บรรลุเป้าหมายการทำงานแบบอัตโนมัติ 48 ชั่วโมงในช่วงวันหยุดสุดสัปดาห์! เครื่องมือ ลบมุุมขอบงาน ชนิดใดที่ช่วยแก้ปัญหาคอขวดในการผลิตแบบอัตโนมัติ (Lights-Out Manufacturing)?

โครงการผลิตสลักสายพานภายในองค์กร

Tsubakimoto Mayfran Inc. ผลิตสายพานลำเลียงซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์หลักที่โรงงานสำนักงานใหญ่ในเมืองโคกะ จังหวัดชิกะ โรงงานสำนักงานใหญ่เป็นโรงงานหลักที่ดูแลทุกขั้นตอน ตั้งแต่งานโลหะแผ่นไปจนถึงการเชื่อม การประกอบ และการพ่นสี ในกระบวนการผลิตสายพานลำเลียงแบบครบวงจร ในช่วงเวลานี้เองที่เกิดปัญหาขึ้นกับการจัดหาสลักสายพาน ซึ่งเป็นหนึ่งในส่วนประกอบสำคัญของสายพานลำเลียง ก่อนหน้านี้ โรงงานสำนักงานใหญ่แทบไม่มีการดำเนินการตัดเฉือนโลหะเลย และสลักสายพานที่ต้องใช้การตัดเฉือนจะถูกส่งออกไปผลิตภายนอก (Outsource) อย่างไรก็ตาม ผู้รับจ้างช่วงเริ่มประสบความยากลำบากในการผลิตต่อ เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงได้มีการเปิดตัวโครงการผลิตสลักสายพานภายในองค์กรขึ้น คุณ Ichihashi จากแผนกวิศวกรรมการผลิต ซึ่งมีความรู้ลึกซึ้งด้านการตัดเฉือนโลหะ ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้าโครงการ

คุณ Ichihashi

“การนำการผลิตสลักสายพานที่เคยจ้างภายนอกกลับมาผลิตเองที่โรงงานสำนักงานใหญ่ ทำให้เราได้รับประโยชน์มากมาย เราจึงตัดสินใจดำเนินการผลิตภายในองค์กร การผลิตเองช่วยให้วางแผนการผลิตได้ยืดหยุ่นตามความต้องการและทำให้การผลิตล็อตเล็กทำได้ง่ายขึ้น เมื่อจ้างภายนอก เราจำเป็นต้องสำรองชิ้นส่วนจำนวนมาก (งานระหว่างทำ) เนื่องจากขนาดล็อตการสั่งซื้อและระยะเวลาในการผลิต แต่ด้วยการผลิตภายในองค์กร เราสามารถปรับตารางการผลิตและขนาดล็อตให้สอดคล้องกับความต้องการของลูกค้าได้อย่างยืดหยุ่น การนำระบบการผลิตแบบทันเวลาพอดี (Just-in-time) มาใช้ ส่งผลให้สินค้าคงคลังลดลงอย่างมาก”

นี่เป็นโครงการสำคัญที่คาดหวังว่าจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

คุณ Ichihashi

“นอกเหนือจากความคาดหวังในการลดระยะเวลาการผลิตและลดสินค้าคงคลังแล้ว เรายังตั้งเป้าหมายเรื่องความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุนสำหรับโครงการนี้ด้วย เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนการผลิต การผลิตในต่างประเทศเป็นทางเลือกหนึ่ง แต่การผลิตชิ้นส่วนที่โรงงานสำนักงานใหญ่ซึ่งเป็นสถานที่ประกอบขั้นสุดท้ายนั้นเหมาะสมที่สุดในแง่ของระยะเวลาการขนส่ง (การผลิตในท้องถิ่นเพื่อการบริโภคในท้องถิ่น) ดังนั้น เราจึงตั้งเป้าหมายที่จะ สร้างสายการผลิตที่มีความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุนที่ทัดเทียมกับการผลิตในต่างประเทศ แม้จะเป็นการผลิตภายในประเทศก็ตาม เราเชื่อว่ากุญแจสำคัญในการบรรลุความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุนคือ ‘ระบบอัตโนมัติและการขยายเวลาการทำงานแบบไร้คนควบคุม’”

