[Corpo di studio] Produttività quadruplicata! Come utilizzare la "misurazione in macchina" delle rettificatrici CNC per superfici piane?
Se vi occupate di processi di levigatura e lucidatura, riscontrate qualcuno dei seguenti problemi?
- La precisione non è stabile e molti prodotti devono essere rielaborati .
- Il processo richiede troppe risorse umane e troppo tempo, e la produttività non migliora .
- Il trasferimento tecnologico alle nuove generazioni non sta procedendo bene e il carico di lavoro dei veterani non fa che aumentare.
Questo articolo presenta un caso di studio di un utente che ha risolto i problemi sopra descritti e migliorato notevolmente l'efficienza produttiva introducendo una rettificatrice a controllo numerico per superfici piane dotata di sonda di contatto.
Abbiamo chiesto loro un parere sincero su come fossero stati introdotti i sensori e sui loro effetti concreti.
Parole chiave,
"Automazione completa dei processi di levigatura e lucidatura"
Misurazione dei pezzi direttamente sulla macchina
Continuate a leggere!
Tavola
Introduzione dell'utente
L'intervista è stata condotta con SHOWA SEIKI .
SHOWA SEIKI si occupa di una vasta gamma di processi di rettifica e lucidatura per componenti metallici, principalmente per macchine utensili.
SHOWA SEIKI riceve numerosi ordini di componenti per apparecchiature di ispezione, che richiedono una precisione particolarmente elevata, e il suo "alto livello tecnologico" gode di grande fiducia da parte dei clienti.
Che cos'è il processo di levigatura e lucidatura?
La rettifica è la fase finale della lavorazione e richiede una precisione rigorosa di pochi micron, poiché la qualità della lavorazione è direttamente correlata alla qualità del prodotto.
Questo processo è importante anche nella produzione di superfici di scorrimento per robot e componenti di precisione utilizzati nell'industria automobilistica e aeronautica.
Processo di rettifica = Lavorazione Precisione che si basa su operai specializzati
Nel processo di macinazione, ci sono molte fasi che si basano sui "sensi umani" , i quali non possono essere misurati numericamente.
Ad esempio, scintille, suoni, odori e il modo in cui le bolle nell'olio di macinazione scorrono e si gonfiano, e così via.
che si verificano quando la mola entra in contatto con il pezzo in lavorazione.
Richiede un elevato livello di competenza tecnica, supportato da molti anni di esperienza.
Si dice che sia un campo particolarmente difficile da padroneggiare.
[Appunti dell'intervista] I dipendenti di SHOWA SEIKI sono giovani, con un'età media di 27 anni. Macchinisti esperti di 70 e 80 anni, che supportano l'azienda sin dalla sua fondazione nel 1975, vengono al lavoro due volte a settimana per trasmettere attivamente le tecniche di rettifica e lucidatura ai lavoratori più giovani.
La sfida di SHOWA SEIKI:
Trovare un equilibrio tra "efficienza produttiva" e "precisione"
Vuoi ridurre i tempi di lavoro senza sacrificare la qualità?
La precisione della rettifica è facilmente influenzata da (1) l'abilità dell'operatore e (2) la temperatura.
Per le piccole e medie imprese con fondi e risorse umane limitati, non è facile continuare a fornire prodotti di qualità costante.
La ricerca della precisione perfetta da parte di Showa Seiki a volte richiedeva più del doppio del tempo di lavoro stimato .
Il presidente Kobayashi:
Normalmente, viene determinato un certo valore ± e il prodotto viene rifinito entro l'intervallo di tolleranza, ma tutti i nostri dipendenti sono impegnati a "puntare a zero errori a tutti i costi".
Direttore generale Kazama:
"I ricambi Showa Seiki sono migliori di qualsiasi altro!"
"Le dimensioni dei pezzi sono perfettamente allineate, quindi l'assemblaggio è rapido."
Quando un cliente ci fa i complimenti per la nostra precisione, ne siamo contenti sul momento, ma al nostro ritorno in ufficio potremmo scoprire che i tempi di lavoro si sono allungati oltre la stima iniziale e che dobbiamo affrettare i nostri dipendenti.
Emissione convenzionale:
"Lavori di impostazione" e "Lavorazione aggiuntiva"
In passato, SHOWA SEIKI doveva ripetere il seguente processo quattro o cinque volte per ogni superficie del pezzo, ed era preoccupata per le ore di lavoro necessarie per raggiungere la qualità.
• L'operatore scarica il pezzo dalla smerigliatrice .
• L'operatore misura il pezzo in lavorazione con un comparatore a quadrante.
• L'operatore riposiziona il pezzo sulla smerigliatrice.
