L'atelier adopte une approche audacieuse et à grande échelle pour réussir sa fabrication
Au début de ses activités avec son fournisseur désormais clé de machines-outils, R-Tech Tool & Machine à Wamego, au Kansas, a démarré la relation de manière complètement opposée à celle que la plupart des autres ateliers auraient suivie. Au lieu d’un départ conservateur avec une technologie peut-être plus petite et à prix modéré, le magasin a acheté, selon les mots de Doug Routh, président de R-Tech, « la machine la plus grosse et la plus performante » proposée par le fournisseur. Il a ensuite travaillé à la baisse pour finalement acquérir également plusieurs pièces d'équipement de taille standard.
Cette stratégie non conventionnelle a extrêmement bien fonctionné pour l'atelier de 25 ans qui est devenu l'un des fournisseurs de pièces usinées les plus fiables d'un fabricant d'équipement lourd. En fait, R-Tech est situé si près de cet important fabricant d’équipements de construction et d’exploitation minière que les deux parties en bénéficient en termes de logistique, de délais de livraison et de rentabilité.
La grande machine qui a stimulé la croissance majeure de R-Tech était une énorme fraiseuse à pont à double colonne avec changement de table double et plusieurs têtes de machine pour sa broche. Cette machine a ensuite cédé la place à l'installation de plusieurs centres d'usinage horizontaux au sein d'un système de fabrication flexible (FMS) entièrement automatisé, de plusieurs centres de tournage 5 axes complets et, plus récemment, d'un centre de tournage à faible encombrement avec capacité de fraisage.
Routh n'a jamais regretté sa décision de voir les choses en grand avec les machines-outils de l'atelier. La grande machine donne à R-Tech un avantage concurrentiel et lui a même permis de décrocher de nouveaux contrats. De plus, selon Routh, « nous pouvons toujours réaliser des pièces plus petites sur une grande machine si besoin est, mais nous n'avons pas la possibilité de découper de grandes pièces sur de petites machines. Cela dit, nos plus grosses machines sont également devenues le plan de secours pour notre travail plus modeste. Nous pouvons par exemple configurer la machine pont avec plusieurs petites pièces sur ses deux tables, et elle les fera toutes fonctionner sans surveillance.
Et grâce à son grand pont machine, R-Tech est actuellement l'un des seuls ateliers de la région à disposer d'une telle capacité d'usinage de pièces de grande taille. La machine coupe également tous les montages de soudage de pièces de l'atelier qui sont naturellement plus grands que les grandes pièces qu'ils contiennent pour le soudage.
La machine à pont à double colonne de l'atelier est une VERSATECH V-140N de Mazak, tout comme les deux centres d'usinage horizontaux HCN-6000 du système Mazak PALLETECH entièrement automatisé de 32 palettes de l'atelier. Au sein de ce FMS, un robot guidé par rail charge et décharge les machines pour les maintenir en fonctionnement sans surveillance et sans lumière pendant la nuit. Les machines 5 axes complètes de l'atelier sont des machines multitâches Mazak INTEGREX i-200 et INTEGREX e-420H, tandis que la plus petite machine de tournage est un centre de tournage Mazak QUICK TURN 200M avec capacité multitâche.
La VERSATECH V-140N de l'atelier a usiné des pièces mesurant 12 pieds de large par 20 pieds de long par 6 pieds de haut et a coupé leurs cinq côtés. La capacité de changement de deux tables de la machine rend le temps de configuration chez R-Tech sans conséquence. Pendant que la machine fonctionne sans interruption sur une table pleine de pièces, les opérateurs peuvent soit charger soit décharger la deuxième table qui se trouve à l'extérieur de la zone d'usinage.
Avec une tête de broche qui se positionne verticalement, horizontalement et à n'importe quel angle entre les deux, le VERSATECH V-140N offre des performances et une productivité inégalées dans l'usinage de très grandes pièces. La tête effectue un usinage multi-faces à 5 axes dans des configurations uniques pour réduire considérablement la manipulation et le repositionnement des grandes pièces de R-Tech tout en augmentant la précision de coupe.
« Les clients ne paient pas pour le temps d’installation », a déclaré Routh. « Vous devez faire tout ce qui est en votre pouvoir pour les réaliser le plus rapidement possible ou les éliminer complètement de l’équation. »
La plupart des pièces réalisées sur le VERSATECH V-140N impliquent de longues portées d'outils et des alésages profonds avec de nombreuses obstructions, et de telles caractéristiques rendent difficile la réalisation des pièces sur des HMC conventionnels. « Nous avions autrefois une vieille aléseuse horizontale manuelle et nous nous en sortions bien », a déclaré Routh. « Mais pour maintenir notre compétitivité en termes de coûts, nous devions faire mieux en termes de temps de réglage et de rendement des machines. »
En ce qui concerne l'augmentation de la production, le système PALLETECH de l'atelier avec seulement les deux Mazak HCN-6000, selon Routh, a éliminé le besoin de six anciens HMC de marques différentes dans l'atelier. Le système automatisé a également considérablement augmenté la productivité de la main-d'œuvre existante de l'atelier, de sorte qu'au lieu de six personnes gérant chacune une machine, trois d'entre elles supervisent désormais la cellule, tandis que les trois autres sont capables de gérer d'autres machines.
