密歇根制造商通过及早采用尖端技术而大获成功
Zac Findlay，制造工程经理（左）和 Bailey Cupp，阿姆斯壮国际公司的高级制造工程师，以及该公司的 Tsugami B0326-III Swiss型 CNC 车床。所有商店都希望提高生产率并减少停机时间。对于一些人来说，这意味着投资高端数控机床。其他人则尝试快速更换刀柄，或追求 IIoT（工业物联网）加工策略。然后是高压冷却液、弹匣式棒料进给以及最新的硬质合金牌号和几何形状，所有这些都可能有助于提高产量并降低成本。
致制造工程经理 Zac Findlay 和生产团队在密歇根州三河市的阿姆斯特朗国际公司，最近一个工具更换项目意味着以上所有，同时进行。结果？主轴利用率现在徘徊在 90% 的低范围内。与工具相关的停机时间每年减少数百小时。每天，多达三个班次无人值守或无人值守，长时间运行的组件的周期时间减少了三分之一。
他们不知道进入它会发生什么。不管怎样，Armstrong International 有一些很好的理由购买新机器。首先，一位在公司工作了 47 年的关键员工即将退休。替换具有这种经验水平的人并不容易，特别是考虑到目前熟练劳动力短缺的情况。更糟糕的是，他负责的 CNC 车床——2005 年购买的 Index ABC 生产车床——经常出故障。
Findlay 向该部门的一名新成员、高级制造工程师提出指控贝利库普，w它找到了一种现代的、生产力更高的机床，一种比它要取代的旧设备更容易安装和操作的机床。那是在 2019 年底，而今天，阿姆斯壮工业公司生产的零件比以往任何时候都多。
“该指数对我们很有帮助，但经过将近 15 年的日复一日的生产，它开始显示它的年龄，”芬德利说。 “因此，除了每月减少几天或更长时间的停机时间外，我们还想升级我们的加工能力。这就是为什么 Bailey 以“让我们从头开始，找到最好的可用技术”的态度深入研究这个问题。老实说，我们知道击败我们的旧流程并不难，但我们绝对超出了我们的预期。”
保持信念
Armstrong International 是一家拥有 120 年历史的蒸汽和冷凝水产品、加湿和热水设备、传热系统以及其他热管理解决方案。目前，该公司由第四代和第五代家族所有，拥有 1,200 多名员工，在北美、欧洲和亚洲拥有 21 个工厂。 Armstrong International 秉承信仰、幽默和奉献的文化，提倡团队合作和创新，其基本信息是员工应该像对待自己希望的那样对待客户和彼此。
“我们有四个制造部门遍布全球，三河是最大的，车间里有大约 100 人和几十台 CNC 机床，”Findlay 说。 “不过，我们与典型的航空航天或医疗车间略有不同，因为我们是 OEM，必须为非常多样化的产品线开发一系列独特的工具和加工解决方案。”
Seco’s 模块化 QC（快速更换）刀架系统在 Armstrong International 的新型 Tsugami 车床上的成功加工操作中发挥了重要作用，它减少了停机时间并消除了在机器中更换刀具的麻烦。因为热水和蒸汽- 产生的热能得到如此广泛的应用和如此多的不同应用，阿姆斯壮工业的制造团队经常面临加工各种形状、尺寸和材料的部件的挑战。其中之一是 17-4 PH H900 零件系列，直径大约为 0.5"（12.7 毫米），长度为 0.75"（19.05 毫米），每个零件都只称为“座”。连同少量钛、Nitronic 60 和 316 不锈钢部件，这是 Index 上最常制造的工件，也是 Cupp 机床更换项目的目标。
在评估可用材料后选项，他联系了网络机械公司客户经理 Matthew Czajka，该公司位于密歇根州谢尔比镇，是一家 REMTsugami 瑞士式数控车床的销售合作伙伴和经销商。 Cupp 说，“在开始这里之前，我在另一家商店对 Tsugami 车床有过很好的体验。由于我们的地板上已经有一台 Tsugami B038T 联动/转塔机，并且对其功能以及我们从 REM Sales 获得的支持非常满意，Zac 和我都很乐意朝着这个方向前进。”
特殊要求
