出品的冲压性能33吨的老式Apelio,配备了3kW功率的CO2激光器;两台EMLK 3610,一台是2013年购入的,另一台是2018年购入的,同样具有33吨的数控冲压性能,配备了3kW功率的CO2激光器。


这四台机器组成的系列,为三个制造单元供给零件,包括样件制造单元,“它们在帮助客户增值方面立了大功,”业务开发副总裁Rick Zanardo解释说:“我们在与正常生产线相同平台中快速制造样件。结果是简化了产品开发和资质认证时间,降低了总的拥有成本,给客户带去了效益。”


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样件制造单元,由一台新的天田100吨HG100 ATC(自动换刀器)折弯机,以及三台旧的折弯机、Haeger压铆设备、Miller电焊装置组成。Zanardo补充道:“随着我们主要生产流程处理的项目数量的持续增长,越来越多的客户要求制造样件,所以,我们组建了这个单元,以减少对正常生产流程的干扰。”

用光纤激光器取代三台老化机器


针对Zanardo的话,Lefeber补充说:“Acies是毋庸置疑的明星机型。这台光纤激光器的切割速度足以让我们换掉三台老化、独立的CO2激光切割机。Acies的自动化特性——包括上料和下料、剥离零件、自动更换冲压工具和垫片、自动清洗镜头等——有助于将设置时间缩小到接近零,实现最佳生产率。当你的车间主要处理高混合、中低批量产品时,减少安装时间至关重要。”


钣金物料自动从一个六架储存架(三个储存原材料的货架以及三个存储切削工具包的货架)上卸下,送往Acies,MPE公司每天晚上都会补充原材料,用于6个小时的无人值守加工。在零件生产完毕后,余料会被存到储存架的第七个架子上。


Lefeber说,3kW光纤激光器最大的优势是可切削14-18号低碳钢,它们占了工作量的75%。“比起过去使用的老式CO2激光器,现在的材料切割速度是它的4-5倍。”


Lefeber说,这台新型冲床-光纤激光复合加工机有个特别的好处,就是有个尾端输送机可选,可以直接将零件机器中转移到样件制造单元中。“这种自动系统可以根据需要从套料挑选零件,”他解释说,“然后放到传送带上送出。”

缩短交货时间


“总而言之,”Lefeber继续说道,“创建一个冲压-激光区来满足我们三个制造单元的需求,有助于加速向成套制造过程转变,并能有效地满足装配线需求。我们预估,在将我们最受欢迎的医疗用车的生产周期从3.5周减少到仅1.5周的这项成果上,冲压—激光组合机的贡献占了至少25%。”


他补充说,能够成功减少交货期的另一个因素是改进了落后的调度系统。“我们建立了几十个静态工具包,这样我们就可以确保为每个成套的生产订单提供正确的零件组合。高效的调度对于确保装配部门拥有所需的零件至关重要,这样就能将向客户交货的时间减至最少。”


Lefeber根据新采购的Acies冲床—激光组合机带来的所有自动化贡献计算,它的投资回报期为24个月。“它让我们在减少了75%的人工劳动后依然能够实现同样多的生产成果。”

迎接工业4.0


MPE生产部仍在继续推进2020年底安装的天田物联网软件的架设。公司将使用该软件,帮助从挣得工时法转向效率测量法,从而有效测出整体设备效率(OEE)。所有冲床-光纤激光复合加工机及其ATC折弯机,都配备了停机自动记录器,分装了报警代码。


Lefeber表示:“到2021年,我们将集中精力收集机器的OEE数据,并利用它们持续改善正常运行时间,制造关键设备零件,提高零件质量。我们已经注意到停机报警中出现的一些模式,它们帮助我们的服务团队得以洞察端倪。”


此外,公司计划在2021年开展两个持续改进项目,目标是提高冲床-光纤激光复合加工机的生产率和质量。Lefeber说:“第一个项目将致力于减少我们那台最老的冲床-光纤激光复合加工机的安装时间,另一个项目则是改进对切削零件去毛刺的工艺,以消除这种耗时的二次操作。”


来源:荣格-《医疗设备商情》


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