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冲模制造商利用 IIoT 实现小批量准时制生产

American Punch Co.(俄亥俄州 Euclid)供应重型冲压(建筑)与薄规冲压(汽车)市场的冲模,须跟上客户步伐。这意味着从大批量转向小批量、短交期的准时制交付,以满足客户精益策略。适应需求带来挑战:如何在劳动力可能增加情况下控制成本。

2012 年生产工程师 Brian Cain 重审制造流程。当年 IMTS 参观接触 LNS,其 e-Connect 系统让 American Punch 触达工业物联网(IIoT),并实现棒料送料器与车床程序自动切换。

寻找小批量生产路径

American Punch 高精度冲模深受客户认可,但制造流程适配标准大批量生产(单品种数百件),而非客户日增的小批量(5/10/20 件)。

“小批量需多次装夹、操作员高度关注,增时增本,”Cain 说。“替代方案是大批量生产备库存,但占用营运资金、厂房面积、增加在制品。我开始寻找小批量高效方案。虽用自动棒料送料器上料,适合大批量但不适合小批量。每次换型需在车床与送料器分别调用程序。”

IMTS 邂逅解决方案

Cain 理想方案:将相似特征、多长度特性的零件家族打包,单次装夹同步生产。但展会无人能给出单次装夹多零件棒料生产良策。

访问 LNS America 展位,与系统软件控制经理 Randy Lewis 谈需求。讨论 e-Connect 以太网通讯系统,实现送料器与 CNC 共享数据。

e-Connect 与机床 CNC “对话”时,前者可在零件加工完成后读取生产计划选定下一零件,传递数据给送料器。送料器查内部零件库(存 500 程序参数),匹配主计划选定程序,自动调整至新程序。

这正是 Cain 寻觅的方案。“我发现我们处于这种数据共享的地板层,现正普及,”他说。当时机床未就绪,LNS 协同机床供应商与 OEM 升级。

落地机床连接

应用中 e-Connect 部署于 LNS Quick Load Servo 80 S2:主轴长度、全电动伺服控制全自动送料器,装载 14-63 英寸、直径 ¼-3⅛ 英寸棒料。操作员装 1½ 英寸工具钢棒料,运行宏程序让车床控制与送料器即时切换零件家族。

典型装夹:装入适配直径棒料生产不同长度数量零件。如用 1½ 英寸棒料产 50 件 2.500 英寸、10 件 3.025 英寸、75 件 3.500 英寸等。零件形态亦可变。实现小批量无人/黑灯生产。

如今四工作单元用 LNS e-Connect 与送料器,月产 30 万+ 件,正增产能。最新单元:LNS Quick Load Servo 80 S2 送料器供料 Doosan Puma 2100SY 车削中心(可铣钻攻)。除接口 LNS 送料器,机床 CNC 还与可编程高压系统通讯,按工序精准供冷却液。

e-Connect 另一效益:减少材料浪费。除存储各程序送料参数,还追踪材料用量反馈机床。主计划依据可用材料与排产零件长度判断能否完成整批。不足则计算余料长度,调度适配下一零件,车床与送料器自动调整生产新件。用完一棒料自动上料循环至排产完成。

“这些工作单元通过无人运行与免劳动力夜班显著降低单件成本,”Cain 说,“不仅解决交期问题,还扩充产能承接更多订单。”

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