Silne dążenie do zapewnienia jakości i redukcji kosztów

W świetle negatywnych informacji często towarzyszących zachodniemu przemysłowi samochodowemu, łatwo zapomnieć, że ważniejsi producenci wciąż prowadzą na rynkach zachodnich światowej klasy fabryki przemysłu samochodowego. Zakład przemysłowy Nissana w Sunderland dowodzi jak możliwe jest znaczne obniżenie kosztów, aby konkurować z powstającymi gospodarkami o niższych kosztach. Wprowadzenie sond Renishaw na cztery obrabiarki CNC z podwójnymi głowicami rewolwerowymi przyniosło na początek oszczędności wynoszące 375 000 Euro ($400,000).

Fabryka firmy Nissan w Sunderland została zbudowana w 1986, a następnie w 1991 uruchomiono dwie specjalistyczne linie produkcyjne wałków rozrządu. Ciągły rozwój nowych modeli Nissana oraz liczne odmiany silników oznaczały konieczność przyjęcia w 2001 roku całkowicie odmiennego podejścia, aby można było zaspokoić przyszłe potrzeby produkcyjne.

Inżynier Simon Edwards wyjaśnia: "Oczywistym było, że istniejące linie produkcyjne nie mogły sprostać złożoności wałków rozrządu nowej generacji, tak więc zaprojektowaliśmy proces produkcyjny w taki sposób, że te dwie specjalizowane linie produkcyjne zostały zastąpione jedną, elastyczną linią produkcyjną. Nowa linia zajmuje połowę powierzchni zajmowanej przez tamte dwie linie, zachowując taką samą wydajność. W 2002 roku przez nową linię przechodziło 14 wariantów wałków rozrządu; obecnie produkujemy 6 wariantów."

Pan Edwards dołączył do Nissana po odejściu od firmy Michell Bearings, gdzie na centrach obróbkowych wykorzystywano systemy Sonda przedmiotowasond przedmiotowych, i wiedział, że wprowadzenie sond jest najlepszym sposobem na osiągnięcie celów. "Musiałem wykorzystać maszyny jakie mieliśmy, aby wyprodukować nowe wałki rozrządu aby zmniejszyć inwestycje, więc wybrałem nasze cztery tokarki Okuma - dwie miały czternaście lat a pozostałe dwie osiem. Przyglądałem się wykorzystaniu istniejących technik, wymagających od nas utrzymania dobrej jakości i sprawdzania wyprodukowanych wałków rozrządu na przeznaczonych do tego mierników poprodukcyjnych. Wstępna wycena na samodzielny, elastyczny system pomiarowy, pozwalający sprostać wymaganiom tak zróżnicowanej produkcji, opiewała na 375 000 Euro, dlatego rozważyłem zastosowanie sondy montowanej w głowicy rewolwerowej, która mogłaby wykorzystywać elastyczność zastosowań tych tokarek w celu sprostania wymaganiom obróbki wielu odmian wałków, co zamykało się kwotą tylko 30 000 Euro dla czterech obrabiarek.

Jak mówi pan Edwards, spotkało się to ze znacznym sprzeciwem operatorów i innych inzynierów, ponieważ nie chcieli poświecać czasu na obrabiarkach na to co widzieli jako operacje pomiarowe. Wspólna opinia była taka, że "obrabiarki są do cięcia metalu, a nie dokonywania pomiarów!" Jakkolwiek Simon Edwards był zdeterminowany do wprowadzenia zmian. "Wszystko sprowadza się do faktu, że potrzebowaliśmy uzyskać określony czas cyklu, aby osiągnąć wydajność, zrobiłem więc wszystko co mogłem żeby skrócić czas obrabiania i dodać operacje pomiarowe sondy. Udało się to głównie dzięki sprytnemu zastosowaniu podwójnych głowic rewolwerowych. W efekcie uzyskaliśmy cały czas cyklu, wraz z operacjami pomiarowymi sondy, krótszy niż wcześniej", wyjaśnia. Wyjaśnia, że początkowa niechęć do sond zniknęła i jest wręcz odwrotnie. "Jeżeli poszedłbym tam teraz i zasugerował ściągnięcie sond i oprogramowania, nie pozowolono by mi dojść do obrabiarek!"

Jak więc system sondy wywarł tak ogromny wpływ i zyskał przyjaciół w Nissanie? Kluczowe obszary obejmują ustawianie przedmiotu oraz kontrolę po zakończonej obróbce, gdzie nowe procesy wywierają zasadniczy wpływ na poziom braków.

