Компания Wiegel Tool Works. Производитель пресс-форм повысил конкурентоспособность благодаря преобразованию бизнеса

Компании Wiegel Tool Works требовалось повысить прибыльность процессов проектирования и изготовления штамповой оснастки.

Одной лишь технологии недостаточно

Политику компании Wiegel Tool Works (WTW) определяет ее президент Марти Вигель (Marty Wiegel), побуждающий коллег к непрерывному совершенствованию. Это относится и к продукции компании (штампы последовательного действия, применяемые для изготовления изделий из листового металла), и к ее рабочим процессам. Политика Вигеля приносит компании большую пользу. Несмотря на сложную экономическую ситуацию последних лет, компания успешно работает в качестве поставщика американских и зарубежных предприятий автомобильной отрасли. WTW также изготавливает штампы, применяемые в производстве телекоммуникационного и электронного оборудования. Заказчики высоко оценивают работу компании WTW, которая всегда старается превзойти их ожидания, и ее умение решать самые сложные задачи штамповки.

Для постоянных улучшений требуются инновации — не просто «изменения ради изменений», а новые принципы работы, приносящие реальную пользу заказчикам. Несколько лет назад техническое руководство компании WTW осознало, что пришла пора внедрять инновации в процесс проектирования штамповой оснастки. В то время конструкторы использовали 2D CAD­систему для проектирования штампов последовательного действия. Такие штампы превращают плоские металлические полосы в штампованные детали (штампы последовательного действия состоят из ряда инструментов, выполняющих резание, чеканку, деформацию и гибку материала, получая изделие нужной формы; для каждого нового изделия требуется уникальный комплект штамповой оснастки).

Продукт

• NX.

Проблемы

• Быстрое проектирование штамповой оснастки и листовых деталей при обеспечении высокого качества.
• Применение инновационных решений для проектирования сложной штамповой оснастки.
• Своевременная подготовка точных тендерных заявок.

Ключи к успеху

Инвестиции в модернизацию процессов и технологий, значительно расширивших возможности опытных инженеров по созданию инновационных конструкций высокой сложности.

Результаты

• Сроки проектирования штампов уже сократились на треть.
• Заказчикам своевременно предоставляются более точные и информативные тендерные заявки.
• Повышение коэффициента использования материала, оригинальные технические решения, рост удовлетворенности заказчиков.
• Получение заказов на изготовление более сложной оснастки, существенный рост прибыли при проектировании и изготовлении штамповой оснастки.

Основной вид деятельности клиента

Компания Wiegel Tool Works специализируется на производстве штампов для изготовления различных деталей в автомобилестроении, производстве телекоммуникационного и электронного оборудования.
www.wiegeltoolworks.com

Местонахождение клиента

Вуд Дэйл, шт.Иллинойс, США.

Благодаря высокой квалификации инженеров­конструкторов, они выполняли эскизное проектирование в 2D, точно изображая сложные детали и многочисленные пуансоны на чертежах. Но двумерное проектирование заметно ограничивало их возможности.

Например, в 2D было затруднительно визуализировать взаимодействие между различными элементами штампа — корпусом матрицы, матричными вкладышами, чеканами и стандартными деталями. Небольшая ошибка при назначении посадки или зазора, которая может остаться незамеченной на чертеже, способна привести к серьезным последствиям в работе штампа. Еще одной проблемой двумерного проектирования была необходимость изготовления огромного количества рабочих чертежей, передающих замысел конструктора инженерам­технологам. «На некоторых чертежах приходилось выполнять до 120 выносных видов, — рассказывает Эндрю Нивара (Andrew Niewiara), технический руководитель компании Wiegel Tool Works. — Помимо высоких трудозатрат на подготовку чертежей, даже самый подробный чертеж все же содержал неопределенности». В таких случаях технолог обращался в конструкторский отдел за разъяснениями либо штамп передавался в производство, но вероятность последующих переделок при этом существенно возрастала.

