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托盘系统软件提高单元的灵活性

运行该店最新FMS的软件来自Fastems,增加了一层自动化,提高了熄灯操作的固有灵活性、生产力和效率。动态作业调度是关键。

“这就像每天洗一副牌。”这就是Paul Hogoboom对P&J机械加工公司作为一家竞争激烈的航空航天工作车间所面临的管理不断变化的工作优先级的挑战的描述。霍格布姆是P&J公司的总裁,该公司位于华盛顿州普亚卢普(Puyallup,西雅图以南35英里),他和弟弟迈克(Mike)共同管理这家公司。他们一起继承了36年前他们父亲创立这家公司时开始的传统。

像他们的父亲一样,Hogoboom的儿子们积极寻求先进的加工技术,以保持竞争力和盈利能力。这一政策在该车间在柔性加工系统和托盘单元上的长期熄灯加工历史中是显而易见的。这些自动化系统中的第一个于1997年开始运行,最新的一个于2014年开始运行。事实上,比较这些装置显示了细胞概念和支持它的技术的演变。

最新的系统由两个四轴Matsuura hmcc和一个Fastems托盘存储和检索系统组成,代表了Hogoboom先生认为的在这个无光航空航天加工领域最重要的进步,即控制软件能够根据客户生产需求的变化自动重新安排工作优先级。简而言之,就是FastemsMMS5单元控制系统确定工件托盘的最佳顺序,以满足客户飞机“建造预测”的要求。

可以这么说,这种“洗牌”工作优先级的能力使卡片堆得对商店有利。该软件功能的一些主要好处包括提高了系统的灵活性,可以在单元的任何时间管理30到45个不同的零件号,更好地协调生产时间,以满足在客户工厂加快飞机组装的配套程序,缩短时间(97%到98%)以及简化码头到码头的物料流程。跟踪生产细节该软件还提供可靠的可追溯性,以遵守航空航天合同。

集成松浦数控机床"width=

两个松浦每加500卧式加工中心。这些四轴,40锥度机器有320工位的工具杂志,高压冷却剂系统和大容量的芯片输送机馈送大型芯片箱。

鉴于P&J在熄灯生产方面的长期经验,P&J已做好充分准备,充分利用新型自动化单元的先进功能。多年来,该车间已经了解了计划、前期工程、人员配备、培训和日常运营方面的考虑因素,以便在任何自动化单元或系统上实现无人值守的成功操作。所有这些因素都适用于新系统,加上学习利用系统的调度、联网和机器监控能力控制软件.例如,对系统的远程访问为主管和高层管理人员提供了监控工作进度、即时响应客户查询以及与单元操作团队良好交互的工具。

“我们是一家航空航天车间,而不是生产工厂。灵活性必须与自动化相结合,才能在车间环境中发挥作用,”Hogoboom先生坚持认为。Fastems控制系统的动态调度能力将这种组合提升到了一个新的效率水平,并证明了其在当今航空航天作业车间设置中的价值。

地平线上的hmc

Hogoboom先生用这样的陈述总结了托盘化hmc的细胞加工的影响:两个托盘化hmc的容量相当于10个未托盘化的vmc。他的结论是基于车间的经验,从依赖垂直机器到引入托盘水平和过渡到无人值守的自动化系统加工。该公司的根源可以追溯到20世纪70年代初在塔科马地区的家庭车库中进行的合同加工。1986年,该公司搬到了普亚卢普郊区的一栋新大楼。当时,它的加工完全在vmc上进行。上世纪90年代中期,霍格布姆成为了制造经理,开始探索横向技术,他的注意力受到了他父亲的鼓励,当时他父亲仍在公司管理部门积极工作。

他回忆道:“我们学到了很多关于简化设置、离线工具准备和其他快速更换技术的知识。但越来越明显的是,垂直加工操作中不可避免的闲置时间拖累了盈利的生产,特别是对于该公司正在竞标的许多航空航天零件而言。

在参观了围绕hmc建造的自动化单元的当地商店后,霍格布姆相信,航空航天加工的未来就在这个方向上。1997年,该店购买了第一台托盘式HMC,尽管这项投资的成本(超过100万美元)让他的父亲有些震惊。

