ミネソタ州の金属製造業者は部品の自動化で曲がり角の周囲を調査

Mar 09, 2023

片側に縁のある長い板金部品がパネルベンダーから取り外されます。

戦略的な計画を含むすべての計画は変更される可能性があります。

ミネソタ州ブルーミントンの Dalsin Industries は、顧客の要求への対応と成長の機会のバランスをとることに努めながら、将来に目を向けてきました。 社長兼最高経営責任者（CEO）のトム・シュメリング氏によると、同社は「業界の平均的な成長を上回っている」が、それには、同社の13万5000平方フィートの敷地でより多くの金属を加工し、より多くの部品を生産しようとするプレッシャーが伴う。 施設。 (Dalsin Industries は、The FABRICATOR の 2022 年の FAB 40 リストで 31 位にランクされており、2021 年の収益は 4,500 万ドルと報告されています。)

The FABRICATOR が同社の 2020 年産業賞受賞を特集して以来、Dalsin Industries は 8 台の自動塗布ガンを備えた粉体塗装ラインを追加しました。 一部の大規模受託製造顧客向けの電気機械組立プロジェクトに対応するために、製造現場も変更されました。

同社の生産業務担当副社長のボブ・ボーガーディング氏は、「われわれはここで進化しているところだ。競争力を維持し、顧客との関連性を維持するには進化する必要がある」と語った。 「これは当社の DNA に組み込まれており、過去 80 年間にわたって新規および既存の顧客とともに当社が成長するのに役立ってきました。」

しかし現実は、おそらく追加のスペースが必要であることを示唆していました。 同社は約140人の従業員を雇用しており、10月中旬に3番目のシフトを追加することを検討していた。

「ここでできることの限界に達していることはわかっていました」とシュメリング氏は語った。

戦略計画では、将来の拡大に注意を払うことが求められました。 今すぐである必要はありませんでしたが、継続的な成長には近いうちにさらなる余裕が必要になることを社内の誰もが知っていました。

その成長の多くは、同社が専門分野と考えていたもの、つまり、大型で扱いにくい、ゲージの薄い成形部品によるものでした。 この種の部品は通常、プレス ブレーキで 2 人が作業し、正確に成形するのに多くの時間を必要とします。 自動化が必要な部品があるとすれば、それはこのタイプでした。

Dalsin Industries はそれを認識し、家電、エレベーター、医療、ラッキング システム、再生可能エネルギー、輸送業界の企業との取引を獲得するために、1995 年以来 P4 Salvagniniwww.salvagnini.com パネル ベンダーを採用しています。 (ダルシンは、1990 年代半ばに最初のパネル曲げ技術に投資しました。) パネル ベンダーは曲げを行う際に部品を扱い、操作するため、通常は 1 人でセルを操作し、機械と一部の部品にジョブを流し続けることに集中できます。成形された部品が工作機械から出てくるときの取り扱い。

しかし、同社は長年にわたってこれらの部品を製造するだけではありません。 同社は、複数の製造ステップが必要となる可能性のある部品を、おそらく小規模な二次プロセスだけで部品を完成させるだけで、パネルベンダーが自動的に形成できる設計に変換することを期待して、顧客に設計エンジニアリングサービスを積極的に提供してきました。

Salvagnini S4 パンチングおよびせん断機と P4 パネル曲げ機は、Dalsin Industries のミネソタ州レイクビルの新しい施設にある MV 自動材料保管および配送システムに接続された 2 つのシステムのうちの 1 つです。

「自動化を検討すると、人件費がいくらか削減され、再現性のメリットが得られます。これらの理由やその他の理由から、自動化を検討する理由はたくさんあります。」と、Dalsin の技術運営担当副社長の Keith Diekmann 氏は述べています。 「しかし、お客様が何をしているのかを見ると、私たちはエンジニアリングのための設計サービスを提供し、より優れたネズミ捕りの構築を支援することができます。部品全体のコストを削減したり、さらには重量を軽減したりすることもできます。」

ディークマン氏は、パネル ベンダーだけでなく全体のデザインを改善するために再設計された市営バスのドアの例を紹介しました。 元のドアは、シートメタルスキンを備えたチューブアセンブリで、合計 7 つの部品で構成されていました。 3 つの部品からなるアルミニウム製アセンブリに再設計され、部品の重量が 20% 削減され、自動化によって顧客の仕様を満たす一貫した部品が得られるため、安心してバスに取り付けることができました。

ダルシンの経営陣は将来を見据え、現在の顧客ベースにサービスを提供し続け、同様の部品プロファイルを特徴とするセグメントでの新たな機会に取り組むには、より多くの製造スペースとさらなる自動化が必要であることを認識していました。 同社が知らなかったことは、この新しい製造の道に乗り出すチャンスが予想よりもずっと早く訪れるということでした。

