CAD/CAM + Responsabilisation des employés = Efficacité améliorée

Oct 29, 2023

Dans l'ensemble de l'industrie manufacturière, les entreprises tentent de récupérer les pertes et de réduire les coûts. Amada Tool America Inc. a conquis la réduction des coûts en libérant le potentiel de son logiciel de FAO grâce à des améliorations de processus dirigées par les employés. En conséquence, les temps de cycle de production ont été divisés par deux et le fabricant d'outillage est devenu plus agile pour s'adapter rapidement aux nouveaux défis.

Situé à Batavia, NY, Amada Tool America a été créé en 1965, puis acquis en 1990 par Amada Co. (Isehara-Shi, Japon). L'entreprise développe, fabrique et entretient des équipements de traitement des métaux et des machines-outils. Il fournit à la fois des outils standard et spéciaux pour les poinçonneuses à tourelle et les presses plieuses d'Amada aux États-Unis. Amada Tool America emploie 80 personnes et est hébergée dans une installation de 75 000 pieds carrés [6 968 mètres carrés].

Les pièces sont produites à partir d'une gamme d'aciers et usinées sur des meuleuses, des moulins, des tours, des scies à ruban et des machines d'électroérosion. L'entreprise fonctionne comme un magasin de flux, fabriquant un ensemble standard d'outils pour chaque taille de station sur les machines Amada. Contrairement à un processus d'atelier de flux typique, cependant, chaque pièce peut avoir un grand nombre de variations qui nécessitent des configurations et des changements différents. Une telle diversité de produits a ajouté à la complexité pour les opérateurs, qui passent souvent d'une pièce à l'autre et d'une opération à l'autre.

Le défi a été l'occasion de rationaliser le processus de production. Amada Tool America a étendu ses capacités de programmation en achetant le logiciel Mastercam CAD/CAM de CNC Software LLC, basé à Tolland, dans le Connecticut. Le logiciel a standardisé les configurations d'équipement avec un fichier de programmation individuel enregistré pour chaque produit. Intégrant des scanners de codes-barres, les opérateurs ont scanné les numéros de pièces pour accéder facilement aux fichiers de données et démarrer efficacement la production.

"Pour moi, Mastercam est un outil", a déclaré Ricky Streiff, un programmeur Amada. "Un artisan sans ses outils n'est rien ; et un outil sans artisan n'est rien non plus. Ainsi, une fois que vous avez cet outil et cette capacité, il est facile de penser à d'autres façons de l'utiliser."

Pour la formation initiale, Amada a envoyé des employés chez Mastercam Reseller OptiPro Systems à Ontario, NY, où les cours couvraient le tour, le fraisage et le fraisage 3D. Les employés ont également utilisé des ressources en ligne pour en savoir plus sur les fonctionnalités du logiciel. Avec la formation, a déclaré Streiff, les opérateurs "fabriquaient des pièces dès le départ, créaient des programmes, gagnaient du temps".

Après l'intégration, Amada a commencé à examiner les fichiers de programmation pour mettre à jour les paramètres pour un usinage optimal. Les parcours d'outils et les paramètres de l'équipement ont été améliorés avec des options plus efficaces, avec un temps de cycle moyen divisé par deux.

"Les parcours d'outils étaient beaucoup plus intuitifs", a expliqué Streiff. "Il était très facile de créer de nouveaux programmes avec moins de coupe à l'air et d'engagement d'outils inutiles, comme des mouvements de plongée et de rétraction."

L'amélioration la plus significative concernait un outil fabriqué pour le changeur d'outils automatique (ATC) de la série Amada HRB. À l'aide d'une fraiseuse à quatre axes équipée d'une table à tourillons, les pièces ont été montées sur une plaque de fixation. L'usinage a été complété sur le dessus et le dos, avec une fente permettant d'accéder à ce dernier. Initialement, la pièce avait une durée de fonctionnement de 90 minutes, plus une opération d'ébavurage manuel de 20 minutes. Après les mises à jour de programmation, le temps de cycle total a été réduit à 35 minutes, avec un ébavurage survenant dans la machine.

