Centra obróbcze CNC: zrób wszystko

W przypadku maszyny, która jeszcze niedawno w ogóle nie istniała, zastosowania centrów obróbczych CNC szybko stały się ogromne i nadal rosną.

Stolarze używają dziś tych wszechstronnych maszyn do różnorodnych zastosowań, od szybkich prac produkcyjnych przy produkcji płaskich paneli po bardzo skomplikowane rzeźby. Łącząc wytaczanie z dużą prędkością z frezowaniem, profilowaniem, cięciem i innymi funkcjami, te sterowane komputerowo cuda są z powodzeniem wykorzystywane w warsztatach, które produkują wszystko, od pięknej, wysokiej klasy stolarki architektonicznej po kołnierze do szpul odbierających.

Na kolejnych stronach DREWNO & WOOD PRODUCTS przeprowadza wywiady z stolarzami z całego kraju, którzy zwiększyli swoją produktywność i dokładność, jednocześnie obniżając koszty pracy dzięki inwestycjom w technologię CNC. Oto ich historie.

SPEAKER MAKER KORZYSTA Z MASZYN CNC, ABY TWORZYĆ ZRÓŻNICOWANY PRODUKT Jako dostawca OEM głośników audio, produkty oferowane przez firmę Ameriwood Industries International Inc. z siedzibą w Tiffin w stanie Ohio. producenci różnią się wielkością, od małych głośników półkowych po duże głośniki symfoniczne.

Jim Harrington, kierownik fabryki w Ameriwood, powiedział: „Produkujemy produkty w różnych rozmiarach i stylach. Pracujemy z różnymi rodzajami materiałów, o różnej grubości i rozmieszczeniu otworów. Nie ma dwóch takich samych rzeczy.” Ze względu na różnorodność produktów firma Ameriwood Industries (dawniej Tiffin Enterprises) wykonywała wiele operacji obróbki każdego przedmiotu. Wielokrotne operacje oznaczały, że każdą część musiało obsługiwać kilku pracowników, „a im częściej się z nią manipulujesz, tym większe jest ryzyko uszkodzenia produktu” – powiedział Harrington.

Aby zminimalizować obsługę części, a tym samym obniżyć koszty pracy, firma zainwestowała w centrum obróbcze CNC firmy Roger Stiles & Współpracownicy.

CENTRA OBRÓBCZE Płyta wiórowa pokryta winylem jest przycinana, przycinana na wymiar, wiercona i frezowana na centrum obróbczym. Programy komputerowe pobierane są z systemu komputerowego bezpośrednio do sterownika maszyny.

„Korzystaliśmy z routerów CNC przez wiele lat” – powiedział Harrington. „Centrum obróbcze zastępuje frezowanie i wiertła pionowe.” Centrum obróbcze umożliwia firmie obróbkę do 12 detali jednocześnie, powiedział Harrington. Po zakończeniu wszystkich operacji obróbczych jest to „całkowicie wykończona część” bez konieczności dalszej obróbki, dodał Harrington.

WYDAJNY ZAKŁAD POMAGA KONTROLI KOSZTÓW W ciągu ostatnich dwóch lat firma Warvel Products w Północnej Karolinie doświadczyła dramatycznego wzrostu cen surowców używanych do produkcji elementów z zakrzywionej sklejki. Komponenty te są następnie sprzedawane kontraktowym producentom mebli, takim jak Haworth.

„Odnotowaliśmy 30-procentowy wzrost kosztów surowców” – powiedział kierownik sprzedaży Robbie Wiltcher – „dlatego poprawiliśmy wydajność zakładu poprzez zakup maszyn i technologii, które pozwoliłyby nam wchłonąć jak najwięcej (wzrostu cen) bez przekraczania tych koszty na. Dla nas, jako dostawcy, ważne jest, aby pomóc naszym klientom być jak najbardziej konkurencyjnymi na ich rynkach.” Jednym ze sposobów, w jaki Warvel osiągnął ten cel, był zakup wielostanowiskowego, czteroosiowego centrum obróbczego CNC od C.M.S North America. Centrum obróbcze umożliwia firmie montaż do sześciu komponentów jednocześnie i stanowi uzupełnienie istniejących trzy- i pięcioosiowych centrów obróbczych firmy, powiedział Wiltcher.

Jest to ważne, biorąc pod uwagę ilość produktu wysyłaną z fabryki firmy w Linwood, N.C. W zakładzie produkowanych jest około 100 000 części miesięcznie, z których większość jest wykonywana na zamówienie. Firma ma katalog ze standardowymi komponentami, ale Wiltcher powiedział, że 80 procent zamówień firmy jest realizowanych według specyfikacji klientów.

