發布日期：2022-04-17 點擊率：27
Genesis公司發現采用精益生產的A3解決方案，在機床上利用磁性卡盤裝卡工件具有更大的優勢，比通常簡單的零件裝卸速度更快。
在一個具有精益生產思維的操作過程中，相互溝通是一種清晰、簡明和直觀的交流方式。在這一點上，位于威斯康星州Superior地區的Genesis公司是一個很好的例子。
Genesis公司創建于1997年，是國際設備解決方案有限責任公司（IES）的一個分公司，專門為拆遷行業、廢料處理和材料搬運行業設計和生產挖掘機附件。其附件的應用范圍很廣，包括建筑構件的剪切以及軍用拖船的拆卸等。事實上，它的剪切機還被用于世界貿易中心遺址的清理剪切，幫助其在“9.11”事件后的恢復重建，以及切割Deepwater Horizon石油鉆井平臺發生事故后的水下管道。
圖1 Woerle先生說，采用一種公司范圍內的精益生產管理思路，Genesis公司就能夠確定并解決瓶頸問題，加速挖掘機附件的生產，如這臺用于拆遷、廢料處理和材料搬運行業的大型剪切機
Genesis公司于2005年開始踏上精益生產的征程，努力提高生產速度并保證及時交貨。像許多其他的生產企業那樣，Genesis公司最開始以諸如5S視覺為基礎的實踐方法，實施精益生產管理，改善工作場所的組織和價值流程圖，以確定哪些地方需要將價值添加（或不添加）到生產工藝之中。此外，還在整個工廠中，安裝了各種留言板，因而大家可以很方便地了解廠內的關鍵生產信息。
目前，該公司采用清晰的圖表式精益生產管理方法來識別和糾正生產瓶頸的根源問題：即采用A3報告。其之所以被命名為A3報告，因為它支持用戶將問題、分析意見、糾正措施和改善計劃記錄在一張A3紙的頁面上（頁面大小：11in×17in）（1in=25.4mm）。A3報告的精妙之處在于其能夠簡潔而有力地深入到問題的核心，用簡明扼要的文字和圖表反映這些問題并提出解決方案。
圖2 以前，Genesis公司在大型剪切機的組件上創建和焊接鋼鐵標牌，如圖中所示的層壓板，并使用傳統的夾具來夾緊，然后進行機加工操作
機加工車間的總監Woerle先生說，A3報告大大提高了Genesis公司剪切機和挖掘機附件的生產效率。其最近一份A3報告顯示，由于該車間的一些零件在裝卡固定的方式上發生了變化，使整個生產工藝過程中的流水線作業達到了比預期更大的效果。在最近一次采訪Woerle先生的過程中，他解釋說，事實上，使用這種新的工件夾緊方法之后，該公司每年的生產成本節約了80000美元。
磁性卡盤產生的影響
Genesis公司的每一臺剪切機都是由一系列的元件組裝而成，這些元件是采用等離子切割的鋼板制成，如Weldox、Hardox和SSAB公司提供的專用高強度合金鋼板。其中有些鋼板制成的工件是焊接在一起的，形成一個較厚的“疊層”鈑金件，因而還需要后續加工。在2010年底，這些加工操作問題被確定為該公司的生產瓶頸，需要不斷努力地去解決。
Woerle先生是一個使用A3報告來確定問題根源的工作組成員之一。在生產過程中，該工作組應用了豐田生產系統的“五個為什么”問題解決方法，每一個在生產過程中經常出現的問題，都需要通過提問“為什么”而進一步分析。這個問題一般需要提問5次或者更多，直到找出其根源。在這種情況下，加工瓶頸的根本原因并不在加工本身。相反，是焊接于元件上的鋼板標牌，使這些元件能夠被夾持在機床的工作臺上進行銑削加工操作。
圖3 需要進行的二次加工，包括切除標牌并以手工方式打磨焊接區域。采用磁性卡盤來夾緊工件，就不再需要這些毫無增值意義的加工步驟
在目前條件下的窗口中，它以圖表的形式顯示出每個加工組件的標牌總計有過7次接觸。圖表的下面是問題分析區域，列出了多個工藝流程的時間和費用，用于創建和使用夾具的標牌。這之中包括等離子切割標牌、標牌與組件的焊接、加工后標牌從組件上的切割、組件表面的磨削加工、一般的處理以及材料成本。該工作組確定，使用夾持標牌和普通夾具的年度總費用約為79920美元。
