Incrementando la producción con menos máquinas

Puede parecer en contra de la intuición, pero a veces tener menos máquinas puede ayudarle al taller a incrementar su capacidad de producción. Hanna Cylinders, ubicada en Pleasant Prairie, Wisconsin, se dio cuenta de esto luego de adquirir las avanzadas máquinas-herramienta de Mazak Corp. (Florence, Kentucky) que remplazaron a varias del equipo antiguo. Al hacer esto, la compañía pudo despachar 40 por ciento más de trabajos al mes, permitiéndoles mantener más del 98 por ciento de la producción interna de cilindros, tanto de biela como de tipo móvil, así como sus nuevos tipos de “cuarto de vuelta”.

Hanna fabrica cilindros neumáticos e hidráulicos con agujeros de tamaño entre 1.5 y 60 pulgadas de diámetro con desplazamientos de hasta 400 pulgadas. Aproximadamente, 75 por ciento de sus operaciones de producción comprenden ordenes de clientes de bajo volumen, pero el resto son productos estándar de altos volúmenes para fabricantes de equipo original con órdenes de hasta 700 cilindros al día.

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En 2011, el gerente general Jim Warneke y el ingeniero de manufactura Frank Laratta llegaron para tratar de recortar los tiempos de paso de producción y la velocidad de entrega. Los dos implementaron procesos de manufactura esbelta en donde pudieron, pero notaron que el flujo completo de manufactura en el taller necesitaba ser reformado.

 “Desde el comienzo, nuestro desafío más grande en el proceso de manufactura eran nuestros propios equipos”, indica Laratta. “Teníamos prácticamente una unidad de cada cosa y cero flexibilidad en términos de movimiento de piezas hacia diferentes máquinas en caso de tener tiempos muertos por efecto de reparaciones o mantenimientos”.

Para remediar esto, Hanna adquirió nueve máquinas-herramienta de Mazak que le permitieron a la compañía reducir su inventario total de 50 máquinas a 30 máquinas CNC, 20 de las cuales fueron Mazak. Las nuevas máquinas ayudaron no sólo a hacer más eficiente la alineación de las máquinas sino que también le permitieron a la compañía cambiar piezas (junto con su herramental y sistemas de montaje asociados) de una máquina a la otra cuando era necesario, con mínimo esfuerzo, indica el Laratta.

Otro beneficio de las máquinas Mazak es que le permitieron a Hanna llevar casi todos los procesos de regreso al taller, especialmente los componentes cilíndricos de gran tamaño. El centro de torneado vertical Megaturn Nexus (MTN) 1600M, por ejemplo, tiene un husillo de 80 hp que proporciona una velocidad máxima de 350 rpm y un torque máximo de 7,405 pie-libra, que permite trabajar con piezas de hasta 64.96 pulgadas de diámetro, 35.43 pulgadas de alto, y pesos de hasta 5,000 kg. Su capacidad de fresado con herramientas giratorias y torreta para 12 herramientas tipo tambor permite mejorar la exactitud y la productividad a través de tiempos de montaje y procesos de manipulación de piezas reducidos.

Hanna también incorporó el centro de  mecanizado vertical Nexus (VCN) 700E/40-II de 12,000 rpm, con husillo de conicidad 40 y centros de mecanizado vertical VCN 510C-II (ahora identificado como Mazak VCN 530C-II), así como diversos modelos de centros de torneado Quick Turn Nexus (QTN). El VCN 700E/40-II cuenta con un cargador de 30 herramientas y desplazamiento en el eje X de 80 pulgadas, mientras que el VCN 510C-II tiene un desplazamiento de 41.3 pulgadas o superior en el eje X, con capacidad de almacenamiento para 48 herramientas.

Aparte de invertir en nuevas máquinas, Hanna reorganizó su taller de forma que la trayectoria del flujo de trabajo es ahora más corta. Las piezas pueden fluir a través del taller con base no sólo en su tamaño y operaciones sino también en las necesidades del cliente, en los tiempos de entrega específicos y en si son parte de un trabajo estándar. Además, en lugar de manejar sólo un tamaño específico de pieza, las celdas de mecanizado del taller ahora procesan varios tamaños de una pieza particular o una familia de piezas.