• L'operatore esegue lavorazioni aggiuntive.
Inoltre, il presidente Kobayashi era consapevole del problema della "precisione di posizionamento (ripetibilità)" durante il riposizionamento dei pezzi .
Si tratta del "disallineamento delle posizioni di lavorazione" che si verifica durante il montaggio e lo smontaggio dei pezzi.
Una volta che un pezzo viene scaricato dalla macchina per la misurazione, è impossibile reimpostare manualmente l'origine di lavorazione a "zero" per il successivo reinserimento.
Da molti anni sono alla ricerca di un modo per ridurre i tempi di lavoro garantendo al contempo la precisione.
Sfide derivanti dal processo convenzionale
- Costi in termini di manodopera e tempo per il fissaggio e lo smontaggio dei pezzi dalla macchina per la misurazione.
- Accuratezza nella riproduzione dell'origine della lavorazione causata dal montaggio e dallo smontaggio dei pezzi
Fattore decisivo per l'introduzione della “Misurazione in macchina delle rettificatrici”
Volevamo un sensore in grado di eseguire sia la rettifica che la misurazione direttamente sulla macchina.
Per molti anni, il presidente Kobayashi aveva chiesto a diversi produttori di macchine per macinare la possibilità di installare dispositivi di misurazione integrati, ma questi avevano sempre rifiutato, affermando di non disporre di sensori in grado di garantire la precisione.
Poi, al JIMTOF (novembre 2022), ha scoperto la sonda di contatto di METROL montata sulla rettificatrice [ Okamoto Machine Tool Works, Ltd. Grind-X ]. Dopo aver assistito a una dimostrazione del prodotto, ha deciso di acquistarlo immediatamente.
SHOWA SEIKI
Il presidente Kobayashi:
La possibilità di misurare la direzione avanti-indietro su una rettificatrice per superfici piane, l'unica cosa che qualsiasi produttore di rettificatrici fosse mai stato in grado di fare, fu rivoluzionaria.
Una volta che il pezzo è fissato in un mandrino, tutto il processo si svolge automaticamente fino al completamento. La precisione è garantita perché il pezzo non viene mai spostato durante la lavorazione.
Maggiore è la precisione richiesta dal cliente, maggiore sarà l'utilizzo delle sonde di contatto di METROL.
Quattro vantaggi della misurazione in macchina
L'introduzione della misurazione in macchina ha permesso la "completa automazione del processo di rettifica", dalla misurazione alle lavorazioni aggiuntive, senza dover scaricare il pezzo dalla macchina.
SHOWA SEIKI presentava i seguenti quattro vantaggi.
Vantaggi della misurazione in macchina con sonde di contatto
- Riduce le ore di lavoro necessarie per la misurazione a meno di un quarto del costo originale.
- Elimina le operazioni di aggancio e sgancio dei pezzi, consentendo la lavorazione simultanea di più pezzi.
- Gli operai che erano impegnati ad appiccicare le attrezzature sono ora liberi di svolgere altre mansioni.
- Riduce l'onere per i lavoratori veterani di trasmettere le proprie competenze
Vantaggio 1: Meno di un quarto delle ore-uomo necessarie per la misurazione del pezzo
La misurazione in macchina elimina la necessità per l'operatore di rimuovere il pezzo dalla macchina e riposizionarlo per la misurazione durante la lavorazione.
Le ore di lavoro sono state ridotte a un quarto di quelle che sarebbero state con un semplice calcolo, poiché la lavorazione aggiuntiva è stata ripetuta manualmente 4 o 5 volte.
Vantaggio 2: La lavorazione simultanea di più pezzi quadruplica la produttività.
Poiché non è necessario fissare o rimuovere i pezzi per la misurazione in macchina, ora è possibile lavorare simultaneamente più pezzi uno accanto all'altro, mentre prima si poteva lavorare un solo pezzo alla volta per evitare disallineamenti nella posizione di installazione.
Nel caso di SHOWA SEIKI, vengono lavorati contemporaneamente 4 pezzi, aumentando ulteriormente l'efficienza del lavoro.
Vantaggio 3: Gli operai che erano impegnati con le attrezzature sono liberi di svolgere altri compiti
Nel processo di misurazione direttamente sulla macchina, una volta impostato il pezzo, la misurazione e le successive lavorazioni possono essere completate automaticamente con la semplice pressione di un pulsante.
In passato, un operaio doveva rimanere costantemente accanto alla macchina per controllarla. Tuttavia, con l'introduzione della misurazione direttamente sulla macchina, ora è possibile dedicarsi contemporaneamente ad altre attività, aumentando notevolmente l'efficienza lavorativa.