Les économies globales comprenaient :

--Réduction de 50 % du temps de cycle seul

--Réduction de 93 % du temps de cycle combiné/ébavurage

--Réduction de 140 % du coût d'outillage par pièce.

Pour obtenir ces résultats, Streiff a rationalisé l'opération d'usinage en incorporant des parcours d'outils à grande vitesse pour l'ébavurage et le chanfreinage. Le parcours d'outil de fraisage dynamique suivi d'un parcours d'outil de contour 3D a permis à la même fraise en bout arrondie d'ébaucher une fente puis d'accélérer à un angle, créant ainsi l'arête chanfreinée souhaitée. Les trajectoires d'outils 3D appliquaient également un rayon aux trous situés sur une pente de la surface de la pièce.

Dans les deux exemples, le besoin de finition manuelle a été éliminé, la productivité a augmenté et la qualité de la finition de surface s'est améliorée. Dans la plupart des cas, la durée de vie de l'outil a quadruplé en raison de la réduction du temps de cycle et des charges de force, selon Streiff.

La technologie Dynamic Motion du logiciel a ajusté en continu le mouvement de coupe de l'outil pour maintenir une épaisseur de copeau constante. Les forces de coupe étant contrôlées, la quantité de chaleur générée et les vibrations ont été réduites, malgré certaines des pièces ayant des méthodes de serrage plus légères avec un potentiel de vibration plus élevé.

Toute la longueur de l'outil a été engagée, ce qui a permis d'enlever plus de matière avec moins d'usure de l'outil. Pour éviter des erreurs de collision coûteuses, la simulation a été utilisée pour valider des tolérances serrées. L'outillage de la fraiseuse avait un dégagement limité pour accéder à l'arrière des pièces à travers la fente, travaillant avec aussi peu qu'un millimètre entre le corps de l'outil et la fixation de la machine. Avec une visibilité limitée en raison de la taille de la machine, Streiff a effectué la vérification et toutes les modifications nécessaires depuis son bureau.

"J'ai pu tout voir directement sur l'écran de l'ordinateur", a déclaré Streiff, notant qu'il pouvait clairement voir le processus et vérifier le dégagement de l'outillage. "Si ça n'allait pas se dégager, je savais à quel point je devais étendre mon outil pour le rendre clair."

Face à un autre défi, Amada fabrique des outils sectionnés de largeur variable pour la presse plieuse HRB sur une fraiseuse à trois axes avec un contrôleur Fanuc. Pour finir la largeur spécifiée, les côtés gauche et droit du segment ont nécessité un fraisage et un meulage. Les pièces ont été finies en limant à la main un chanfrein de 1 mm. Chaque partie se composait de six ou 12 bords, prenant en moyenne trois à cinq minutes par bord pour se terminer.

La tête à angle droit standard (RAH) nécessitait une indexation manuelle à un angle spécifique, il serait donc nécessaire d'acheter deux outils, un pour chaque côté, au coût d'environ 10 000 $ par pièce. Tout en recherchant une option plus rentable, Streiff a trouvé la tête d'angle Titespot (Eltool Corp., Mansfield, Ohio), une tête à angle droit indexable entraînée par liquide de refroidissement. Étant donné que la rotation de la broche n'était pas nécessaire pour alimenter la tête, la broche agissait comme un indexeur et permettait à la tête unique d'accéder aux deux côtés de la pièce longue.

Pour tirer parti des avantages de la tête angulaire Titespot, Amada a dû déterminer comment la programmer sur le contrôleur Fanuc, qui était limité aux opérations de la machine à trois axes. Un outil normal a besoin d'un décalage de longueur et de diamètre. Dans ce cas, le RAH avait besoin de la longueur, du diamètre de l'outil et de la distance entre la pointe de l'outil et le centre de la broche.