Однако наиболее существенным было то, что двумерное проектирование ограничивало саму принятую в компании WTW политику создания инноваций и внедрения непрерывных улучшений. Поскольку представление замысла конструктора на чертежах было крайне трудоемким процессом, на рассмотрение различных вариантов конструкции штампа и внесение улучшений в ранее разработанную оснастку времени уже не оставалось. Заказчики компании WTW требовали высококачественные штампы, но при этом не были готовы продлевать сроки поставок. Более того, большинство из них хотели все более и более сокращать сроки подготовки производства при одновременном росте сложности штампов.

Компания Siemens предлагает решение для быстро развивающихся рынков

Проведя анализ систем автоматизированного проектирования, Эндрю Нивара выяснил, что лишь переход от двумерного к твердотельному моделированию позволит устранить массу проблем, которые компания WTW испытывала при работе в системе AutoCAD. Твердотельные модели обеспечивают несравнимо более высокий уровень визуализации сложных деталей штамповой оснастки и позволяют выявлять возможные проблемы еще до изготовления штампа. Кроме того, твердотельные модели можно непосредственно передавать в производство, избавившись от столь сложных чертежей.

Нивара рассмотрел множество систем твердотельного моделирования, учитывая принципы Марти Вигеля по постоянному созданию инноваций.

Узнав об NX™, он сразу оценил функциональность этой системы в плане 3D­моделирования. Не приходилось сомневаться в том, что NX справится с проектированием сложных штампов и сможет обеспечить столь необходимую компании WTW высококачественную визуализацию. Но основной причиной выбора NX стало то, что компания Siemens успешно решила главную проблему конструкторов штамповой оснастки — создание инноваций в условиях все более сокращающихся сроков проектирования. Когда­то методом штамповки изготавливались детали сравнительно простых форм, но со временем заказчики стали все чаще требовать получения сложной профилированной геометрии, причем по самым привлекательным ценам. Это схоже с ситуацией в производстве потребительских товаров: сегодня большинство изделий из пластика имеют самые разнообразные и весьма сложные формы.

При помощи дополнительного модуля NX Progressive Die Wizard компания Siemens помогла компании Wiegel реализовать стремление к инновациям. Этот модуль является новым шагом в 3D­моделировании, а его функциональность основана на накопленных знаниях и опыте. В модуле Progressive Die Wizard воплощены знания специалистов по проектированию штамповой оснастки и оптимальные приемы работы. Интеллектуальный пользовательский интерфейс пошагово направляет работу конструктора, проектирующего штамп последовательного действия. «Именно наличие модуля Progressive Die Wizard убедило нас сделать выбор в пользу NX, — отмечает Нивара. — Другие системы также обладали многими преимуществами твердотельного моделирования, но только NX действительно позволяла решить задачу ускорения проектирования сложной штамповой оснастки».

Все этапы процесса выполняются быстрее

По словам Нивары, конструкторы штампов по­прежнему используют те же процессы проектирования, что и раньше, но применение модуля Progressive Die Wizard позволило заметно ускорить выполнение каждого этапа. Например, вместо того, чтобы вручную выполнять крайне трудоемкое построение развертки предоставленной заказчиком 3D­модели, инженеры используют имеющиеся в модуле Progressive Die Wizard функции распознавания и воссоздания конструктивных элементов. Благодаря этому трехмерная модель детали превращается в модель ее листовой заготовки за считанные минуты, причем независимо от того, в какой системе изначально создавалась деталь.

Повышение коэффициента использования материала

Удобные инструменты оптимального размещения заготовок на полосе помогают конструкторам сокращать объем отходов. «В модуле Progressive Die Wizard содержатся знания, которыми ранее обладали лишь самые опытные конструкторы штампов. Эти знания применяются для автоматизации значительной части задач по размещению заготовок на полосе», — рассказывает г­н Нивара. Например, многие заказчики компании WTW стремятся оптимизировать расход материала, особенно если речь идет о дорогих цветных металлах или листах с покрытием из драгоценных металлов. Раньше конструкторы вручную вычисляли коэффициент использования материала и объем отходов. Модуль Progressive Die Wizard определяет эти параметры автоматически. Он также отображает размещение заготовок на полосе в 3D, что позволяет сразу увидеть результаты внесения изменений в конструкцию и технологические процессы. Эти функции помогают компании WTW выполнять глубокую оптимизацию размещения заготовок, добиваясь минимального объема отходов. Поскольку полоса представляется в виде 3D­модели, для лучшего рассмотрения проблемных мест конструкторы могут вращать ее. «Когда мы показываем трехмерную модель полосы заказчикам, они сразу понимают, о чем идет речь, — добавляет Эндрю Нивара. — Трехмерная модель гораздо легче для понимания, чем двумерный чертеж».

