一种非常规的多主轴生产方法

当一家商店在市场上购买机床时，它可能取决于专家的指导。机床制造商了解他们的设备及其能力；他们应该能够确定它最适合的应用程序以及可能失败的应用程序。

然而，伊利诺伊州卡彭特斯维尔的 Otto Engineering Inc. 跳出框框思考，喜欢用传统做法的新方法挑战其供应商。 生产加工 15 年前讲述了奥托的故事。这一后续行动表明，该公司从曾经如此激进的计划中实现了成功，以至于供应商甚至不愿出售机器。虽然在小批量中使用 CNC multi 可能并非闻所未闻，但为特定目的购买机器并在该策略上取得巨大成功对于组织外部的大多数人来说都是令人惊讶的。

在控制之下

Otto 成立于 1961 年，致力于开发和制造用于要求苛刻的应用的开关产品和通信配件。最初生产旋转和按钮开关，控制部门现在提供广泛的控制开关、拨动开关和手柄系列。其产品销往军事、航空航天、农业、建筑和其他行业。该公司目前的项目之一是为美国宇航局的猎户座项目生产开关，该项目正在探索在未来十年内将人送上火星的可能性。

2004 年，通过 DMG MORI USA Inc. 的芝加哥技术中心，Otto 购买了一台 Gildemeister GMC 35 ISM CNC 六主轴多轴机床。这是一项旨在减少生产量并增加车间灵活性的大宗采购。正如人们所预料的那样，在 Gildemeister 上运行的某些零件可能需要多达 10,000 个工件或更多；这并不奇怪。但更不寻常的是，该公司还会毫不犹豫地进行只需要 50、25 甚至 5 个零件的运行——是的，五个零件；而且是六轴机器，所以额外 必须制作一部分。商店能够成功运行如此低数量的唯一方法是最大限度地减少设置时间。平均运行在 200 到 1000 次之间，大约需要两到六个小时的制作时间。

虽然多主轴以需要长时间设置而闻名，但 Otto 找到了一种逆势而上的方法，将 Gildemeister 的平均设置时间保持在 15 分钟左右。根据日程安排，有时机器会在 9 小时轮班中设置多达 6 次，而有时它可能会全天运行一个作业。

为什么会这样

自从 Otto 购买了这台机器后，车间主管 Tom Secreto 已经为其编写了 412 个不同的零件，包括 7 个不同的零件系列，每个零件的平均运行时间为 16 秒。他使用仅包含 13 种不同的正面钻头、16 种不同的正面和背面加工 ID 车刀、10 种不同的滚筒侧 OD 车刀和 6 种不同的铣刀的刀具库来管理这些工作，总共有 45 种刀具进出机器。

所有零件仅使用相同直径的铝棒料。这些零件的直径从 0.875 英寸到 0.16 英寸不等。为了抵消在运行较小直径零件时浪费材料的额外成本，Otto 保持严格的标准，为其回收公司提供清洁、无油的切屑。无需将机器切换到不同的棒材直径，可显着节省设置时间。

所有工具都是快速更换的，所有工具都是预设的。西门子控制系统为每个位置提供了足够多的刀具偏置，可轻松设置每个刀具的所有几何偏置。典型的设置包括将四到五个工具放入机器中，为所需零件加载程序并更换拾取夹头。在编程阶段需要额外的时间来确保它完全适合模拟。操作者只需按下循环开始，即可对第一部分的准确性充满信心。

Secreto 先生知道接下来将在机器上运行哪些部件，他正在等待设置。所有预设工具和设置所需的一切都保存在机器旁边的柜子里。机械车间经理 John Lang 解释说，多主轴的挑战之一是设置副主轴和传感器之间的距离，这决定了零件的总长度。 Otto 的策略是将指示器安装在机器内部。根据上一部分，指示器显示下一部分所需的精确调整。两部分之间可能只有千分之十八的差异，但调整是精确的，“加减无”，以确保下一个部分在第一时间就正确进行。

