想要减少设置时间并提高竞争力？在投资快速更换工具或新机床之前，请照照镜子：障碍可能就是您。
这个YASDA PX30i 五Methods Machine Tools 的 -axis 加工中心配备了快速更换工件夹具作为其托盘更换系统的一部分，尽管没有什么能阻止任何拥有类似设备的人为他们现有的机器添加快速更换。 （由 Methods Machine Tools 提供）如果您正在寻找有关离线刀具预调器、零点工件夹持系统以及快速更换刀架和卡盘的建议，请停止阅读并返回工作岗位。我们本可以（再次）采访那些提供者，但让我们面对现实吧：所有这些东西都围绕着我们r 几十年。
是的，这些年来它有所改进。它变得更紧密、更准确，甚至更便宜。但是，如果您的商店现在至少还没有使用其中的一部分，那么很有可能无论阅读多少杂志文章都会改变这一点。
牙医和 IndyCars
Jim Van Buskirk 是位于马萨诸塞州萨德伯里的 Methods Machine Tools Inc. 应用工程高级总监。他对新型 CNC 机械的价值有很多话要说，我们很快就会谈到。但与本文中的其他人一样，他解释说，再多的先进工具或机器技术也无法帮助杂乱无章或不注重消除浪费的商店缩短设置时间。
对于上下文，Van Buskirk 指出：“上次你去看牙医时，她每次需要仪器时都会从椅子上站起来吗？还是所有这些运送到工作区域的工具都经过清洁、组装并准备好用于当天的程序？机械车间在设置 CNC 设备时应采取类似的方法。”
Van Buskirk 将这种准备工作等同于 SMED，即单分钟换模，这是精益制造大师 Shigeo Shingo 引入的概念六十多年前的丰田汽车公司。他说，Methods 在设计加工工作流程、工件夹持和刀具夹持设置以及其他客户特定解决方案时强调了这一概念。 “我们部门的任务是寻找减少机器闲置时间的方法，并确保客户获得最多的时间，因此 SMED 是一种心态，一个起点。这是一个真实世界的解决方案，也是我们在处理项目时首先关注的地方之一。”
你是一个多品种、小批量的制造商吗？周末而我机器继续制造零件？自动化转换过程是至关重要的第一步。 （由 Methods Machine Tools 提供）但是，SMED 尚未在北美的小批量、高混合机械车间得到广泛采用。
业内一些人可能会质疑这一点，认为它比打开午餐盒要花更长的时间，但在 SMED 的案例中，“一分钟”实际上意味着个位数的分钟——即少于十分钟。 Van Buskirk 说，这是一个有价值的目标，商店可以通过分析他们的设置操作来努力实现这一目标。 “把转换过程录下来。每当那个人离开该区域时，找出原因然后修复它。记录设置机器所需的步骤数。将机器运行时可以做的事情和机器闲置时必须做的事情分开，然后想方设法消除那些不增加价值的事情，即使这意味着修改既定的程序。秒有些情况，尤其是这些情况。”
人们低估了进行快速转换所需的计划量，他补充说。提前准备好一切，让安装人员可以像牙医一样不离开工作区域是至关重要的。如果这不可能，请采用 IndyCar 维修站工作人员的方法 - 一个人更换轮胎，一个人清洁挡风玻璃，一个人加满油箱。
“就像 Indy 比赛一样，每个人制造中的分钟计数，”Van Buskirk 说。 “采用专注于消除流程中任何浪费的思维方式。为设置所需的一切制作一份清单，并提前准备好一切。提前了解机器何时完成一项工作，以便您可以立即开始下一项工作。通常，客户不会为设置时间付费，因此您尽一切努力减少设置时间至关重要。”
The Right Stuff
Methods imports machine tools,设计加工过程sses 和定制自动化系统，并组装选件套件，因此 Van Buskirk 会建议商店投资最新最好的 CNC 设备是可以理解的。他是对的：随着批量下降，商店需要既快速又灵活的机器，而那些保持最新状态的机器最有可能在竞争日益激烈的市场中取得成功。对 Van Buskirk 来说，这意味着大量的托盘、大量的工具库、集成的探测系统，以及令人惊讶的自动化。