Pour un positionnement rapide et précis des axes, les HCN-6000 se déplacent rapidement à 2 362 ipm par axe et accélèrent/décélèrent à 0,7 G, tandis que les servomoteurs à gain élevé et les servomoteurs CA haute puissance offrent à R-Tech un mouvement d'axe précis et sans vibrations. La capacité de changement de deux palettes est standard avec les machines, et le système est pré-conçu pour s'interfacer de manière transparente avec le système PALLETECH .
« En ce qui concerne les opérations sans surveillance, le logiciel de gestion de la durée de vie des outils de Mazak s'est avéré essentiel pour obtenir la plupart des opérations sans surveillance de notre laminoir à pont et des HMC dans le FMS », a déclaré Routh. L'un des HCN 6000 dispose d'un stockage de 120 outils, tandis que l'autre peut accueillir 180 outils. Peu de tâches de l'atelier autorisent un outillage redondant, donc lorsque l'on exécute jusqu'à huit à dix tâches de numéros de pièces différents pendant la nuit, la cellule peut occasionnellement parcourir tout l'outillage. Mais lorsque la combinaison de tâches est bonne, selon Routh, la cellule fonctionne facilement toute la nuit.
Dans la mesure du possible, l'atelier ébauche les pièces pendant la nuit dans le système PALLETECH , puis les termine sur ses machines 5 axes INTEGREX i-200 et e-420H. Les deux machines combinent les capacités d'un centre de tournage haute puissance et d'un centre d'usinage à fonctions complètes pour tourner, fraiser, aléser et percer de manière productive, tout en offrant un usinage simultané sur 5 axes. Chaque machine est équipée d'une broche de tournage principale et d'une broche de fraisage montée verticalement avec axe B rotatif. Tout cela fournit à R-Tech la capacité de traitement DONE IN ONE® de Mazak pour les travaux les plus complexes de l'atelier, tels que les composants internes des marteaux pneumatiques industriels.
Ces pièces de marteau impliquent des tolérances extrêmement serrées et beaucoup d'enlèvement de métal. Par exemple, un composant de manchon d'usure a des exigences de diamètre d'alésage et de cylindricité qui doivent toutes deux être maintenues à +/- 0,0004". Bien que l'enlèvement de matière soit minime dans les soudures de l'atelier, leur taille même représente un véritable défi en matière d'usinage.
Avec une capacité de fraisage dans sa tourelle à outils, le centre de tournage Mazak QUICK TURN 200M offre la capacité multitâche R-Tech pour ses pièces relativement plus petites. Par exemple, la machine coupe un grand nombre de composants porteurs qui sont montés sur les manchons d'usure du marteau et, selon Routh, les pièces un peu plus petites sont tout aussi complexes à usiner que les manchons eux-mêmes.
Routh a démarré l'atelier avec un tour CN et une fraiseuse CN. Depuis, le magasin s'est développé jusqu'à ses trois bâtiments actuels, et sa femme, sa fille et ses trois fils sont désormais tous impliqués dans l'entreprise. Le fils aîné, Josh, s'occupe des achats et les jumeaux Jordon et Jacob sont tous deux contremaîtres de l'atelier d'usinage, tandis que sa fille Chantel est la directrice du bureau et sa femme Rachelle est copropriétaire et vice-présidente. Le magasin emploie actuellement 60 personnes et Routh s'attend à ce que ce nombre augmente de 10 à 15 dans un avenir très proche.
En plus de ses activités dans le domaine des équipements lourds, R-Tech produit des composants pour les manèges de parcs d'attractions, les centrales électriques, les locomotives et les wagons de chemin de fer ainsi que pour les structures architecturales. La majeure partie du travail de l'atelier concerne l'acier laminé à chaud résistant à l'abrasion et les grandes soudures.
La plupart des pièces sont constituées de plaques d’acier brutes, qui sont brûlées, pliées/formées, soudées et usinées, puis peintes. D'autres pièces commencent sous forme de barres et certaines sont des pièces moulées qui peuvent peser entre 5 000 et 40 000 livres, et les tolérances peuvent être aussi serrées que +/- 0,0004" sur des alésages de 2 500" de diamètre et de 12" de profondeur.
« Nous essayons de rester dans la gamme des pièces de taille moyenne à grande/soudure », a déclaré Routh. « Pour nous, les pièces moyennes sont celles qui pèsent 1 000 livres ou plus, et les très grandes sont celles qui peuvent peser plus de 43 000 livres. Une telle capacité et une telle aptitude, comme celles de nos Mazaks, nous confèrent un créneau contre lequel la plupart des ateliers ne sont pas en mesure de rivaliser. De plus, l’usinage de grandes pièces a tendance à rester de ce côté-ci de l’étang en raison des coûts logistiques. Et cela joue également en notre faveur.