รูปลักษณ์และโครงสร้างของสายพานลำเลียงเหล็กแบบบานพับ

รูปลักษณ์ของสลักสายพาน

กระบวนการคอขวดที่เป็นอุปสรรคต่อการทำงานแบบอัตโนมัติ

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายที่ตั้งไว้ การสร้างสายการผลิตจึงดำเนินต่อไป เนื่องจากสลักสายพานเป็นชิ้นส่วนทรงกระบอกยาว จึงมีการนำเครื่องป้อนวัตถุดิบแบบแท่ง (Bar feeder) มาใช้ในการป้อนวัสดุ นอกจากนี้ เพื่อให้การจับยึดชิ้นงานยาวซ้ำและการตัดเฉือนทั้งสองด้านเป็นไปอย่างอัตโนมัติ จึงได้เลือกใช้เครื่องกลึง NC ที่มีสปินเดิลเสริม (Sub-spindle) ซึ่งช่วยให้ทุกอย่างตั้งแต่การโหลดชิ้นงาน การตัดเฉือน ไปจนถึงการนำชิ้นงานออกเป็นไปอย่างอัตโนมัติ
สลักสายพานมีหลายรุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวแตกต่างกัน มีการสร้างและตรวจสอบโปรแกรมการตัดเฉือนสำหรับแต่ละรุ่น และการเริ่มต้นผลิตชิ้นส่วนที่ผ่านการตัดเฉือนชิ้นแรกของโรงงานก็ประสบความสำเร็จด้วยดี
แม้ว่าการเริ่มต้นการตัดเฉือนจะเสร็จสิ้นลงด้วยดี แต่อีกเป้าหมายหนึ่งคือการขยายเวลาการทำงานแบบอัตโนมัติยังไม่บรรลุผล เครื่องมือที่ใช้ในสองกระบวนการมีอายุการใช้งานสั้น และความถี่ในการเปลี่ยนเครื่องมือที่สูงทำให้ไม่สามารถทำงานต่อเนื่องเป็นเวลานานได้

คุณ Ichihashi

“เราตั้งเป้าที่จะตัดเฉือนรุ่นที่มีล็อตการผลิตค่อนข้างใหญ่ผ่านการทำงานแบบอัตโนมัติในช่วงวันหยุด ตัวอย่างเช่น เตรียมการตั้งค่าให้เสร็จสิ้นก่อนเลิกงานในวันศุกร์และเริ่มการตัดเฉือน หากเราสามารถรันการตัดเฉือนแบบอัตโนมัติในช่วงวันหยุดสุดสัปดาห์ (เสาร์และอาทิตย์) ได้ มันจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและลดต้นทุนการผลิตของสายการผลิตได้อย่างมาก เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ เราจำเป็นต้องทำให้การทำงานแบบอัตโนมัติยาวนานประมาณ 48 ชั่วโมง แต่ปัญหาอายุการใช้งานของเครื่องมือในกระบวนการคอขวดทำให้เราไม่สามารถบรรลุเป้าหมายได้”

กระบวนการคอขวดในการตัดเฉือนสลักสายพาน

กระบวนการคอขวดที่ 1: การตัดแยก / การกลึงเก็บละเอียดหน้าตัด

เนื่องจากการผลิตใช้เครื่องป้อนวัตถุดิบแบบแท่ง กระบวนการตัดแยกจึงเป็นหนึ่งในการดำเนินการหลัก นอกจากนี้ เนื่องจากข้อจำกัดด้านจำนวนเครื่องมือและสถานีป้อมมีดที่จำเป็นในการตัดเฉือนรุ่นต่างๆ เครื่องมือตัดแยกจึงถูกนำมาใช้ในการกลึงเก็บละเอียดหน้าตัดด้วยเพื่อรวมการใช้เครื่องมือเข้าด้วยกัน