然而,随着车间习惯了水平加工和使用托盘来消除闲置时间,投资的回报变得明显。获得了更多的托盘,然后添加了第二台机器,然后安装了为两台机器服务的托盘存储和检索系统。在此过程中,这家工厂学会了变得更有组织、更有纪律,以便开始熄灯加工(Hogoboom说,这是达到生产水平的唯一途径,可以为这些昂贵的系统带来回报)。

从那时起,该车间又增加了三个由完全托盘化的hmc组成的自动化系统。最近安装的松浦hmc和Fastems托盘系统是迄今为止这一趋势的高潮。该系统于2013年底开始安装,安装地点是在普亚鲁普油田原设施(但扩建了很多)旁边的一栋两年前建造的建筑。该电池用于铝航空航天部件,于明年年初投入使用。

高托盘自动化

彩信可以显示托盘状态"width=

在主单元指挥站,Fastems MMS5控制系统提供软件工具和显示屏幕,用于与单元团队交互。此屏幕以颜色编码格式显示所有60个托盘的状态。

新的Matsuura/Fastems单元为P&J创造了许多第一次。这是该店第一次安装Fastems托盘系统.这是美国第一个这样的系统,Fastems的20英尺高的机架用于500毫米的托盘。该松浦H + 500机服务的托盘系统这是美国第一个HMC模型。

托盘系统共容纳60个托盘,并有两个相邻的装卸站。hmc并排位于托盘系统的另一端。这些加工中心的侧面和后部有足够的通道。托盘的存储、提取和运输由轨道导向的堆垛起重机,该起重机在整个系统中运行。托盘架有五层,每层有12个工位。最高的水平是开放的顶部,以容纳托盘与异常高的固定装置或工件,延伸以上的直立底座安装在托盘上。

“我们喜欢Fastems托盘架的硬件,因为它们坚固而坚硬,”Hogoboom先生解释道。货架可以接受固定和装载的托盘,重达1540磅。每个托盘站下的粉末涂层钢托盘收集冷却剂径流,并将其输送到管道中,引导回中央冷却剂系统。在不太可能发生的故障导致失控的情况下,轨道导向堆垛机由线路两端的减震缓冲器保护,以防止硬停止。该系统可以扩展托盘机架和堆垛机穿梭轨道。由于堆垛机通过光学红外发射器接收指令,因此没有电缆来限制它的距离扩展

MMS总是领先一步,根据订单自动计算优化的生产流程和必要的资源。"width=

单元格的第二个图形表示提供了当前活动的高度可视化概述。通过单击附近的信息框,可以显示有关单元组件的详细信息。

每艘Matsuura hmc都有许多机载自动化系统,以促进熄灯操作。自动换工具有320个工具工位,为所有工具提供了足够的空间,并提供了大量的副本,以覆盖几乎每一个操作所需的零件,通过这个单元。激光工具传感器检查传递到主轴的工具是否损坏或缺少组件。安装在主轴上的触摸探头在每个粗加工周期结束时检查关键特征,并可以将检查数据输入CNC,以调整精加工参数,以确保零件质量良好。

灵活性在于软件

霍格布姆承认,P&J的所有自动化加工车间都能够在一天24小时中有14个小时无人值守,在白班的剩余时间里,有操作员在现场卸载已完成零件的托盘,并重新装填,以保持机器几乎24小时运转。自动化线路在周一早上关闭,时间只够完成系统检查和定期维护。使这个最新的细胞与众不同的是功能软件系统

控制系统在另一个单元上是好的,因为它们完全按照单元操作员提前告诉它们的去做。换句话说,当工作根据输入的计划完成时,他们能够交换托盘。较新的系统可以通过短信或电子邮件发送警报,如果发生计划外的中断。然而,托盘的优先级、调度和路由是完全由操作员输入决定的功能。如果作业优先级由于调度意外而改变,则必须手动更新单元的工作计划以反映这些变化的需求。