诀窍在于，Otto 不是考虑零件系列的典型策略，而是着眼于工具系列，采用创造性的编程方法。他们查看现有工具，看看哪些零件适合它们，即使它可能需要对零件进行额外切割以形成形状，从而增加最少的周期时间。 “在大多数情况下，在多主轴上，已经有空闲时间，因为循环时间取决于最长的操作或滑块，”Secreto 先生说。 “例如，如果幻灯片 6 是 18 秒，这是最长的，那么循环是 18 秒。也许幻灯片 2 是一个粗略的无聊操作，只有 12 秒。然后，可以在滑块 2 上再增加 6 秒的粗加工操作，而不会影响整个循环时间。”将任何工具添加到库中是不得已而为之，而且几乎永远不会完成。

可量化的好处

“实际上，当我们的批量较小时，我们生产的开关能赚更多的钱，”朗先生说。 “利润率要高得多。大多数其他车间都很难将一个工件的循环时间保持在 15 秒，而工件的几何形状与我们放入的工件一样多。”

他说，标准车床上的这些零件可能需要两分钟，而设置则需要三到五个小时。与传统的 CNC 车床相比，multis 的循环时间要快 7 倍。 Lang 先生知道，因为 Otto 过去常常在传统的 CNC 车床上制造所有这些零件。对 Gildemeister 的投资回报对公司的持续成功发挥了重要作用。朗先生回忆说，当他开始在 Otto 时，这是一家价值 500 万美元的公司。它现在是一家价值 1.3 亿美元的公司，自安装机器以来稳步增长（包括 2018 年的 15%）。

由于短期运行和设置时间使 Otto 能够如此快速地供应零件，因此它基本上将机器用作其储藏室或库存。公司没有多余的库存。即使有 5,000 或 10,000 件的大订单，他们也可以在第二天将它们送出。在传统的数控车床上，需要一周的时间。即使多台车床运行零件，由于额外的设置，它仍然需要更长的时间。客户也很欣赏这种转变，因为他们不必考虑提前订购。销售团队将放弃订单并在生产中立即得到响应。

接下来是什么

除了 CNC 加工能力之外，Otto 还进行注塑成型、冲压、电缆组装和电缆二次成型，目前拥有约 575 名员工。它最近还收购了一家工具和模具公司。为了应对日益严重的劳动力短缺的影响，该公司每年雇用两名直接从高中毕业的学徒。这些学徒会在伊利诺伊州的模具和制造协会工作一段时间，然后根据他们的优势在 Otto 担任机械师、模型制造商、模具制造商或工具和模具专家。朗先生说：“我们五年前做了一份报告，得出的结论是，在 10 年内（从现在起的五年）内，我们一半的员工将退休。我们需要解决这个问题。通过引进新的年轻人才以及工具和模具公司的顶尖员工，我们正在大踏步地满足未来的需求。”

尽管有任何劳工问题，该公司仍在继续快速发展。它正在建设一个新的 100,000 平方英尺的技术中心，计划于 6 月开放，该中心将容纳大部分 CNC 加工和冲压操作。随着那栋大楼的推出，新的 Gildemeister 将与公司现有的几乎一模一样。这台机器现在正在组装中，预计六月交付。

当前的多功能设备自其在车间初期就已接近满负荷。一旦新机器进来，奥托将有更大的灵活性来尝试不同的加工策略。一个考虑因素是让新机器处理 7/8” 和 1 英寸和 16 ^th 之间的多个零件直径 . “改变酒吧的大小大约需要半天时间，所以我们通常不会这样做，”朗先生说。 “但我们将有机会再次以不同的方式看待事物，我们将从传统的 CNC 车床上移动更多零件。”

Otto 在 GMC 35 ISM 上取得了巨大的成功，在多主轴上进行了被认为是短期运行和大量设置的工作。它运作良好，可以快速供应零件，并且基本上使用机器来代替库存室进行库存。这台机器需要的维护量非常少。幻灯片仍然是原始的，不需要重建。经过 73,000 多个小时的生产，机器唯一需要维护的就是电气驱动、电缆和送料机。 Otto 预见到新机器会产生相同的结果，并期待在为这一点奠定基础的创造力的推动下继续增长。

如需 Otto Engineering Inc. 的更多信息，请访问 ottoexcellence.com 或致电 847-428-7171。