2021 年、ダルシンは、大手 HVAC 製造施設にあった高度な製造および成形装置が売りに出されているという情報を入手しました。 HVAC OEM は別の施設で操業を統合していたため、自動化された材料保管とハンドリングを備えた大規模なパンチング、せん断、およびパネル曲げシステムが出張する予定はありませんでした。 その機器には新しい場所が必要であり、ダルシンはそのような購入が自社の戦略目標に適合するかどうか疑問に思いました。

移動する必要性がそこにはありました。 馴染みのある業界の新しい顧客を調査し、場合によっては新しい製造分野を模索するという意図はありましたが、計画はしっかりと具体化されていませんでした。 そして、その機会は彼らの顔の前に軽くたたきつけられました。

「私たちは、これが私たちの未来の工場がどのようなものかを定義することになるだろうと考えていました」とボーガーディング氏は語った。

ダルシン社は、機械と材料保管ラック システムを設置する正式な場所をまだ持っていなかったにもかかわらず、この装置に非常に興味をそそられ、製造および成形システムの購入を約束しました。 ボーガーディング氏は、2021年7月の時点で、自動化システムに適した場所を見つける競争が始まっていると述べた。

ダルシンの経営陣はすぐに、新築であれば 26.5 フィートの高さの天井と 40,000 平方フィートの広々とした空間を見つけるのが簡単であることに気づきました。 幸運なことに、ツインシティーズエリアでは、2021年に商業建設が堅調に推移しており、特にダルシンが求めていたスペースと天井高を備えた建物が目立っていた。 （ボーガーディング氏は、商業用不動産ブームは、企業が輸入製品を適切な納期で配送できないためにサプライチェーンが崩壊するのを目の当たりにする中で、過去数年間に出現した「万が一に備えた」製造環境の副産物だと述べた）海外情報源からのタイムリーな情報です。）

捜索から数週間後、ダルシンのチームはミネソタ州レイクビルがこの新しい施設の建設地であると特定した。 それは製造業と流通業のためのより大きな建物とキャンパスの一部でした。 また、ミネアポリスとセントポールの南に位置するため、トラックがレイクビルの建物を出発する際、ほとんどの場合、交通渋滞を回避することができました。

そこからは準備がスパートでした。 ボーガーディング氏によると、ゼネコンはリースの最終詳細が決定され合意される前から、足場の掘削作業やコンクリートの注入作業を行っていたという。 実際、床がまだ完成していなかったにもかかわらず、春の終わりまでに、ダルシンは新しく購入した製造および成形機器をレイクビルの敷地に届けました。 建物の所有者は、床が完成するまで、トラック 35 台分に相当する機械や資材の保管ラックを隣の建物に設置することを許可しました。

P4パネルベンディングマシンはワークピースを扱います。

「このプロジェクトには多くの変動部分がありましたが、すべてを調整して完了させました」とボーガーディング氏は語った。 「本当にあっという間に過ぎてしまいました。」

2022 年末現在、レイクビル工場は想定どおりに機能しています。 施設全体は4人の従業員によって運営されています。

大型の Salvagnini MV 自動資材保管および配送システムには 350 の棚があり、各棚の耐荷重は 6,000 ポンドです。 60×120インチ。 材料は施設の一端にあります。 フル装備の保管システムの重量を支えるために、ダルシンでは深さ 3 フィートのコンクリート基礎を注ぐ必要がありました。 棚システム内のピッカー クレーンが保管ラックからトレイを取り出し、システムの両端にある活物質コラムにトレイを運びます。 そこから、材料は 2 つのラインのうちの 1 つに供給されます。どちらのラインにも Salvagnini S4 パンチングおよびシャーリング マシンと P4 パネル ベンディング マシンが含まれています。 自動パンチングおよびせん断装置に供給される材料は、処理がスケジュールされているジョブによって決まります。

資材倉庫内のトレイの重量は秤で常に監視されており、在庫を追跡する際に役立ちます。 ボーガーディング氏は、この機能はデジタル接続された製造現場が提供できるものの例の 1 つであり、人間の介入なしに必要に応じて板金を追跡および注文できると述べました。

活物質タワー自体には 14 個の棚があり、コンベアを介してパンチングおよびせん断ユニットに供給され、シートが正しい位置に回転します。 S4 のパンチ能力は、パンチ ヘッドに 60 を超えるアクティブなパンチがあるという点で、一般的なタレット パンチとは異なります。 他のパンチングマシンによくある中央ラムとアクティブパンチが 1 つずつありません。 マルチプレスヘッドはさまざまなパンチを含むダイ構造で構成されているため、パンチングツールを交換するために停止する必要はほとんどありません。