经过一些初步的事实收集后，Czajka 将 Cupp 和 Findlay 介绍给康涅狄格州温莎市 Tsugami / REM Sales LLC 的区域销售经理 Joshua Sharp。四人讨论了该项目，很快确定该公司的 B0326-III 对置排刀数控车床将是完成这项工作的最佳机器。
“虽然我们在 2012 年 IMTS 上介绍了它的前身，但 Tsugami B0326-III 对我们来说是一个新模型那时，”夏普说。 “Mark III 是原始设计的演变，一个 32 毫米的双主轴可转换主轴箱瑞士式车床，主副车床转速为 8,000 rpm，动力刀具转速为 6,000 rpm，以及多达 43 个固定刀具和 26 个动力刀具。对于需要大量铣削工作的复杂零件，它是一款出色的机床。”
针对 Tsugami B0326 Mark III 的工件。主轴利用率接近 92%，与换刀相关的停机时间从每年 403 小时减少到 51 小时，循环时间也显着缩短。Findlay 和 Cupp 同意这一说法，但指出 Mark III 有一个不足尊重。尽管 17-4 座椅“并不过分复杂”，但他们正在寻找额外的工具站。 “阿姆斯特朗希望在无人值守甚至熄灯的情况下运行，并且需要冗余工具，”Czajka 说。 “所以我们拆除了一个带电刀具单元，并用一组另外五个车削刀具取而代之，giv为每个工具留出至少两个备件的空间。不过，无论进行了哪些修改，阿姆斯特朗国际公司收到的这台机器都是在美国售出的第一台同类机器。”
排在第一位
如前所述，部分Cupp 的任务是找到一种比 Index 设置起来更快的瑞士式车床，鉴于他们熟练的操作员退休，这个目标变得越来越紧迫。他们知道，鉴于合格机械师的持续短缺，他们需要易于使用、准确且高效的设备和工具。对于后者，他们求助于密歇根州特洛伊山高刀具有限责任公司的应用工程师 Ken Wojtanek 和高级技术销售工程师 Darrell Harris。几个月来，他们一直在推广公司即将推出的快速更换瑞士式刀具系列。
“多年来，我们一直是山高的车间，车间里几乎每台 CNC 机床都使用他们的刀具，”said芬德利。 “我们当地的 Ken 和 Darrell 很棒，公司非常支持我们，我们使用他们的工具取得了出色的成绩。但当时，他们并没有太多瑞士风格的工具和刀柄。他们都告诉我有一个新的产品线即将推出，但还没有完全准备好。”
Cupp 等不及了，正准备下一个具有竞争力的采购订单当他接到 Wojtanek 的电话时。 “我可以为你的新机器弄到快速更换工具，但你会是第一个，”他说。 “你愿意成为一个测试站点吗？”看在机床这边已经是排在第一位了，两人算了一分钱，一斤钱。 Cupp 创建了一个工具清单，并指示 Wojtanek 将所有东西运送到温莎的 REM 销售陈列室，应用工程师 Adam Clark 将在那里负责机器设置和运行。
Getting 模块化
Caron Engineering 的 TMAC 是一种通用接口，它使用安装在机床上的传感器和软件来检测切削力和振动，然后采取措施消除不利条件。Ken Wotjanek 解释说，山高的模块化 QC（快速更换）刀柄系统允许操作员在机器外更换车刀，从而减少了瑞士式车床的停机时间。无需在狭小的空间内穿行，也无需使用小螺丝和扳手四处摸索，试图够到经常倒置或深入机器内部的工具。相反，QC 头和插件可以作为一个整体移除并在几秒钟内更换。
“转换时间非常快，”Cupp 说。 “夹紧螺钉很容易接触到，山高扭矩扳手让您确信工具头是安全的，正确到位。将刀片分度到新刀刃上不需要与刀柄或冷却液管路争斗或拆除——由于空间限制，如果使用传统刀柄，这将是一项非常繁琐的任务。由于其易用性和可访问性，山高的模块化快速更换系统是一项重大改进。”
请注意 Cupp 关于与冷却液管路作斗争的评论。在 CNC 车床（瑞士式或其他）通常需要一系列铜或塑料管路和配件以将切削液输送到工作区域的地方，山高的模块化 QC 配备了刀具制造商的 Jetstream 刀具技术。这允许高压冷却液 (HPC) 流过工具并精确地撞击工作区域。精选切削头上还有一个“Duo”版本，它也支持从工具下方流出的冷却液，这在切断应用和重切削过程中特别有用。