 “Aunque el agregar tecnología avanzada de máquinas-herramienta fue un factor enorme de éxito en nuestras mejoras de producción, el simple hecho de reestructurar el flujo de piezas en líneas rectas simples tuvo un impacto tan grande como el de las máquinas”, indica Warneke.

Además de ser esbeltas, las operaciones de Hanna deben ser flexibles y permitir cambios y procesos de montaje tan rápidos como sea posible a fin de mantener la competitividad del taller. La flexibilidad de los equipos Mazak le permite a Hanna una configuración para la que operan 90 por ciento del tiempo y usan el 10 por ciento restante para piezas no programadas con una menor alteración del taller.

Para recortar los tiempos de montaje, Hanna emplea herramental y sistemas de sujeción de piezas de fácil instalación y cambio rápido en donde sea posible, además de estaciones de trabajo y celdas de mecanizado que están equipadas con todas las herramientas manuales y medidores necesarios. Por ejemplo, el taller fabricó prensas de sujeción especiales que permiten sujetar piezas con formas cuadradas sobre una mordaza QTN de tres mandíbulas.

La medición de herramientas táctil sobre la máquina, junto con amplias capacidades de almacenamiento de herramientas, ayuda a reducir los tiempos de montaje y aceleran los cambios de proceso. De acuerdo con Laratta, los operarios del taller indican la ubicación de las herramientas sobre las máquinas Mazak simplemente tocando la punta del sistema de medición automática de punta de la herramienta Tool Eye de la máquina. Antes de contar con esta posibilidad, el taller debía hacer una prueba de corte, medir la pieza, devolver la herramienta a su punto cero y hacer el ajuste necesario de separación. Este largo proceso generaba por lo menos una pieza desperdiciada.

Aunque muchas piezas puedan terminar de forma diferente entre sí, muchas de ellas se inician de la misma forma. La modularidad de piezas, donde sea posible, ayuda a reducir los tiempos de ciclo, así como los tiempos globales de entrega. El taller puede mecanizar piezas hasta etapas de semiacabado determinadas, almacenándolas y realizando el mecanizado de acabado de las mismas de acuerdo con las necesidades del cliente. El taller determina lo que se debe almacenar semiacabado, con base en el histórico de órdenes y en los tamaños y tipos más comunes producidos. Sin embargo, las piezas que se han almacenado semiacabadas pueden cambiar después.

Los controles de plataforma común de Mazak también reducen los cambios de proceso y los tiempos de entrega. El taller entrena a todos sus operarios para programar los Mazak de forma que puedan hacer sus propios montajes y programas en las máquinas, así como moverse de forma integrada para operar de un tipo de equipo Mazak a otro.  Esto incrementa la productividad y elimina los tiempos desperdiciados esperando por programas que son desarrollados offline y luego enviados a la planta. En algunas ocasiones en que los tamaños de lote de trabajo son de solo cuatro o seis componentes, la espera por el programa puede durar más que el tiempo efectivo de mecanizado de  las piezas.

Los controles Mazak proporcionan programación conversacional o EIA que incluyen gráficas integradas que muestran exactamente dónde se pueden presentar problemas. Con esta capacidad, el operario puede arreglar problemas rápidamente sin tener que ir de aquí para allá, entre la oficina de programación y la planta.

 “En nuestras máquinas antiguas, hemos tenido que desechar dos o tres piezas tratando de obtener una buena pieza final”, indica Laratta. “En las Mazak, la primera pieza es una buena pieza y podemos generar programas justo en los controles de la máquina”. 

Los controles, entre otras funciones de las máquinas Mazak, fueron una gran parte de toda la cultura de cambio en Hanna. Según Warneke, ellos cambiaron la forma en que el taller manufactura. Ahora pueden reaccionar instantáneamente frente a las necesidades de los clientes y proporcionar cilindros de alta calidad entregados tan rápido como sea posible.