„Maszyna może wykonywać wiele zadań obróbczych” – powiedział Wiltcher. „W większości przypadków wystarczy jedynie lekkie przeszlifowanie i w razie potrzeby zamontowanie teownika”. Kolejną korzyścią, dodał Wiltcher, są bardzo wąskie tolerancje uzyskiwane dzięki maszynie. Firma dostarcza zakrzywioną sklejkę, która w ergonomicznych krzesłach musi integrować się z elementami z tworzywa sztucznego i stali.

„Istotna jest możliwość zachowania wąskich tolerancji podczas różnych wymaganych operacji, takich jak wiercenie pod kątem, profilowanie i nacinanie, tak aby wszystkie elementy krzesła pasowały do ​​siebie tak, jak zostały zaprojektowane. Ta maszyna zapewnia to wszystko” – powiedział Wiltcher.

Aby jeszcze bardziej zwiększyć produktywność, firma zakupiła maszyny i oprogramowanie uzupełniające centrum obróbcze, w tym maszynę digitalizującą. Digitizer odczyta część szablonu, a oprogramowanie utworzy program, który zostanie pobrany do centrum obróbczego. Firma wykorzystuje ten system również do wewnętrznej produkcji własnych narzędzi złożonych.

„System skrócił czas realizacji nowych narzędzi z miesięcy do dni” – powiedział Wiltcher. „Wszystkie te funkcje pomagają naszym klientom w szybkim i konkurencyjnym wprowadzaniu na rynek wielu nowych produktów”. Zaawansowana technologia pomaga najwyższej klasy firmie architektonicznej Powell Cabinet & Fixtures of Sparks w stanie Nevada to wysokiej klasy firma architektoniczna zajmująca się obróbką drewna, której zakres prac obejmuje zarówno luksusowe rezydencje, jak i lśniące kasyna.

42-letnia firma, która reklamuje się jako najstarsza firma zajmująca się architektoniczną obróbką drewna w stanie Nevada, jest własnością zespołu ojca i syna Rogera i Billa Powellów.

Jednym z najnowszych projektów firmy był projekt nowego kasyna i hotelu Luxor w Las Vegas. Firma wykonała w hotelu różnorodne prace, w tym poręcz z litego mahoniu o grubości 3 1/2 cala i szerokości 13 cali, która została zbudowana na promieniu 255 stóp. Poręcz zawierała również elementy nośne z litego odlewu z brązu i trawione szkło.

Poręcz została wyprodukowana przy użyciu centrum obróbczego CNC Komo VR 512, które firma otrzymała w styczniu 1993 roku. Wcześniej firma robiła wszystko przy użyciu wielu maszyn. „Centrum obróbcze doskonale sprawdza się w przypadku nieregularnych kształtów i krzywizn” – powiedział Bill Powell.

„Jest to bardziej elastyczne rozwiązanie niż zlecenie tego czeladnikowi ręcznie. Programowanie obróbki promieniem zajmuje więcej czasu, ale zamiast zatrudniania czeladnika do obróbki drewna przez kilka dni nad czymś, maszyna wytworzy ten sam produkt w znacznie krótszym czasie.” Powell dodał, że maszyny trzeba się uczyć. „Zakup maszyny to dopiero pierwszy krok” – powiedział Powell.

„Czas potrzebny na naukę programowania i obsługi stanowi duży wydatek, podobnie jak oprzyrządowanie i wszystkie aktualizacje oprogramowania potrzebne do utrzymania aktualnej prędkości”. Chociaż czynniki te należy wziąć pod uwagę, Powell stwierdził, że dla firm istotne staje się inwestowanie w sprzęt oparty na zaawansowanych technologiach. Według Powella jednym z powodów, dla których firma kupiła centrum obróbcze, był fakt, że „zmniejsza się liczba wykwalifikowanych czeladniczych stolarzy, którzy mogą wykonywać tego typu prace. Aby wypełnić tę lukę, należy polegać na technicznych aspektach branży” – powiedział.

FIRMA ROSNĄ KROK PO KROKU Kiedy Denny Beuter i Bob Bloss założyli firmę Diamond Cut Inc. osiem lat temu mieli plan. Obaj mężczyźni chcieli, aby ich firma z siedzibą w South Bend w stanie Indiana stała się liderem w dziedzinie komercyjnego sprzętu dźwiękowego. Było to onieśmielające zadanie, tym trudniejsze, że nie posiadali żadnego zaawansowanego sprzętu.