Fastems的软件小区控制系统相比之下,它可以自己管理这个调度功能。它跟踪单元中活动的作业,并响应车间主调度和制造资源计划(MRP)系统接收到的零件数量和交付日期。基于这些输入,单元软件协调各种活动,在正确的时间以正确的数量完成正确的部分。

它协调的活动包括原材料交付到装载站,以适当的顺序装载托盘(使用适当的夹具),并根据优先级安排可用的机器时间。如果另一个托盘必须继续以满足修改后的交付日期,该软件具有将托盘返回存储的智能。完成后,存储的托盘将自动重新激活到其在时间表中的位置。

Hogoboom先生说:“这个软件的美妙之处在于,它可以对部分组合、部分数量和部分到期日期的变化做出反应,而无需细胞团队进行额外的计划。”例如,如果某个数量的部件的交付日期提前,系统会自动重新调整托盘顺序和机器分配。具有“热”任务的托盘将排在优先级较低的托盘之前——这些托盘可能会返回存储区,等待稍后机器上的打开时间。

该系统还管理单元内的加工资源。例如,系统检查预定工作所需的刀具是否在ATC中,并且这些刀具有足够的刀具寿命来完成工作。丢失的工具或需要更换的工具会被标记出来,以引起操作人员的注意。

强调这种灵活性价值的一种常见情况是来自客户的晚期工程版本。这些部件必须移到生产线的前面,以便快速交付将帮助客户赶上生产计划,以防止飞机装配线的延误。Hogoboom先生报告说,有时为了满足客户的要求,即使是一个零件也必须在白班或最晚第二天早上在车间内完成。当这些紧急作业完成后,单元软件将重新激活站立时间表并进行调整以进行补偿。

同样,单元软件可以相对轻松地适应工作时间表,呈现出零件类型、批量大小和到期日的不断变化,这对P&J的主动配套程序是一种帮助。套件是一种运输集装箱,用于装下飞机组装过程中某个特定步骤所需的所有部件。该容器直接交付到客户装配线上的使用点,在那里,组装人员在需要时立即打开工具包。由于零件是在预先标记的托盘或隔间中接收的,准备了相关的装配说明和检查表,因此装配简化了装配,减少了错误,消除了零件短缺,并避免了客户接收部门的延误。

要参与一个成套装备计划,供应商必须承诺遵守它涉及的纪律和组织。例如,套件的交付必须与客户密切协调,因为预计生产的飞机数量和配置每月都不一样。P&J使用客户的生产预测来确定套件的出货时间,这个时间必须反映在加工单元的计划作业中。在Matsuura/Fastems单元上,保持零件生产以满足配套要求是最容易的,Hogoboom将其归因于其调度能力。

在内部,在原材料流程中也享受类似的好处。根据工作计划的类型和数量,工件毛坯每天两次送到加工单元。由于该工作计划定期更新,因此这些材料的交付是准确和及时的,从而最大限度地减少了加工单元的工作阶段。从加工单元中出来的加工零件同样迅速地进行进一步加工。

商店尽其职责

在单元软件动态维护进度的能力的基础上,是P&J为配合该单元的安装而精心开发的生产策略。这一策略反映了该车间之前在细胞加工和熄灯操作方面的经验。Hogoboom先生强调,自动化电池的成功很大程度上取决于在配置和安装之前所做的关键决策。

以下是该店为Matsuura/Fastems单元准备的一些主要步骤:

1.创建一个有效的单元操作团队。

Fastems FMS提供优秀的人体工程学和安全的工作环境"width=

(1)一旦这个托盘装载完毕,站门关闭,班车就会自动将其送到下一个目的地。托盘上的工件可能是下一个要加工的工件,或者它们可能被保存在仓库里,直到工作时间表需要它们。当车间的MRP系统发送工作订单和到期日期更改时,单元软件动态地管理此工作流。

这个团队的合适人选必须具备很强的机械加工和技术管理技能,对新想法和新程序持开放态度,在团队中发挥良好作用,态度和期望灵活。这个单元的负责人是里克·纳尔逊,他是P&J的资深员工,在自动化单元操作方面有丰富的经验。单元团队通常包括一名熟练机械师、一名程序员、制造经理、一名维修人员和一组机械师/操作员,他们被分配在白班期间运行单元。