在高混合、低产量的环境中实现自动化？无论如何，他说。 “我们有许多客户建立了带有零点工件夹持和集成存储转盘的立式加工中心。在这里，无需重新编程，机器人可以为每项工作使用相同的末端执行器，而不管托盘上放着什么零件。”
Dave Fischer 也有类似的看法。 Okuma Amer 的车床产品专家ica Corp.，北卡罗来纳州夏洛特，他是多任务机器的忠实粉丝，并指出它们非常适合希望尽可能快地转换的商店。根据型号和制造商的不同，多任务机器拥有带自动换刀器的大型刀库、副主轴、辅助刀塔和足够的轴，可以在一次操作中完成大部分零件的加工。配备快换卡盘后，车间可以提前设置任意数量的作业并在几分钟内进行切换，同时减少在制品和与二次操作相关的工具成本。
Fischer 说：“多任务处理还消除了当您最好的客户打电话询问热门工作时所带来的干扰。” “现有工作不会被拆除，没有半成品或孤立的零件，也没有数小时的停机时间。您只需更换卡盘爪，调用程序，然后开始制造零件。”
Baby Steps
For thoFischer 还没有准备好对多任务机器进行重大投资，列出了商店可以采取的一些小步骤来减少设置时间。对于 CNC 车床，这些包括刚才提到的快换卡盘，以及快换刀塔工具、集成棒材进给，以及 Van Buskirk 提到的具有标准化夹持的机器人零件处理。
大方刀库和所谓的“酒架”对于减少多品种、小批量加工环境中的设置时间至关重要。 （由 Methods Machine Tools 提供）但是，正如文章开头所述，许多这样的省时工具已经存在了几十年。那么问题就变成了：为什么没有更多的公司使用它们？费舍尔不知道。 “老实说，我对此很挣扎。在加入 Okuma 之前，我曾在一家商店工作过在这里，我们实施了快速更换工具。那是三十多年前的事了，那时候还算不上前沿。我知道那里有很多根深蒂固的习惯，厌恶风险，只是墨守成规，但我很困惑为什么这么多制造商不愿意进行哪怕是小额投资或改变他们做事的方式。好处是显而易见的。”
Fischer 补充了 Van Buskirk 早前的建议，并指出商店应该从当前设置时间和 OEE 水平（整体设备效率）的诚实基准开始。太多人带着玫瑰色眼镜看待这些，而不是采取科学的方法来减少废物。他说，不要再走老路了，想办法把它拉直，如果你的商店没有足够的资金来投资大件商品，那就从小事做起。
“相当通常，商店已经拥有一些解决设置和流程相关问题所需的工具效率，但他们要么不知道如何使用它们，要么没有花时间实施它们，”Fischer 说。 “例如，我曾与一位客户合作，他在重复工作中打破了钻头。这不仅让他们花费了很多钱，而且还阻止了他们熄灯。我向他们展示了如何使用负载监控功能（机器标配的功能）来解决问题。结果证明这是许多婴儿步骤中的第一步，导致增长，最近允许他们购买另一台机器。”
Fischer 最后引用了 2017 年的圆桌讨论，其中包括来自 Okuma、Mastercam、GE Power 的代表和其他行业领导者。在其中，山特维克可乐满总裁 Sean Holt 发表了至今仍支持 Fischer 的声明。 “他说，‘从大处着眼，从小处着手，快速行动。’霍尔特指的是工业 4.0 的采用，但他的话同样适用于任何持续不断的 i改进活动，包括减少设置时间。”
放轻松
总部位于俄亥俄州代顿的 Gosiger 工程总监 Mike Ferguson 建议，减少设置时间的途径始于组织. “我们的一个客户已经证明了小批量、高混合制造商在美国是多么成功。加工过程的每个部分都有详细的记录。他们的工具车上标有每个刀架、夹具或夹爪的位置。整个楼层都有大屏幕电视显示实时数据，显示正在运行的内容和接下来要发生的事情，操作员需要完成工作的任何东西都触手可及。令人印象深刻。”