Odlewy rozrządów trafiają na halę obrabiarek z wykalibrowaną powierzchnią czołową i każdy jest ładowany ręcznie. Po przybliżonym ustawieniu konik obrabiarki zaciska odlew w miejscu i w przypadku każdej części w kilka sekund znajduje za pomocą Sondy montowane w głowicy rewolwerowej sondy Renishaw montowanej w głowicy rewolwerowej powierzchnię czołową. Offsety obu głowic dla późniejszego programu obróbkowego są natychmiast aktualizowane poprzez porównanie pomiarów ze znamionową wartością i odjęcie lub dodanie różnic. Następnie maszyna wykonuje liczne cięcia w powierzcni wału, odnosząc wszystkie ustawienia do tego zrównoważonego punktu zero - całkowity czas cyklu 90 sekund.

Simon Edwards z dużym zadowoleniem ogłasza: "O ile mi wiadomo, w wyniku wprowadzenia tego procesu nigdy nie wystąpiła na tych obrabiarkach konieczność złomowania części". Przy poziomie produkcji 550000 wałków rozrządu rocznie. W zasadzie zbliżamy się do czegoś jakby kamień milowy gdyż w tym roku osiągniemy 2 miliony dobrych części. Ten proces powtórnego wyznaczania bazy wymiarowej miał wpływ na procesy następujące po obrabiarce i to tutaj całkowicie pozbyto się braków. Teraz tam gdzie występowały bardzo wąskie tolerancje w tych operacjach, mamy ogólne tolerancje dla głównych funkcji. Poprzez rozwiązanie problemów z jakością jakie występowały w przeszłości zwiększyło to także wydajność zakładu i zmniejszyło czas przestoju.

Innym zastosowaniem Sondy montowane w głowicy rewolwerowej sond montowanych na głowicach rewolwerowych jest wyrywkowa kontrola skończonych części po zakończeniu procesu obrabiania. Tolerancja pozycjonowania wymagana w przypadku większości funkcji nie jest ciasna i zazwyczaj wynosi ± 0.2 mm, ale ważne jest jej ścisłe kontrolowanie, w innym przypadku możliwy będzie dryft. Zazwyczaj sonda sprawdza 17 określonych cech w ciągu 40 sekund (lub do 60 sekund w przypadku dłuższych wałów), automatycznie aktualizując offsety narzędzi z jakimikolwiek różnicami. Pierwotnie kontrola ta odbywała się po 10 wałach, ale analiza czasu zużycia narzędzi zmniejszyła częstość  kontroli do "po 20 częściach".

Cały ten system jest kalibrowany na obrabiarce sterowanej numerycznie tylko w kilka minut, za pomocą auomatycznego cyklu wykorzystującego część wzorcową. Jest to standard gwarantujący zgodność i jakość procesu. Każda tokarka CNC posiada przymocowany na stałe arkusz, który szczegółowo przedstawia sposób korzystania z systemu pomiarowego w procesie produkcyjnym. Jest to stałe źródło informacji dla każdego operatora. W tym dokumencie są wymienione cztery zasadnicze powody przejścia na procedury pomiarów po obróbce z wykorzystaniem sondy firmy Renishaw:

1. Utrzymywanie jakości, tj. wykonywanie pomiarów zasadniczych elementów z ustaloną częstością (20 części).
2. Zmiana narzędzia. System zarządzania narzędziami na tokarce jest w każdym cyklu sprawdzany w celu ustalenia pełnej zmiany narzędzi lub zmiany pojedynczej. Skutkiem pełnej zmiany narzędzi będzie konieczność wykonywania pomiarów wszystkich elementów, natomiast w przypadku zmiany jednego narzędzia konieczne jest wykonywanie pomiarów tylko elementów obrabianych tym narzędziem.
3. Zmiana wariantu obróbki.
4. Początek zmiany roboczej lub obróbki pierwszej części z partii. W każdym cyklu są monitorowane liczniki części na tokarce. Jest szczególnie ważne po uruchomieniu zimnej tokarki po niedzielnej nocy.

Po uzyskaniu radykalnej poprawy w zakresie zdolności produkcyjnej firmy Nissan oraz po zintegrowaniu systemów pomiarowych, wszelkie początkowe wątpliwości wydają się teraz odległym wspomnieniem.

Olbrzymi ośrodek Sunderland realizuje większość procesów produkcyjnych potrzebnych do zbudowania lub złożenia wszystkich elementów części dla samochodów Nissan. Niezależnie od tego, procesy te realizuje sam Nissan korzystając z wielu niezależnych dostawców części. Odwiedzających natychmiast uderza standard czystości i pozytywne, entuzjastyczne podejście operatorów i inżynierów. Może inni producenci mogą się czegoś z tego nauczyć.