"Una volta avviata la procedura, non sono nemmeno riuscito ad andare in bagno". (di un giovane dipendente)
Con l'introduzione della misurazione direttamente sulla macchina, si prevede una diminuzione degli errori umani dovuti alla mancanza di tempo libero.
Vantaggio 4: Riduce l'onere per i lavoratori veterani di trasmettere le proprie competenze
SHOWA SEIKI può contare su una rete di macchinisti esperti e si impegna attivamente a trasmettere le tecniche di lavorazione ai lavoratori più giovani. Ciononostante, l'azienda ammette di dover ricorrere spesso a manodopera specializzata per lavorazioni particolarmente complesse.
L'introduzione della misurazione a bordo macchina ha reso possibile l'utilizzo delle macchine anche per operatori inesperti. Offriamo ai lavoratori più giovani l'opportunità di svolgere un ruolo attivo e riduciamo il carico di lavoro che grava prevalentemente su un numero limitato di lavoratori esperti.
Il presidente Kobayashi:
Ad esempio, il processo di regolazione della finitura a 2μ è un'operazione che può essere eseguita solo da un numero limitato di operai esperti e qualificati. Ma con l'introduzione della misurazione in macchina, una volta appreso il programma, chiunque, dal più giovane al più esperto, può eseguirla.
Abbiamo una generazione molto giovane, ma imparano molto velocemente a programmare e a utilizzare le macchine, piuttosto che lavorare manualmente e affidarsi ai propri sensi.
La "carenza di manodopera e di successori" è diventata un problema nel settore manifatturiero in generale, e i sensori stanno giocando un ruolo importante nella standardizzazione del lavoro in questo ambito.
Quanto è precisa la misurazione effettuata direttamente sulla macchina?
"Efficace quanto o addirittura migliore dell'ispezione manuale."
SHOWA SEIKI effettua un "controllo al 100%" delle consegne.
Il tasso di resa era già elevato, ma l'introduzione della misurazione in macchina ha ulteriormente migliorato il tasso di resa ed eliminato le rilavorazioni.
SHOWA SEIKI
Direttore generale Kazama:
Quando abbiamo ispezionato manualmente tutti i prodotti, abbiamo dovuto rifarne alcuni, ma non c'erano prodotti difettosi tra quelli lavorati con sonde di contatto e misurazione in macchina.
A dire il vero, quando la macchina è arrivata, ero un po' scettico sulla sua reale precisione, o sul fatto che sarebbe stata più precisa se a utilizzarla fosse stato un operatore umano, ma sono rimasto sorpreso dalla ripetibilità dei risultati.
La sfida di "perseguire la precisione" e "migliorare la produttività" continua.
La "sonda di contatto" adottata questa volta è stata approvata per la sua elevata precisione non solo dai giovani dipendenti che la utilizzano principalmente, ma anche dai veterani. Il presidente Kobayashi ci ha detto che vorrebbe aggiungere gradualmente anche rettificatrici dotate di sonda di contatto.
SHOWA SEIKI
Il presidente Kobayashi:
Ciò non significa che le competenze dei veterani non siano più necessarie. Poiché in futuro il numero di lavoratori esperti diminuirà rapidamente, è importante trovare il modo di colmare il vuoto lasciato dai veterani con lavoratori più giovani e con i progressi tecnologici nel settore dei macchinari.
I sensori stanno generando "denaro invisibile" che può essere convertito in precisione e prezzo, il che rappresenta un approccio diverso rispetto alla formazione del personale.
Grazie all'introduzione della misurazione integrata nella macchina, siamo ora in grado di soddisfare richieste di precisione di 1 μm superiori rispetto al passato. Saremo lieti se questo contribuirà a rafforzare la fiducia dei nostri clienti. Desideriamo che l'elevata precisione dei nostri prodotti diventi il nostro punto di forza.
Ci auguriamo che i sensori di METROL possano contribuire al successo futuro di SHOWA SEIKI.
Grazie.
Intervista realizzata da: Showa Seiki
Prodotti presentati in questo articolo
Sonda di contatto compatta per misurazioni su macchina serie K3S
Sensore di contatto ultracompatto per torni CNC [ Serie K3S]
Progettato con il diametro più piccolo del settore, pari a φ17,8 mm, per adattarsi alle dimensioni del portautensili, il sensore non occupa spazio e non interferisce con altri utensili.
Viene utilizzato per il rilevamento dell'usura della mola sulle rettificatrici cilindriche e per la misurazione dell'altezza del pezzo sulle rettificatrici a controllo numerico per superfici piane.
Riduce il carico di lavoro legato al processo di ispezione e contribuisce a migliorare la produttività.