„Wyszliśmy z założenia, że ​​potrzebujemy wyjątkowo dobrego sprzętu, aby stworzyć naprawdę dobry produkt” – powiedział Beuter. „Ale aby otrzymać dobry sprzęt, trzeba mieć produkt o wystarczającej pojemności, aby maszyna mogła działać”. Beuter i Bloss zaczęli powoli, nabywając sprzęt i produkując części dla innych firm. „Wykonywaliśmy cięcie i obrzeża, wszystko, co pozwoliło na pracę w zakładzie” – powiedział Beuter. „Aby sprzedać czas maszynowy, musisz zrobić wszystko trochę lepiej niż to, co firmy (źródłowe) mogą zrobić we własnym sklepie. Udało nam się osiągnąć naprawdę dobry wynik, naprawdę szybko, bo w przeciwnym razie musielibyśmy pochłonąć koszty tej pracy.” Od wykonywania pracy typu warsztatowego następnym krokiem była praca na zlecenie. „Mój partner (Bloss), mający doświadczenie w branży głośników, skontaktował się (do firm zajmujących się głośnikami) i powiedział: «Możemy wykonać dla Ciebie obudowy głośników i możemy je wykonać z dużą precyzją»” – powiedział Beuter.

Diamond Cut rozpoczął produkcję kolumn głośnikowych dla takich firm jak JBL i Panasonic. Produkt, który Panasonic chciał wyprodukować, wymagał modernizacji sprzętu. „Pracownicy Panasonica chcieli obudowy (głośnika) o kształcie trapezu” – powiedział Beuter. „Wytworzenie tego produktu przy użyciu routera, którego używaliśmy, byłoby prawie niemożliwe”. Beuter i Bloss wybrali centrum obróbcze U-26 Morbidelli firmy Tekna Machinery. Maszyna nie tylko pozwala na produkcję kształtów trapezowych, ale także zmniejsza koszty pracy. „Na przykład mieliśmy na liście płac jednego pracownika pełnoetatowego, którego jedyną pracą było wytwarzanie przyrządów”, powiedział Beuter. – Nie mam już żadnych przynęt. Chociaż Diamond Cut rozwija się i przewiduje się, że w 1994 r. sprzedaż osiągnie około 2 milionów dolarów, firma w dalszym ciągu zmierza w stronę tego planu. W 1993 roku firma uruchomiła własną linię ciężkiego komercyjnego sprzętu dźwiękowego pod pseudonimem Bull Frog.

Sprzęt Bull Frog jest sprzedawany w całych Stanach Zjednoczonych i wielu krajach na całym świecie. „Przez ostatnie trzy miesiące przez 24 godziny na dobę byliśmy tak zajęci własną pracą, że nie byliśmy w stanie wykonywać żadnej pracy zewnętrznej” – powiedział Beuter.

„Mam nadzieję, że do końca roku całkowicie wypadniemy z pracy kontraktowej”. PRODUCENT STOISK ZNAJDUJE ZNAK SUKCESU Wykorzystując różnorodne materiały, Farmington Displays z Farmington w stanie Connecticut tworzy ekspozycje na targi dla firm z tak różnorodnych branż, jak żywność, komputery i broń.

Firma Farmington Displays, założona w 1973 roku przez Paula DiTommaso seniora, ma 278 firm jako swoich klientów. Klienci Farmington Displays aktualizują swoje stoiska średnio co trzy do pięciu lat.

„Mamy całkiem dobry przepływ pracy” – powiedział dyrektor generalny Sal DiTommaso, syn Paula seniora. oraz jeden z trzech synów i córki pracujących obecnie w firmie. „Nie wszyscy budują swoje stoisko w tym samym czasie”. Farmington Displays może pochwalić się imponującą listą klientów, w tym General Electric, NEC i producentem broni Smith & Wessona. W tradycyjnie bardzo pracochłonnej branży produkcji wyświetlaczy firma wyróżnia się wykorzystaniem najnowocześniejszego sprzętu. Ponad trzy lata temu, po szeroko zakrojonych badaniach dostępnych maszyn, firma rozpoczęła inwestycje w maszyny CNC.

„Pierwszą rzeczą, która wzbudziła moje zainteresowanie maszynami CNC, było obserwowanie, jak jeden z moich ludzi wycina okrąg o długości ośmiu stóp” – powiedział Sal DiTommaso. „To było tak archaiczne, że po prostu powiedziałem, że musi być inny sposób, aby to zrobić”. Fabryka Farmington Display wyposażona jest obecnie w dwa plotery CNC Heian i skomputeryzowaną piłę panelową firmy Stiles Machinery, a także skomputeryzowane laboratoria graficzne/projektowe połączone razem w sieć lokalną.

