Shop 通过高级自动化消除长时间的设置时间

Basin Precision Machining LLC 通过在整个车间使用高效的单件流水生产系统来提高质量。

Basin Precision Machining LLC 总裁兼首席执行官 Erik Anderson 已经确定，在制造生产力方面，设置是万恶之源。它们会导致零件变化、停机时间和高百分比的废品率。与许多其他商店一样，Basin 也面临着漫长而复杂的工作设置的挑战——直到位于威斯康星州杰斐逊的商店通过自动化进行了反击。

Basin 认为自己是一家相对非传统的车间，因为它对整个车间的质量、精益制造和高效的单件流水生产极度痴迷。但是，与典型的大批量场景相反，该公司在多品种/小批量生产环境中使用自动化，这种非常规性表现得最为明显。

为实现其特殊的多品种/小批量生产自动化，Basin 依靠由最新、最先进的机床技术组成的制造单元，配备最大的刀具存储容量和数字连接——这种组合基本上消除了设置时间。

作为一家精密合同加工车间，Basin 服务于石油和天然气、航空航天、休闲车和液压市场。其客户包括石油和天然气公司 FHE USA LLC、插装阀制造商 HydraForce Inc. 和摩托车 OEM Harley-Davidson Inc.。

在某些情况下，该车间将为一位客户生产大约 250 个版本的零件。相关的工作批量可以从 5 件到 500 件不等，据安德森说，这相当于每月大约 80 次设置，以便从一个版本转换到下一个版本。这些时间和劳动密集型设置需要熟练的人员了解 100 多种工具设置、复杂的多面夹具以及如何运行复杂零件。

凭借其最大的自动化制造单元之一，Basin 可以在任何给定时间设置大约 200 个零件编号。该单元允许车间设置一次工作，将它们留在单元中并在需要时运行每个任务。该单元位于一个新的 22,500 平方英尺（2,090 平方米）的新增设施中，主要生产液压歧管，该单元由 Mazak Palletech 系统内的六个 Mazak HCN-5000 卧式加工中心组成，该系统具有三个层次、120 个托盘和三个装载站。为了最大程度地提高刀具容量，每个加工中心都配备了一个 Mazak Tool Hive，每个 Mazak Tool Hive 可容纳 348 个刀具，每个单元共有 2,088 个刀具。

据安德森介绍，大工具容量极大地有助于减少设置，因为它们允许车间在单元从一个部件切换到下一个部件时保持工具设置。在大多数情况下，一台机器有足够的工具来运行三种尺寸的原材料中的十几个不同的零件编号。

去年，该车间在 32 人操作的 15 台独立机器上进行了价值 1100 万美元的液压歧管工作。仅使用一套新的 Mazak 系统，Basin 现在只需 6 台机器和 6 个人就可以处理大约 950 万美元的工作，生产量是以前的 90%。

HCN-5000 均配备 Mazak 的 Mazatrol SmoothG 控件，用户友好，可提供高速、高精度加工。直接驱动转台和两托盘交换器是机器的标准配置。这种简单而高效的自动化功能允许 Palletech 轨道引导机器人在机器继续处理固定在另一个托盘上的零件时装载或卸载一个托盘，从而提高了生产力。

为了进一步优化流程，每个单元的 HCN-5000 都配备了 Mazak SmartBox，这是一个启动平台，为 Basin 提供了一个轻松安全地进入工业物联网 (IIoT) 的途径。以 MTConnect 技术为基础，开放协议 SmartBox 促进了车间机器和设备的连接，同时增强了监控和分析能力。

根据 Anderson 的说法，Basin 安装了 SmartBoxes 来监控整体设备效率 (OEE)，并最终与商店的 ERP 系统进行交互。目前，Mazak SmartBoxes 通过 RFID 芯片将工具数据从 Basin 的工具预调器传输到机器。但是，他表示，该车间最终将对设备进行感应，以便使用 Mazak SmartBoxes 进行预防性维护和监控机器上的关键系统。

Basin 最近增加的另一个自动化制造单元以 Mazak HCN-8800 卧式加工中心和六托盘 Palletech 系统内的 348 工具 Tool Hive 为中心。该单元主要为石油和天然气工业系统生产组件，用于将设备固定到井口，FHE 的 RigLock。