กระบวนการคอขวดที่ 2: การเจาะนำศูนย์ + การ ลบมุุมขอบงาน

เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่งรู จึงมีการเจาะนำศูนย์ก่อนการเจาะรู เนื่องจากรูเหล่านี้ต้องมีการ ลบมุม แบบ C กระบวนการจึงถูกออกแบบมาให้ใช้เครื่องมือ ลบมุุมขอบงาน 90 องศาที่เจาะลึกลงไปล่วงหน้า เพื่อรวมการเจาะนำศูนย์และการ ลบมุุมขอบงาน ไว้ในการดำเนินการเดียว

ภาพจำลองการตัดเฉือนของกระบวนการ “การเจาะนำศูนย์ + การ ลบมุุมขอบงาน”

1. กระบวนการที่ 1
   การเจาะนำศูนย์ + การ ลบมุุมขอบงาน
2. 
3. กระบวนการที่ 2
   เจาะรู

คุณ Ichihashi

“กระบวนการที่ผมรู้สึกว่ามีปัญหาเป็นพิเศษคือกระบวนการ ‘การเจาะนำศูนย์ + การ ลบมุุมขอบงาน’ นี้ครับ เนื่องจากการรบกวนกันระหว่างปลอกคอลเล็ตที่จับยึดชิ้นงานกับชุดเครื่องมือหมุน รวมถึงข้อจำกัดของระยะการกัดของเครื่องจักร ชิ้นงานจึงต้องยื่นออกมาประมาณ 80 มม. สำหรับการดำเนินการกัด ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากการตัดเฉือนเกิดขึ้นใกล้กับหน้าตัด จึงต้องทำในลักษณะการจับยึดแบบยื่นปลายด้านเดียว (Cantilevered setup) เมื่อชิ้นงานอยู่ในสภาวะที่มีความแข็งเกร็งต่ำ การตัดเฉือนจึงไม่เสถียร การสั่นสะเทือนปรากฏชัดเจนเป็นพิเศษในรุ่นสลักสายพานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก ส่งผลให้รอย ลบมุม มีรูปทรงรูที่ไม่สม่ำเสมอ”

คุณ Ichihashi

“เราได้ขอให้ผู้ผลิตหลายรายช่วยปรับปรุงเครื่องมือ และเรากำลังดำเนินการปรับปรุงเครื่องมืออยู่ เราได้ให้ผู้ผลิตรายหนึ่งทำเครื่องมือสั่งทำพิเศษและทำการทดสอบ แต่เราก็ยังดิ้นรนเพื่อหาเครื่องมือที่ให้การปรับปรุงตามที่เราต้องการ”

เป้าหมายของการขยายเวลาการทำงานแบบอัตโนมัติมาถึงทางตัน

เครื่องกลึง NC พร้อมเครื่องป้อนวัตถุดิบแบบแท่งและสปินเดิลเสริมที่ใช้สำหรับการตัดเฉือนสลักศูนย์

มุมมองของกระบวนการ “การเจาะนำศูนย์” + “การ ลบมุุมขอบงาน”

แนวทางแก้ไขสำหรับกระบวนการคอขวด

ในช่วงเวลานี้เองที่คุณ Ichihashi และคุณ Murata จากสำนักงานขายเกียวโตของ Tungaloy ได้พบกันเป็นครั้งแรก
คำขอคำปรึกษาเกี่ยวกับการตัดเฉือนด้วยผลิตภัณฑ์ดอกสว่านที่คุณ Ichihashi เลือกไว้ ส่งมาถึงคุณ Murata ผ่านทางตัวแทนจำหน่าย เมื่อคุณ Murata ไปเยี่ยมคุณ Ichihashi เขาได้รับรู้ถึงความท้าทายที่คุณ Ichihashi กำลังเผชิญอยู่