除了大量的成本費用之外，這種夾緊方法也會給加工后組件上焊縫的手工打磨帶來相關的安全問題。此外，采用焊接工藝也會使組件內部產生應力，這將可能導致組件在剪切使用過程中發生斷裂。
在A3報告中，該工作組發現，磁性卡盤可作為一種解決方案，用于裝卡固定工件，滿足機加工需要，從而代替標牌和傳統的夾具。于是該工作組決定使用來自Schunk公司的Magnos電磁卡盤。該卡盤利用電磁原理來夾緊磁性工件。磁鐵有南北兩極，磁通或磁能在兩極之間流動。當磁性工件處于磁鐵的兩極之間時，磁通進入該零件，使其產生感應磁極（與磁鐵的磁性相對應），使零件和磁鐵相互吸引。
圖4 Schunk公司的Magnos磁性卡盤附裝在底板上，它可以很方便地使用來自Jergens公司的快速交換鎖緊裝置安裝到機床的床體上
卡盤使用永久磁鐵，只有當與該磁鐵暫時連接的遠程電子控制單元發送一個快速的沖擊電流后，才能使該永久磁鐵通電。然后斷開控制電纜線的連接，該磁鐵仍將繼續緊緊地夾持零件，直到該控制器二次接通，使磁鐵失去磁性。
Genesis公司使用多個磁性卡盤來夾緊工件，而不是單一的大型卡盤。小型工件可能只需要使用一個卡盤，而較大的零件則需要使用兩個或3個卡盤。在某些情況下，Genesis公司使用鋼制墊塊，以適應零件的不同厚度，使工件的水平保持在機床的工作臺之上。在實踐中，這些墊塊也被用作磁極的擴展件，通過它們將磁通引導到工件上。
圖5 當要求用兩個磁性卡盤裝卡固定一個元件進行加工時，使用底板鎖緊系統，將一個磁性卡盤安裝在一個固定的位置上，同時，用手工方式使另一個磁性卡盤定位在元件下。凡是需要3個卡盤裝卡固定的零件，先將兩個卡盤鎖定到已知的位置上，同時用手工方式使第三個卡盤定位
磁性卡盤安裝在底板上，而這些底板最初是用傳統的夾具固定在機床的床身之上。自從Genesis公司添加了由Jergens公司提供的Ball Lock夾具裝置以來，它加快并簡化了其調試設置的過程。Woerle先生說，機械師Ted Jerde先生對每種需要加工零件的磁性卡盤的布局都是非常熟悉的。這樣他就能在機床工作臺上確定安裝快速更換夾具裝置的接收器套管位置。
在安裝調試過程中，先將配有磁性卡盤的底板在機床的工作臺上定位。然后通過4個定位襯套，將快速更換刀柄插入到底板和接收器套管之中。在每個刀柄頭上擰入一個固定螺絲，激活鎖緊球體，使底板與工作臺固定在一起。在加工期間，與其被提升的狀態相比，工件可能更容易在磁性卡盤上旋轉，因此采用平衡支座防止其扭曲。
圖6 位于機床附近的工作站儲存各種墊塊，用于補償各種不同零件的厚度，而電子控制單元則用于為電磁卡盤充電。車間內還備有手推車，用于儲存磁性卡盤，并將它們運送到各機床上使用
當一個加工件需要3個磁性卡盤卡緊時，其中兩個用快速交換裝置使其處于固定的位置上，而另一個用手動方式將其轉移到合適的位置，并用夾緊。在使用兩個磁性卡盤時，一個固定，另一個采用手工定位。該車間的所有立式加工中心都配有合適的快速交換系統。如果原先的機床由于機械故障或日常維護，那么采用快速交換系統就可以使工件立即轉換到其他機床上進行加工。
解決下一個瓶頸問題
對于任何精益生產操作而言，一旦解決了一個瓶頸問題，那么也就很容易確定和解決另一個。采用磁性卡盤加工，暴露了焊接部門的問題，也就是如何創建所謂剪切機最大的組件——“梁體”。因此，Genesis公司不久將安裝一套機器人焊接單元，采用類似的Schunk公司的Magnos磁性卡盤和Vero -S零點快速交換系統，來裝卡固定零件。同樣的夾具系統也將應用于該公司的一臺臥式鏜銑床上，對焊接后的梁體進行加工操作。這將有利于清除梁體上所需的焊接夾緊標牌，提供層壓組件采用新裝卡方法后所展現的優點。
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