Centra obróbcze Heian umożliwiły firmie rozszerzenie działalności na takie obszary, jak produkcja oznakowań i wyposażenia sklepów. Firma Farmington Displays zawsze tworzyła grafiki do znaków, ale plotery CNC umożliwiają firmie produkcję ich we własnym zakresie. Dodatkowo firma wykonuje obecnie obróbkę kontraktową dla innych, niekonkurencyjnych producentów.

Aby stworzyć swoje charakterystyczne produkty, firma wykorzystuje różnorodne materiały. Na swoich ploterach CNC firma wykorzystuje wszystko, od akrylu po lite drewno. Na osobnym centrum obróbczym metali firma zajmuje się obróbką mosiądzu i innych stopów metali. „Niczego nie uprawiamy” – powiedział DiTommaso. „Staramy się, aby wszystko odbywało się na miejscu, abyśmy mieli pełną kontrolę jakości gotowego produktu”. RODZINNY ZAKŁAD TREŚCI KORZYSTA Z SZANSY, ABY DYWERSYFIKOWAĆ SWOJĄ DZIAŁALNOŚĆ W 1922 roku Hans Lars założył firmę Hansen Lumber w Galesburgu w stanie Illinois. W ciągu około następnych 70 lat firma będzie przekazywana z członka rodziny na członka rodziny i pozostanie tradycyjnym składem drewna.

Pozostał wyłącznie składem drewna aż do dwóch lat temu, kiedy Hansen Lumber wykorzystał okazję do dywersyfikacji. Firma została poproszona o wykonanie okrągłego cięcia paneli dla producenta drewnianych szpul z Galesburga. Około rok później ten producent, który wierzył, że branża kołowrotków zostanie zdominowana przez zastosowanie tworzyw sztucznych, najpierw rozważał zamknięcie zakładu, a następnie zaproponował sprzedaż firmy – wraz z listą klientów – firmie Hansen Lumber.

Rodzinna firma, prowadzona obecnie przez Sharda Hansena, wnuka założyciela, z pomocą swojej córki Karen (członkini rodziny w czwartym pokoleniu w biznesie), zdecydowała się na zakup firmy i szybko zdała sobie sprawę z konieczności unowocześnienia swojego wyposażenia .

„Nawijanie drutu lub liny wokół szpuli musi odbywać się z bardzo dużym posuwem, zwłaszcza jeśli jest to drut o małej średnicy, ponieważ jeśli nie robisz tego z prędkością 1000 sekund na minutę, nawijanie zajmie całą wieczność” – powiedział Hansen, „ więc otwór na trzpień musi być dokładny. Jeżeli otwór trzpienia nie jest wycentrowany, całość będzie szarpać.” Nieco ponad rok temu firma zakupiła centrum obróbcze CNC od Accu-Router. Maszyna jest wyposażona w dwie pionowe frezarki, które mogą obrabiać przemysłową sklejkę z sosny żółtej południowej o grubości 1 1/2 cala używaną do kołnierzy na szpulach, zachowując przy tym wąskie tolerancje.

Przed pracą na centrum obróbczym firma musiałaby wyciąć kwadrat, a w kolejnych etapach zaokrąglić panel do wymaganego rozmiaru i kształtu.

Posiadanie zaawansowanego technologicznie centrum obróbczego zapewnia nie tylko dokładność, ale także pomaga w wykorzystaniu sklejki. „Nasze kołnierze mają średnicę od ośmiu do 48 cali” – powiedział Hansen.

„Kiedy wycinamy koła, możemy je zagnieździć w taki sposób, aby uzyskać duży plon, a odpady są bardzo minimalne”. SPRZĘT CNC POMAGA FIRMIE RZEŹBOWEJ TWORZYĆ PIĘKNĄ MUZYKĘ Inwestycje nie tylko w nowy sprzęt, ale także w szkolenie personelu pomogły firmie rzeźbiarskiej z siedzibą w Thomasville w Karolinie Północnej zwiększyć swoje moce produkcyjne przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów ogólnych.

Założona w 1968 roku firma Piedmont Carving rzeźbi części mebli – specjalizując się w częściach krzeseł – oraz części do takich instrumentów muzycznych, jak wiolonczela i gitara.