ボーガーディング氏は、このマシンを他のパンチングマシン技術と比較しながら、「これはパンチングをより高速に行う方法です」と述べた。

直角シャーはX軸とY軸を独立して切断することができます。 実行される材料の厚さに基づいて自動的にギャップを作成します。 これにより、別のパンチング マシンでニブリング ツールを使用するような、長く断続的なカットを迅速に行うことができるだけでなく、作業の最後に材料の骨格を扱いやすいサイズにスライスするのにも役立ちます。 マテリアルハンドラーはスケルトンの処分について心配する必要はありません。 スクラップはコンベアに落とされ、コンベアは材料をビンに送り込みます。

S4 には、一部のパンチングマシンに通常関連付けられているクランプ保護ゾーンを排除するクランプ機能もあります。 ご想像のとおり、レールに沿ってクランプが付いていますが、材料をクランプするマニピュレータもあり、材料を回転させたり、他のクランプのために通常立ち入り禁止である可能性のあるものに穴を開けたりすることができます。

S4 は、スクラップが送り込まれるのと同じシュートを使用して、シャーを使用して部品をスケルトンから解放し、部品を 3 つのビンの 1 つに供給する別のコンベアに送ります。 制御ソフトウェアは、部品がシュートを避けて 2 つの完成品テーブルの 1 つに移動できるようにすることもでき、そこで指定された場所に積み重ねたり、パネル曲げ機に直接配送したりすることができます。

材料を別の方法でパネル ベンダーに提供する必要がある場合に備えて、パーツ/パネル フリッパーがパンチング/シャーリング マシンとパネル ベンディング マシンの間に配置されます。

穴のあるシート メタル パーツが表示されます。

P4 は、ブルーミントンの施設にある Dalsin のパネル曲げ機械とほぼ同じように動作します。 部品が作業領域に入ると、マニピュレータが部品をつかみ、次の曲げに向けて正確に位置決めします。 曲げツールが上下にフランジを形成している間、部品は静止したままになります。 その後、機械がすべての面の曲げプロセスを続行するときに部品が回転するため、非常に効率的な曲げプロセスが可能になります。

パネル曲げ機では共通のツールを使用してさまざまな部品形状や材料の厚さを加工するため、セットアップは問題になりません。 ほとんどの場合、オペレータはクランプツールを新しい位置にスライドさせる必要さえありません。これは、機械に予定されているジョブのほとんどがツールのセットアップに適合しているためです。

P4 で最後のフォームが作成されると、パーツは 2 つのポイントのいずれかから抜け出します。 最初に材料保管システムで開始され、両方の機械を通過する部品を人間のオペレーターが取り扱う必要があるのはこれが初めてです。

ボーガーディング氏は、レイクビルでの組み立てのために機器を納品する前に、HVAC メーカーを何度も訪問したと述べました。 訪問するたびに、彼はシステムがダルシンのニーズにどのように適合するかについてより良いアイデアを得ることができました。 彼の目に留まったものの 1 つは、簡単なキットの組み立てのために注文に応じて部品を生産する機械の能力でした。 HVAC メーカーは自社の製造哲学の一環としてこれを行っており、Dalsin も他の顧客のために同様に行っています。

「私たちがやりたいこと、そして熱心に研究していることの 1 つは、『ダルシン化』された機器を持つことです」とボーガーディング氏は語った。 「私たちは標準的な機器を採用し、それが何ができるかを正確に知るためにそれを推し進めます。」

ダルシンは、新しい自動化に適した作業のほとんど（打ち抜きと曲げの両方が必要な部品）をブルーミントンからレイクビルに移し、同社の元の場所でより複雑な作業を行う能力を解放しました。 これにより、新しい施設の活動の強固な基盤が提供されましたが、ダルシンは作業量をさらに増やすことを検討しています。 必要に応じて、レイクビルの場所に 2 番目のシフトをすぐに追加できます。

ボーガーディング氏は、ダルシン社は現在、レイクビルのシステムを同社のERPソフトウェアに接続することで、将来の工場の可能性を真に解き放つことを目指していると述べた。 新しい機器が部品生産の合理化に役立ったのと同じように、インダストリー 4.0 の接続はフロントオフィスのプロセスにも同様の効果をもたらします。 顧客に対応する際に、時間とコストの両方の観点から可能な限り効率的に対応することは、すべて計画の一部です。

「当社を監査しに来た既存の顧客や新規顧客から得られるフィードバックは、当社が持つ機能の広さに驚いているというものです」とボーガーディング氏は語った。 「私たちは、必要なときに必要な機能と能力を備えたワンストップショップであることを彼らに知ってもらいたいのです。」

レイクビルの自動製造および成形セットアップを使用すると、これがはるかに簡単に実行できます。 ダルシンにとって今の課題は、メッセージを伝えることです。

プレス ブレーキは自動製造および成形システムの最後にあります。