Murata

“สำหรับการปรับปรุงเครื่องมือตัดแยก/กลึงหน้าตัด ผมได้เสนอ TungCut โดย TungCut มีที่วาง เม็ดมีด รูปทรงโค้งที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งให้ความต้านทานต่อแรงด้านข้างที่แข็งแกร่ง ทำให้เป็นซีรีส์เครื่องมือเซาะร่อง/ตัดแยกที่สามารถทำได้ทั้ง การตัดแยก และการกลึง ผมเลือกเกรด AH7025 ซึ่งเป็นเกรดล่าสุดของเราสำหรับ เม็ดมีด เนื่องจากเกรดนี้ให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมกับลูกค้ารายอื่นมาแล้ว ผมจึงแนะนำให้ทดสอบด้วยเกรดนี้ครับ”

คุณ Ichihashi

“เมื่อเราทดสอบ AH7025 เราสามารถยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือและแก้ไขกระบวนการคอขวดไปได้หนึ่งอย่าง เดิมทีเราใช้น้ำหล่อเย็นในการตัดเฉือนเพื่ออายุการใช้งานของเครื่องมือและคุณภาพผิวงาน อย่างไรก็ตาม การใช้น้ำหล่อเย็นต้องมีการเปลี่ยนตามระยะเวลาเนื่องจากคุณภาพน้ำเสื่อมโทรม และการกำจัดทิ้งเป็นน้ำมันเสียก็ทำให้เกิดความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมซึ่งกลายเป็นปัญหามากขึ้นในปัจจุบัน เราต้องการสร้างการตัดเฉือนแบบแห้งโดยไม่ใช้น้ำหล่อเย็น ในแง่นั้น AH7025 ให้คุณภาพผิวงานที่น่าพอใจแม้ในการตัดเฉือนแบบแห้ง ในขณะที่บรรลุเป้าหมายอายุการใช้งานเครื่องมือได้อย่างเพียงพอ เราประทับใจในเทคโนโลยีเครื่องมือของคุณจริงๆ ครับ”

Murata

“สำหรับกระบวนการคอขวดอีกอย่างหนึ่งคือ ‘การเจาะนำศูนย์ + การ ลบมุุมขอบงาน’ ผมคาดการณ์ว่าจะเป็นการปรับปรุงที่ยากเนื่องจากชิ้นงานมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กและมีสภาวะการยื่นยาว เนื่องจากเครื่องมือแบบเปลี่ยนหัวได้ TungMeister มีหัว ลบมุุมขอบงาน ให้เลือกหลากหลาย ผมจึงสำรวจว่าเราจะสามารถเลือกหัวที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการตัดเฉือนสลักสายพานจากกลุ่มผลิตภัณฑ์นี้ได้หรือไม่”

หัวเอ็นมิลแบบเปลี่ยนหัวได้ TungMeister: หัว ลบมุุมขอบงาน ที่มีให้เลือกหลากหลาย

หัวเอ็นมิลแบบเปลี่ยนหัวได้ TungMeister มีกลุ่มผลิตภัณฑ์หัวที่ครอบคลุมมากกว่าแค่หัวสแควร์ รวมถึงหัวแบบ อัตราป้อน สูง, หัวบอล, หัว ลบมุุมขอบงาน, หัวเจาะ และหัวแบบเซาะร่อง โดยเฉพาะกลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่องมือ ลบมุุมขอบงาน จะมีหัว ลบมุุมขอบงาน ที่มีลักษณะแตกต่างกันอย่างชัดเจน

Murata

“ในบรรดาหัวหลายประเภทที่มีให้เลือก ผมได้เลือกประเภท VDS ซึ่งเป็นการออกแบบที่ตัดได้คมที่สุดและมีความต้านทานต่ำที่สุดสำหรับการใช้งานนี้ครับ”

หัว ลบมุุมขอบงาน TungMeister มีให้เลือก 3 ประเภท ได้แก่ “ประเภท VCP ที่มีการออกแบบแบบอัดขึ้นรูปเพื่อความคุ้มค่า”, “ประเภท VCA ที่มีการออกแบบแบบหลายฟันเพื่อประสิทธิภาพการผลิต” และ “ประเภท VDS ที่มีการออกแบบมุมคายเกลียวสูงเพื่อการตัดที่มีความต้านทานต่ำ”