Ускоренное проектирование штамповой оснастки

Модуль Progressive Die Wizard автоматизирует большую часть работ по проектированию штампа. Для этого применяются пользовательские библиотеки оснований пресс­форм, стандартных деталей и вставок, что ускоряет процесс проектирования и гарантирует соблюдение высоких стандартов компании WTW. Такие изменения, как перемещение пуансонов для оптимизации работы штампа, выполняются за кратчайшее время.

Поскольку каждый пуансон представлен твердотельной моделью, конструкторы могут прогнозировать характеристики штампа, что ранее было невозможно.

Хотя специалисты компании WTW прекрасно владели 2D CAD­системой, они тратили много времени на разработку и оформление рабочих чертежей. Уже при первом использовании системы NX и модуля Progressive Die Wizard срок разработки сократился на 33%. Эндрю Нивара полагает, что по мере освоения программы и добавления собственного функционала к модулю Progressive Die Wizard они смогут сократить время проектирования наполовину.

Пришло время для инноваций

Помимо экономии времени конструкторы штампов в компании WTW теперь могут по максимуму применить весь свой опыт и творческие способности, направив их на создание инноваций. «Штамп — это очень сложное изделие. Конструкцию можно представлять в различных вариантах — от самого подробного до упрощенного, с меньшим числом элементов, — поясняет г­н Нивара. — Благодаря 3D­визуализации и времени, сэкономленному за счет автоматизации, мы создаем самые лучшие штампы. Чем лучше оснастка, тем выше качество штамповки, что и требуется нашим заказчикам». Иными словами, с точки зрения партнеров компании WTW ее переход на систему NX означает получение листовых деталей исключительно высокого качества, оптимизацию расхода материала и высокую долговечность штампов.

Прямая связь с производством

Компания WTW применяет модуль NX Machining, помогающий в полной мере реализовать преимущества нового процесса конструирования при производстве изделий. В прошлом технологи импортировали 2D­чертежи в формате IGES и по ним стоили 3D­модели для разработки траекторий движения инструмента. На это уходило очень много времени. К тому же использование такого метода приводило к внесению ошибок — из­за неверного понимания чертежа или использования его устаревшей версии. В модуле NX Machining технолог работает непосредственно с 3D­моделью. Неверное понимание исключено, так как не приходится создавать модель заново. Работа с неактуальной версией конструкции также полностью исключается. По оценкам Эндрю Нивары, за счет внедрения модуля NX Machining время разработки программ для станков ЧПУ сократилось на 25%.

Рост удовлетворенности заказчиков, расширение бизнеса

Применение решений семейства NX обеспечило компании WTW явные преимущества. Это не только получение новых заказов за счет быстрой подачи тендерных заявок, но и возможность решения самых сложных задач, за которые просто не могут браться предприятия, применяющие 2D­чертежи или даже другие современные 3D­системы. Ранее конструкторы штампов, чтобы оценить себестоимость производства, изучали представленный заказчиком чертеж и решали, как будет изготавливаться деталь. «В системе NX мы быстро создаем полосу с заготовками и сразу же точно определяем коэффициент использования материала, — отмечает г­н Нивара. — Предприятия, работающие в 2D, даже не могут точно сказать, способны ли они вообще изготовить заказанный штамп, не говоря уже о том, чтобы оценить его стоимость. Мы определяем себестоимость и подготавливаем ценовые предложения с гораздо более высокой точностью, а также предоставляем заказчику подробную информацию, что в прошлом было невозможно. Усилия компании WTW по улучшению процессов проектирования штампов оказались весьма успешными. Компания преобразовала свою работу, внедрив интеллектуальные технологии. Это привело к росту удовлетворенности заказчиков, получению новых заказов и увеличению прибыли, приносимой процессами проектирования и производства.