W ciągu ostatnich kilku lat firma sprzedała część swoich starszych maszyn do rzeźbienia i zainwestowała te pieniądze w maszyny skomputeryzowane, w tym roboty CNC do rzeźbienia firmy Thermwood Corp.

„Mieliśmy 13 maszyn do rzeźbienia i obsługiwaliśmy je wszystkie na jedną zmianę” – powiedziała Gay Jones, która wraz ze swoim bratem bliźniakiem Rayem i ojcem, założycielem firmy Jimmym, są właścicielami firmy. „Sprzedaliśmy trzy maszyny do rzeźbienia i nadal przewidujemy, że potroimy naszą wydajność dzięki robotom rzeźbiącym”. Firma obniżyła koszty pracy częściowo poprzez komputeryzację rzeźbienia, ale także poprzez przeszkolenie swoich 29 pracowników, aby mogli pracować na innych maszynach w warsztacie.

Gay Jones stwierdził, że nauczenie się wydajnego korzystania z robota CNC było dla firmy trudnym wyzwaniem, „ale cieszę się, że nam się to udało, ponieważ daje nam to przewagę nad firmami, które dopiero zaczynają zajmować się rzeźbieniem za pomocą robota”. Cztery lata temu firma Piedmont Carving kupiła swojego pierwszego robota-rzeźbiarza. Firma planuje zakup kolejnych maszyn.

Jedną z zalet skomputeryzowanych maszyn jest spójność. Jest to ważne, gdy Piemont wytwarza elementy mebli i instrumentów muzycznych.

„Części krzeseł wysyłane do producenta muszą idealnie do siebie pasować” – powiedział Jones. „Dzięki automatycznemu rzeźbieniu wszystko pozostaje spójne. Ta spójność jest również bardzo ważna, gdy tworzymy instrumenty muzyczne, ponieważ kunszt wykonania danej części może mieć wpływ na dźwięk.” RZEŹBANIE CZĘŚCI Z DREWNA 20 NA CZAS Skomplikowane ręczne rzeźby są szybko i dokładnie powielane przez firmę Carving Research Inc. z Huntersville, Karolina Północna, przy użyciu 20-głowicowego centrum obróbczego CNC Kitako dystrybuowanego przez Tekmatex Inc.

Carving Research to istniejąca od dwóch lat firma zatrudniająca 12 pracowników, której przewidywana sprzedaż w 1994 r. wyniesie 840 000 USD. Firma dostarcza skomplikowane rzeźby w drewnie takim głównym producentom mebli mieszkalnych, jak Henredon Furniture Industries Inc. i Baker Furniture Co.

To, co kiedyś musiało być wykonywane pojedynczo przez mistrzów rzeźbienia ręcznego, teraz może być wykonane przez firmę 20 na raz. Według właściciela firmy, Toma Bowkera, skutkuje to nie tylko oszczędnością czasu, ale także kosztów, bez poświęcania wyglądu produktu. Przykładem prędkości maszyny jest rzeźbiony w ryżu słupek łóżka; zazwyczaj ukończenie tego dzieła zajęłoby mistrzowi ręcznego rzeźbienia około sześciu do ośmiu godzin, „podczas gdy my możemy to zrobić w ciągu godziny” – powiedział Bowker.

Aby wyprodukować rzeźby, tworzony jest początkowy, ręcznie rzeźbiony szablon. Rzeźba jest wysyłana do firmy Tekmatex, gdzie maszyna digitalizująca tworzy program komputerowy, który można pobrać do centrum obróbczego. Po zakończeniu tego programu można z precyzją wykonać nieskończoną liczbę danej rzeźby.

Istnieją pewne „niezbędne składniki” do tworzenia rzeźb, powiedział Bowker. Oprzyrządowanie jest jednym z najważniejszych. Ze względu na charakter produktu, Carving Research wykorzystuje unikalne narzędzia, w tym ostry jak brzytwa frez do żyłkowania opracowany przez Oertli Woodworking Tools Inc. pozostawia tak czysty krój, że dodatkowe rzeźby nie są konieczne, powiedział Bowker. Innym przykładem jest frez z płaskim dnem lub prostym 1/16 cala, który jest używany w wielu rzeźbach.

„Nikt inny nie używa czegoś takiego” – powiedział Bowker.

„Ze względu na złożoność wielu rzeźb, musimy zastosować szerszą gamę narzędzi, w tym niektóre narzędzia z węglików spiekanych, niż te, których użyłbyś w przypadku normalnej operacji rzeźbienia. Wiele naszych bitów musi być małych, ponieważ trzeba wejść i wykonać cięcie tak, aby wyglądało, jakby zostało zrobione dłutem.