除了 HCN-8800 之外，Basin 还使用 Mazak Integrex i-630V/6 多任务机床生产 RigLock 系统的组件，这是一种五轴解决方案，具有强大的车削和铣削主轴，专为重型加工而设计。这台机器可加工直径为 20 英寸（508 毫米）、重 1,200 磅、由硬度为 Rc 32 的钢制成的 RigLock 主体。这些零件用于为另一家供应商提供 6 次加工操作和 55 天的总加工时间； Basin 现在只需在 Integrex i-630V/6 上进行一次机加工，只需七个多小时即可完成。

根据安德森的说法，对于这些部件，如果可以在一次操作中完成，则该过程会容易得多。 “这可以让您消除所有变量，例如搬运、装载、注册丢失以及对多台设备的需求，”他解释说。 “如果传统车间做同样的工作，他们将需要两台车床和一台带分度器的立式铣床，并且必须处理四次零件。”

在 Basin，单件流和一体式 Mazak 机器能力意味着原材料进入流程并作为成品组件退出。这意味着零 WIP、更少的质量问题和更快的工作周转时间。所有这些都导致 Basin 的缺陷质量表现低于百万分之 50 (ppm)。事实上，这家商店一直低至 19 ppm，并且在过去 10 年中一直如此。

安德森说，该店的一些其他 Mazaks，如 Integrex i-630V/6，不是传统的自动化设备——没有机器人装载机器。相反，自动化是多任务机床能够进行车削操作以及全五轴铣削以在单一设置中加工零件的结果。

这种内置自动化的其他示例包括最近收购的其他四台 Mazak 多任务机器。这些是商店的 Integrex i-400S，具有第二个车削主轴；一个 Integrex i-200ST，除了第二个车削主轴外，它还具有一个较低的刀塔；以及两台 Integrex e-500H-S 多任务机床，每台机床都配备两个同样强大的对置车削主轴，并带有 C 轴控制。这些机床还具有一体式电机铣削主轴，在 B 轴上旋转，可同时进行五轴和高进给铣削操作。

Integrex e-500H-S 为 RigLock 系统制造大型零件。 Integrex i-400S 和 i-200ST 还加工 RigLock 组件和防喷器部件，这些部件被送入 Integrex i-200ST 机器。在这些机器工作的同时，他们的操作员也有时间运行 Integrex i-400S。

“像我们的 Mazaks 这样的自动化加工系统，”安德森说，“是解决劳动力问题的解决方案，比如缺乏熟练的劳动力。我们的员工是自动化管理人员，因为很难找到机械师。他们尽职尽责，具有强烈的主人翁意识，负责监督我们的系统并保持其生产。他们不是按钮推动者，他们是投入到流程中的个人——从某种意义上说，是个别工厂经理——并对工作单元的原材料、单元中的机器、工具、质量、零件的记录方式以及记录方式负责包装好并呈现给客户。”

Basin 的大多数零件由包括 4140、4340 和一些预硬化钢的材料制成，包括棒料、锻件和铸件。它还使用 Invar 36、6061-T6 铝和 65-45-12 DuraBar 球墨铸铁生产一些零件。工件的重量从 2 盎司到 2,000 磅不等，并且需要严格的公差和表面光洁度。位置公差范围从 0.005 英寸（0.12 毫米）到 0.001 英寸（0.0254 毫米），在许多情况下，车间必须保持 ±0.00025 英寸的直径公差。典型的工作批量范围从每年涉及数十万个零件的连续生产到仅生产两个零件的单个作业。

这家商店最初由安德森的父母创办，拥有 190 名员工，在威斯康星州杰斐逊和怀特沃特的两个工厂，以及 85,000 平方英尺（7,897 平方米）的综合制造空间。这家商店有大约 10 名顾客，据安德森说，他们并不想成为 100 名顾客的工作车间，因为很难同时为所有顾客提供充分的服务。

“我们努力与希望我们完成大量工作的关键客户建立牢固的关系，”他说。 “这样做，我们获得了客户的坚定承诺，我们愿意在制造技术上进行重大投资，以最高质量和成本效益，尽我们所能生产他们的组件。许多商店不愿意这样做。”

Basin 将继续专注于由复杂部件组成的高混合/小批量工作，因为它们是大多数商店回避的工作。安德森说，目标是获得工作和正确的设备，例如公司今天使用的灵活的 Mazak 机器和自动化系统。这一策略对他来说效果很好，并继续为 Basin 开辟新市场。

“我们着眼于未来，并愿意进行投资，”安德森说。 “这引起了潜在客户的共鸣，因为他们很难找到我们追求的工作。这些客户希望供应商承诺获得最先进的技术以及工作所需的一切。”

由年鉴编辑 Candace Roulo 根据 Mazak 提供的信息编辑。