TMAC学习为每个刀具和切削部分计算最佳功率，并将其与用户定义的极限进行比较，以计算刀具切削时的磨损。但是，除非既坚固又精确，否则快速更换刀具的价值不大。因此，山高的 QC 系统配备了获得专利的硬质合金销槽设计，可实现更精确的刀片定位。 Cupp 说：“我们的经验是，位置重复精度在 0.001 英寸（0.0254 毫米）或更好，足够精确，我们可以在不调整直径的情况下更换螺纹刀片，并且我们不再需要在更换磨损的刀片后关闭。因为为此，我们现在直接在程序中写入刀具偏移量，以加快转换过程并减少操作员出错的可能性。”
温莎总结
这个故事还有更多内容比贝塔特大量快速更换工具和新型瑞士式数控车床。作为交钥匙协议的一部分，REM Sales 的 Adam Smith 负责实施一个额外的尖端系统——来自缅因州韦尔斯 Caron Engineering Inc. 的 TMAC（工具监控自适应控制），旨在让 Armstrong International 能够操作Mark III 几乎无人看管。
Mike Laurendeau 负责美国东部和加拿大的 Caron 产品销售以及整个北美的 OEM 客户，密歇根州罗密欧市 Ovation Engineering 总裁 Bruce Cunningham 介绍了 Findlay和 Cupp 到 TMAC 系统。 “简而言之，TMAC 是一个通用接口，使车间能够避免加工过程中出现任何负面影响，”Laurendeau 说。 “它使用安装在机器上的传感器和先进的软件来检测切削力和振动，然后采取适当的行动，无论是调整工艺参数，还是切换到备份切削ting 工具，或关闭机器并发送警报。”
交钥匙项目取得了圆满成功。除了山高的模块化 QC 刀具和 Caron Engineering 的 TMAC 之外，新机床还配备了 EDGE Turbo 刀库式送料器（TMAC 对其振动进行监控）、Tsugami 用于改进切屑控制的振荡切削功能以及 MP Systems 高压冷却装置。而且，在 Wojtanek 的建议下，Armstrong Industrial 改用山高的 TS2050 等级 DCGT 刀片，据报道，与该车间的传统车刀相比，此举使刀具寿命延长了四倍。
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交付六个月后，B0326-III 正忙于制造零件。经过短暂的培训期后，生产在 3 月初迅速增加到三班倒，其中两班经常无人值守。主轴利用率每天接近 92%。借助新的车削材质，山高的模块化 QC 系统将与换刀相关的停机时间从 403 缩短到每年只需 51 小时，提高了 88%。
消耗性工具成本也有所下降，预计每年可节省 6,000 美元。机器设置时间也更短，通常不到半小时，即使是没有经验的操作员也是如此。与 Tsugami 的振荡功能和 HPC 一起，山高的 Jetstream 刀具技术改进了切屑控制，以至于现在即使是超拉丝 17-4 也可以处理。 17-4 PH 座椅的周期时间是多少？曾经的 83 秒已降至 55 秒，同时将离线雕刻操作的时间和处理吸收到加工过程中。
“老实说，我们将这最后一部分的大部分归因于 Tsugami 的更快急流和多任务处理能力，但这不仅仅是周期时间，”Cupp 说。 “山高的 QC 刀具大大简化了换刀和设置程序，这在我们的 Index 退役后对我们来说非常重要操作员。现在，即使是经验不足的机械师也可以在机器上工作。拥有冗余工具也带来了巨大的不同，因为它让我们一次可以离开机器几个小时。刀具寿命的延长为我们部门节省了大量资金。”
Findlay 对此表示同意，但他建议 TMAC 是将所有这些结合在一起的粘合剂。 “一旦感觉到工具负载增加，TMAC 就会启动一个调用替换工具的宏，”他说。 “如果它感觉不到任何负载，则意味着工具损坏，因此 TMAC 会告诉机器切断该部分并使用新工具重新开始循环。没有停机时间。如果一切都失败了，TMAC 会向负责该班次的人发送警报。最重要的是，TMAC 的负载监控功能使我们能够更好地了解加工过程，提供额外的优化机会。在 TMAC、Tsugami Mark III 和山高的模块化 QC 系统之间，我们清楚有一个成功的组合。”