Pour éliminer le problème d'un décalage supplémentaire et des problèmes de compensation de fraise, Streiff a programmé le parcours d'outil dans Mastercam à l'aide d'une tête d'agrégat et a utilisé la compensation informatique dans les paramètres de parcours d'outil pour permettre à Mastercam de gérer la compensation de diamètre de l'outil de chanfrein. Ensuite, il a utilisé le logiciel pour ajouter une variable commune Fanuc à chaque mouvement X du programme. Cette variable est calculée via un sous-programme dans la machine et prend en compte la longueur de l'outil de chanfrein à partir de l'axe central de la broche et la largeur de pièce souhaitée, puis l'ajoute à la valeur X programmée par Mastercam. Cette méthode, en conjonction avec les scanners de code à réponse rapide, a permis à Streiff et à son équipe d'utiliser un programme Mastercam pour exécuter n'importe laquelle de leurs largeurs de pièces.

Une post création a été nécessaire pour transférer les fichiers de données vers le contrôleur Fanuc. À la demande de Streiff, l'équipe d'OptiPro lui a envoyé une documentation post-écriture. Streiff a pu utiliser les informations, ainsi que les forums en ligne, pour modifier un message existant afin de produire avec succès le code souhaité. Dans l'ensemble, le temps de cycle de la machine a été réduit à 1 minute avec un ébavurage manuel minimal de 10 secondes. Aucune modification supplémentaire de la machine n'a été nécessaire.

"J'ai pensé que c'était plutôt cool", a rayonné Streiff, ajoutant que c'était comme prendre une machine standard à trois axes contrôlée par Fanuc et la transformer en un 3 + 1 avec l'ajout d'un outil, du codage et des postes Mastercam.

Inspiré par les améliorations du processus pour la tête à angle droit, Streiff a décidé de manipuler les plans et les orientations des axes pour la rectifieuse Amada RS Techster, qui est utilisée pour le meulage, le meulage de surface et le meulage de profil pour créer des angles et des rayons en forme de V. Comme Amada travaille avec plus de 30 profils de pièces, le fabricant commande les roues en ébauches et les usine avec un diamant à une seule pointe. Chaque fois que l'opérateur remplace une meule usée, le programme de code G de l'équipement peut prendre jusqu'à 30 heures pour ébaucher le profil préféré.

Pour remédier à l'inefficacité, Streiff a manipulé les plans dans le logiciel, alignant les axes dans la bonne direction pour les mettre en corrélation avec les axes X, Y et W de la machine. Avec le parcours d'outil d'ébauche dynamique, le temps de cycle a été réduit de 30 heures à six heures.

"Le programme fourni effectuait l'ensemble du profil en coupant l'air la plupart du temps, alors que l'ébauche dynamique ne consiste évidemment pas à couper l'air", a expliqué Streiff. "Ça va droit à la viande de la coupe."

Streiff continuera d'utiliser ses connaissances en programmation pour rechercher d'autres opportunités d'amélioration au sein des opérations existantes de l'entreprise et de tout nouveau processus. Comme de nombreux fabricants aujourd'hui, Amada manque de personnel. Une fois que l'entreprise aura pourvu les postes vacants, Streiff a indiqué qu'il aurait la capacité d'utiliser Mastercam plus fréquemment et de trouver encore plus d'avantages. Investissant dans la jeune génération et les futurs employés potentiels, Amada s'implique dans l'éducation locale. C'est un sponsor du Genesee Valley Educational Partnership, également connu sous le nom de BOCES, qui est une école technique et commerciale avec un campus à Batavia, NY Le fabricant soutient l'école en assistant à des événements, en organisant des visites et en s'associant au programme coopératif. En fait, Streiff est diplômé du programme coopératif BOCES et du programme d'apprentissage d'Amada Tool America.

En tant que fabricant d'outils, Amada dispose de nombreux outils, dont un logiciel CAD/CAM et des employés bien formés. Cependant, l'adaptabilité n'a été actualisée que lorsque les deux ont été synergisés ensemble.

"L'un des grands avantages de tous ces projets était que j'avais cet outil dans mon sac", a déclaré Streiff. "Parce que j'avais cet outil et que je savais comment l'utiliser, j'avais pleinement confiance en ma capacité à apporter des améliorations au processus avant même d'allumer l'ordinateur."

Pour plus d'informations sur Amada Tool America, visitez www.amada.com ou appelez le 585-344-3900. Pour plus d'informations sur le logiciel CNC, visitez www.mastercam.com ou appelez le 800-228-2877.

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