Murata

“ผมเลือกประเภท VDS โดยคาดหวังว่ามุมคายเกลียวขนาดใหญ่และการออกแบบที่มีความต้านทานต่ำจะเหมาะกับการใช้งานนี้ นอกจากนี้ เมื่อผมตรวจสอบเครื่องมือ ลบมุุมขอบงาน ของคู่แข่งที่ Tsubakimoto Mayfran ใช้อยู่ พบว่าไม่มีตัวไหนที่มีการทำ Thinning ที่คมตัดเลย ผมคิดว่าการใช้ประเภท VDS ที่มีคุณสมบัติ Thinning จะช่วยลด แรงขับเคลื่อน ซึ่งจะช่วยยับยั้งการโก่งตัวของชิ้นงานได้แม้ในชิ้นงานที่มีความแข็งเกร็งต่ำครับ”

คุณสมบัติของประเภท VDS

1. มุมมองด้านหน้าของหัว VDS
   
2. หัว VDS
   

บรรลุการทำงานแบบอัตโนมัติ 48 ชั่วโมงในช่วงวันหยุดสุดสัปดาห์

ด้วยความคาดหวังสูงในความสำเร็จ การทดสอบจึงเริ่มขึ้น ในขณะที่เครื่องมือแบบเดิมมีการตัดเฉือนพร้อมกับการสั่นสะเทือน แต่ประเภท VDS สามารถยับยั้งการเกิดการสั่นสะเทือนได้อย่างมาก หลังจากยืนยันการตัดเฉือนที่เสถียรแล้ว การทดสอบจึงย้ายไปสู่การทดสอบการผลิตจริง ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า:

• อายุการใช้งานเครื่องมือขยายเป็น 3,000 ชิ้น ซึ่งมากกว่าการตั้งค่าอายุการใช้งานเดิมที่ 600 ชิ้นถึง 5 เท่า
• บริเวณที่ ลบมุม ซึ่งเดิมมีรูปทรงไม่สม่ำเสมอ กลายเป็นรูปทรงวงกลมที่สะอาดตา ช่วยปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์

สิ่งเหล่านี้คือการปรับปรุงที่สำคัญ

คุณ Ichihashi

“ผลลัพธ์จากการตัดเฉือนด้วยเครื่องมือนี้เป็นการค้นพบใหม่ๆ ที่น่าทึ่งอย่างต่อเนื่อง การแก้ไขกระบวนการคอขวดทั้งสองและบรรลุการทำงานแบบอัตโนมัติ 48 ชั่วโมงในช่วงวันหยุดสุดสัปดาห์ได้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตในสายการตัดเฉือนสลักสายพานอย่างมาก การตัดเฉือนสลักสายพานโดยใช้เครื่องจักรเอนกประสงค์ยังไม่สามารถทำได้แม้แต่ในต่างประเทศ ดังนั้นผมเชื่อว่าสายการผลิตใหม่นี้ถูกสร้างขึ้นด้วยความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุนที่ทัดเทียมกับการผลิตในต่างประเทศได้ครับ”

คุณ Ichihashi

“นอกเหนือจากความเสถียรในการตัดเฉือนที่เพิ่มขึ้นและอายุการใช้งานเครื่องมือที่ยาวนานขึ้นแล้ว เรายังชื่นชมความง่ายในการเปลี่ยนเครื่องมือด้วย TungMeister สำหรับเครื่องมือโซลิด การเปลี่ยนเครื่องมือแต่ละครั้งต้องคลายและขันคอลเล็ตใหม่ ปรับความยาวส่วนยื่นของเครื่องมือ และแก้ไขค่าชดเชยความยาวเครื่องมือในโปรแกรม NC เราเคยใช้เครื่องมือ ลบมุุมขอบงาน แบบหัวขันสกรูด้วย แต่ก็มีเหตุการณ์ที่สกรูหล่นหายเข้าไปในเครื่องจักรระหว่างการถอด TungMeister ซึ่งช่วยให้เปลี่ยนหัวได้โดยใช้เพียงประแจโดยไม่ต้องถอดด้ามออก ยังช่วยปรับปรุงการดำเนินการเปลี่ยนเครื่องมือได้อีกด้วย”