像此处显示的那样经过适当加工和编程的柔性制造系统 (FMS) 可以轻松超过传统加工中心，例如ven on high-mix, low-volume work. （由 Okuma America 提供）这也很简单，至少对于操作员来说是这样。 Ferguson 和他的团队花费大量时间寻找简化设置过程的方法，将原本复杂的程序转变为即使技能较低的工人也可以执行的程序。在一个项目中，他们对一系列零件进行的转换并不比扫描工作旅行者身上的一系列条形码更难。这向机器控制中的宏程序发出信号，指示要运行哪个零件以及制造多少零件。另一个项目涉及闭环计量系统的开发，该系统允许操作员将工件放置在车间坐标测量机上，并让它根据结果自动更新工具长度和直径。
“为了缩短设置时间，从操作员的角度来看，一切都需要尽可能简单，”Ferguson 说。 “这可能意味着机内探测以减少任何机会人为错误，或使用 RFID 标签将刀具寿命状态和尺寸值上传到控制器的离线预设系统。夹具的位置也应该预先设定，因此操作员唯一要做的就是取下旧的并贴上新的——在许多情况下，这些步骤也可以自动化，这样机器人就可以执行转换。当然，实现这种简单程度需要大量的工程工作，正如人们所期望的那样。”
开始计划
Ferguson 补充说，所有这些馅饼都在OEE 天空并不局限于大公司——工程努力恰恰相反，即使是所谓的夫妻店也开始采取快速周转行动。 “我们看到许多车间要求在晚上和周末运行较小的批量，并且在操作员干预最少甚至没有的情况下进行。如果有合适的设备和工具，这是非常可行的。”
对于商店 li有了这些，就很容易达到 Van Buskirk 不到十分钟的目标。然而，正如 Jason Lutch 所解释的那样，高混合、低产量的方程式不仅仅是先进的工具和机械。还有编程。 “我在工具和模具行业工作了很多年，对我来说，要在短期生产和一次性生产中保持高效，归根结底就是让你的 CAM 软件接入你正在做的工作。”
那是 20 年前的事了。现在，Lutch 是位于俄亥俄州洛雷恩的 Absolute Machine Tools Inc. 的应用工程师。他说优化您车间的工具库和操作参数可能需要大量的努力。但至少对他来说，这让编程变得更快、更准确。一旦工作落地，设置只需要建立工作坐标。 Lutch 说：“这对帮助我们完成尽可能多的工作非常重要。”
和所有五轴加工中心一样，这台同泰Absolute Machine Tools 的 CT-350 能够在一次操作中生产范围广泛的复杂零件，从而减少 WIP、设置时间和运营成本。（由 Absolute Machine Tools 提供）淘汰旧款
幸运的是，与 Lutch 仍在从他的钢头靴中挑选切屑时相比，这些工作要容易得多。对于初学者来说，客户可以依赖基于云的刀具库（例如 MachiningCloud 和 Kennametal Novo）来获取应用信息，而无需四处搜寻纸质目录或像他以前那样征求刀具代表的意见。
Lutch 指出，刀具路径模拟也是减少编程工作量和设置时间的关键。在将程序发送到机床之前验证程序可以消除错误，增加操作员的信心，最重要的是，避免崩溃es 这可能要花费数万美元。 Lutch 还花时间为螺纹孔和型腔粗加工等重复操作建立固定例程，使许多工作像导入文件、选择几何形状和生成代码一样简单。
本着同样的精神，他指出了另一项在他的工具和模具时代无法使用的技术：对话控制。 “特别是在车间直接进行原型制作的情况下，我们看到对机上编程系统的需求有所增加，”Lutch 说。 “例如，FANUC 的手册指南 I 是一个很好的对话包，非常用户友好，可以添加到许多控件中。”
随着这些新的编程方法和现代机械的出现，需要进行教育自己。 Lutch 说：“我不想指出这一点，但太多的商店都坚持使用陈旧的加工方法。他们在这里投资了一台漂亮的数控车床或铣床，操作员想使用高速钢玉米芯切割机，否则您必须向他们解释为什么他们应该进行顺铣而不是传统铣削。诚然，这与减少设置时间无关，但确实需要继续教育和对新想法的开放态度。否则，无论工作数量如何，都几乎没有改进的机会。”