2.“预工程”细胞生产的各个方面。

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(2)在单元规划和安装的“工程前”阶段,必须确定最适合单元性能的工件的类型、形状和尺寸等重要决定。这个铝零件是在电池上加工的最大零件之一。注意毛坯边的榫尾。单元软件知道哪个托盘适合固定该部件,以及时间表何时要求将其交付用于装载。

这一步包含了关于如何在单元上加工零件的大部分决定。它包括决定要生产的零件的类型和尺寸,夹具和夹紧机构的设计,切削工具的规定,以及许多其他细节。在这种情况下,该单元专门用于铝制工件,其中大部分可以装入面包盒中。目前在该单元上生产的大部分部件是机翼到机身的部件和内部结构部件,用于两个长期运行的商业喷气式客机项目。在单元上可以生产大约700个不同的零件号,涵盖几个广泛的类似工件家族,尽管在典型的一天中可能在生产阵列中表示30到45个不同的零件。

由机床制造商提供的500毫米托盘具有t型槽和螺栓孔。许多托盘有一个倒置的t形直立提供两侧安装各种虎钳和其他夹紧装置。每一面可以固定为不同的部分或不同的操作。每个操作的工件方向和最实用的工件夹具选项一起确定。工程前期阶段这方面的一个重要目标是平衡所需夹具的种类和满足预期订单数量的能力。

关于切割工具的决定也需要平衡。空中交通管制中心的容量虽然很大,但并不是无限的。两台机器都有相同的刀具库存,以便在调度时可以互换;任何一台机器都可以加工任何托盘。数控程序员维护可用工具列表,并相应地编制零件程序。编程部门还提供工具寿命数据,以便单元控制系统可以管理工具的使用情况。

3.以数字格式提供完整和准确的文档。

该文件的可用性对有效的托盘装卸程序是至关重要的。例如,当已完成工件的托盘在日班开始时卸载时,单元软件自动交换旁边要加载的托盘,以保持单元按计划进行生产(除非相同的托盘只是需要立即重新加载)。当每个打开的托盘到达时,装载站控制面板上的操作员界面使操作员能够打开带有图片插图、设置表和工作说明的部分装载说明。操作员输入告诉系统装载或卸载每个托盘的状态。反过来,系统根据时间表管理托盘流程。

Hogoboom先生警告说,在自动化加工单元的整体管理中,很容易低估这些初步步骤的重要性。Fastems中的软件小区控制系统然而,它通过使细胞运作顺畅和高效来奖励这种努力。他说:“证据就是这个车间机器的生产率——只有在更换托盘或更新切割工具的时候,它们才不制造芯片。”

商店管理模式?

电池控制系统的另一个不可忽视的方面是,它作为一个机器监控系统。它收集有关机器利用率、过程详细信息、发生时的警报和警报以及其他数据的信息。这些数据可以在各种报告中进行分析和汇总,这些报告可由单元负责人和生产经理定制。它还与各个部件编号相关联,用于跟踪和可跟踪性目的。

事实上,Hogoboom先生把这个自动化车间视为他希望整个车间如何运作的一个模型。例如,单元的自动化程度使得它非常高产。机加工资产的利用率非常高。细胞使劳动力成本降低,同时使劳动力投入的价值最大化。(P&J成功地吸引了有才华的学徒,因为公司的职位可以如实描述为好工作和吸引人的机会。主管们会密切关注最佳候选人,引导他们进入自动化单元团队。)

小区控制系统还提供了可见性。商店经理可以看到每一项工作的位置,以及进度与计划的密切程度。没有猜测。这种性质的店铺可见度很难达到。

该单元的灵活性使其非常适合航空航天作业车间的环境。它支持对客户需求的响应,这是一种明显区分零部件供应商的能力。动态调度是这种能力的主要贡献者,Hogoboom先生希望看到P&J的整个制造企业都能实现这种能力。

文章来自:5/14/2015现代机器商店,马克·阿尔伯特,主编

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