ประโยชน์ที่เป็นเอกลักษณ์ของเครื่องมือแบบเปลี่ยนหัวได้บนเครื่องกลึง ซึ่งมีการเปลี่ยนเครื่องมือภายในเครื่องบ่อยครั้ง ได้รับการยอมรับอย่างชัดเจน

รอย ลบมุม ที่ผ่านการตัดเฉือนโดยใช้หัว TungMeister ประเภท VDS

มุ่งสู่การทำงานแบบอัตโนมัติที่ยาวนานยิ่งขึ้น

Tsubakimoto Mayfran ไม่ได้หยุดเพียงแค่การปรับปรุงในปัจจุบัน และกำลังก้าวไปสู่การปรับปรุงเพิ่มเติมแล้ว

คุณ Ichihashi

“ตอนนี้กระบวนการคอขวดสองอย่างได้รับการแก้ไขแล้ว กระบวนการตัดเฉือนอื่นคือการปาดหน้าได้กลายเป็นคอขวดในปัจจุบัน ด้วยการปรับปรุงกระบวนการนี้ เราต้องการท้าทายการทำงานแบบอัตโนมัติ 60 ชั่วโมงในลำดับต่อไปครับ”

เมื่อได้ยินเป้าหมายต่อไป คุณ Murata ก็ตอบว่า:

Murata

“เช่นเดียวกับกระบวนการ ‘การเจาะนำศูนย์ + การ ลบมุุมขอบงาน’ การปาดหน้าก็เกี่ยวข้องกับสภาวะที่มีความแข็งเกร็งต่ำเช่นกัน ในจุดนี้ผมก็ต้องการมุ่งเน้นการตัดเฉือนที่เสถียรและอายุการใช้งานเครื่องมือที่ยาวนาน โดยการเลือกคัตเตอร์ที่มีความต้านทานการตัดต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ครับ”

Murata

“ตั้งแต่เข้าร่วมงานกับบริษัทนี้ ผมให้ความสำคัญกับคติพจน์ที่ว่า ‘วิกฤตคือโอกาส’ ที่รุ่นพี่สอนผมมาครับ เช่นเดียวกับในกรณีนี้ บางครั้งสิ่งต่างๆ ก็ดำเนินไปได้ด้วยดี แต่ก็มีบางครั้งที่การตัดเฉือนไม่เป็นไปตามแผนและเกิดปัญหาขึ้น อย่างไรก็ตาม แทนที่จะยอมแพ้ง่ายๆ ผมเชื่อว่าสิ่งที่สำคัญที่สุดคือการสำรวจว่ามีแนวคิดอื่นหรือมาตรการปรับปรุงอื่นๆ หรือไม่ และท้าทายต่อไป ผมรู้สึกว่าการแก้ไขปัญหาในกรณีที่ยากเป็นพิเศษจะช่วยกระชับความสัมพันธ์ความไว้วางใจกับลูกค้าในภายหลังครับ”

คุณ Murata มุ่งมั่นที่จะสนับสนุนความท้าทายต่อไปในการบรรลุการทำงานแบบอัตโนมัติ 60 ชั่วโมงเช่นกัน

คุณ Ichihashi

“มีหลายสิ่งในการตัดเฉือนที่คุณจะเข้าใจได้ก็ต่อเมื่อได้ลองทำจริงเท่านั้น เราตั้งใจที่จะท้าทายตัวเองต่อไปโดยไม่ยึดติดกับแนวคิดเดิมๆ ครับ”

คุณ Ichihashi แบ่งปันความปรารถนาสำหรับความท้าทายครั้งต่อไป
ที่ Tungaloy เราจะยังคงมุ่งมั่นสนับสนุนมืออาชีพด้านการผลิตที่กำลังเผชิญกับความท้าทายใหม่ๆ ในทุกวัน