サーボプレス技術はメタルスタンパーの価値提案を磨くのに役立ちます

ウィスコンシン州グラフトンの大手スタンピング受託製造会社であるカプコは、サーボ プレス技術の導入により、買収作業を勝ち取り、オフショアスタンパーと競合し、顧客の市場投入までの時間を短縮できることを証明することができました。 画像：カプコ

消費者製品の OEM がそのコンポーネントの一部またはすべてを製造することは珍しいことではありません。 実際、彼らのほとんどはそのように始まります。 しかし、あなたがスタンピングなどの製造の特定の側面で高い熟練度を備えているサプライヤーであり、賢明な機器の購入と優秀なスタッフによってそれをバックアップしている場合、クライアントの最も賢明な決定は、その業務をあなたに任せることかもしれません。

競合他社に勝って買収作業を勝ち取ることは、満足のいく偉業となる可能性があります。 あなたは業務を効率化し、効率を微調整し、機器を賢く購入し、スタッフを適切に管理して自分の価値を証明しました。

自分の忠実なクライアントから引き継ぎの仕事を持ち込むことは、別の種類の勝利です。 それは最高レベルのあなたの能力に対する信頼と自信の証です。

それが、大手スタンピング受託製造会社であるカプコ (ウィスコンシン州グラフトン) で、サーボ プレス技術を買収したことで起こりました。

カプコの工場と操業は主にミルウォーキー地域にあり、ウィスコンシン州オセオラに 1 つの工場があります。同社は 700 人近くを雇用し、9 つの拠点全体で 600,000 平方フィート以上の敷地を持っています。 同社の業務は、スタンピングが 60%、製造と溶接が 40% で構成されています。 このメーカーは、7 ～ 16 ゲージ、中絞り、中量のスタンピングを専門としています。

カプコの会長兼 CEO であるジム・カクマルシックは、家族経営の 2 代目です。 彼の父親であるトム シニアは 1972 年に会社を設立しました。会社の最初の印刷オペレーターはトムの妻ジョセフィンでした。 「カプコの始まりは本当に小さく、ささやかなものでした」とカクマルシック氏は語った。 「私たちは、当初の施設にあったわずか 3 台の機器から、現在では 125 台を超える機器に成長したことを本当に誇りに思っています。その多くはクラス最高のマシンです。成長は時には急速でしたが、意図的かつ戦略的な成長でもありました。」

カプコの顧客は、パワースポーツ、大型トラック輸送、軍用車両、マテリアルハンドリングと倉庫保管、農業、家電など、さまざまな業界から来ています。 同社の最大の顧客は、市場をリードするオフロード パワー スポーツ車メーカーです。 カプコはサイドバイサイドおよび ATV セグメントと歩調を合わせており、サイドバイサイド実用車、オンロードバイクやスノーモービル向けに文字通り何千もの部品を製造しています。 刻印される部品には、アンダーボディコンポーネント、スキッドプレート、ヘッドライナー、ドアフレームが含まれます。

同社は創立50周年を迎え、爆発的な成長の真っ只中にいます。 「2000 年に Jim Kacmarcik 氏が会社を引き継いだ後、当社は驚異的な長期成長を遂げました」と Kapco の営業担当副社長 Mike Kenny 氏は述べています。

同社は生産を早急に増やす必要がありました。

ケニーが説明してくれた。 「パワースポーツの生産サイクルは、頻度とペースの点で、一般的な自動車サイクルよりも 2 ～ 3 倍速いです。つまり、大量生産、ハイペース、高速切り替えになります。顧客と協力しているときは当然のことです。パワー スポーツ業界では、迅速、効率的、機敏であることが求められます。市場投入までのスピードは、競争力を高めるツールの 1 つです。」

176 トン 1 台、220 トン 2 台、330 トン 1 台の 4 台のサーボプレスを備えたプレスルームは、生産量を 2 倍にすることができました。 サーボ プレスの稼働部品は、工具や金型にもプラスのメリットをもたらしました。

Kenny 氏はさらに、「高品質かつ低コストでより迅速に市場投入できるよう支援する当社の能力が、当社の価値提案の鍵となります。」と付け加えました。

カプコは生産を加速する方法を検討し、46 台の機械プレスにサーボ プレス技術を追加することを検討しました。

「2 つの状況が、私たちがサーボに注目するきっかけとなった成長を生み出しました」と Kenny 氏は言います。 「私たちは、部品の自社生産から抜け出したいと考えている顧客から仕事を引き継いだか、オフショアリングを行っていたが再ショアリングを検討している企業を誘致しようとしていたのです。」

同社は、顧客が自社で行うよりも早く、より安価に部品を製造できるというビジネスケースを作りたいと考えていました。

「第一に、顧客が自社で生産できると考えているものに対して、当社がコスト競争力があることを示す必要がありました。第二に、再上陸を検討している企業を誘致するために、材料費の優位性と人件費の優位性の両方を克服する必要がありました。オフショアの競合他社も、輸送コストと遅延という欠点を抱えているかもしれませんが、これは今日では重要ではありませんが、私たちは常にこれらのことと競争しなければなりませんでしたが、ここ数年はさらに競争が激化しています。

「3番目は労働効率でした。新型コロナウイルスの影響で、労働市場は特に製造業で非常に困難になっています。」

カプコの運用チームは、プレスルームからの生産性の結果を探しました。 「私たちはサーボプレスから何が得られるのかを模索しました」と Kenny 氏は言います。

ケニー氏は、サーボプレスの生産性が向上すれば、コストと納期の両方の点で、従来よりも競争力が高まる良い立場になれるだろうと述べた。

カプコのスタンピングエンジニアリングディレクターのジェームス・ネップ氏は、「最近当社が獲得した消費者向けガレージドアスペースの引き継ぎ作業のため、プレス能力が限界に達することが分かっていました。能力を高めるためにサーボプレス技術を検討しました。社内調査と業界パートナーとのディスカッションを基に、より迅速に実行できるようになると考えました。そこで私たちはそこからスタートしました。」

スピード。クネップ氏は、サーボ技術を購入した主な理由は、プレスルームがサーボ技術によって達成できると期待していた毎分当たりのストローク数 (SPM) が高かったことだと述べた。 「ここには、同じトン数範囲の標準的な機械プレスがたくさんあります。それらが 40 SPM の範囲でフル稼働しているとします。サーボを使用すると、ストローク長の変更をプログラムして、40 SPM を超えて稼働速度を上げることができます。より短いストローク長をプログラムし、出力速度を向上させます。」

クランクシャフトを備えた機械式プレスのプログラミングからサーボ プレスに移行するには、専任のプレスルーム スタッフをトレーニングすることが重要でした。

多用途性。クネップ氏は、調整機能とストローク プロファイルに関するサーボ プレスの多用途性が自社にとっても役立つだろうと考えました。 「サーボ プレスで私たちが本当に気に入った点の 1 つは、サーボ プレスがもたらす柔軟性です。1 台のサーボ プレスで、複数の異なるプレスを 1 台で利用できるようになります。」

空間。さらに考慮すべき点は床面積だとケニー氏は言いました。 「スペースの平方フィート当たりの生産量を増やす必要がありました。これは、必要な数値を達成するために非常に重要でした。同じ面積でより多くのことを達成する必要がありました。」

未知の需要を満たすために正確にどのプレス サイズが必要になるかについて明確なアイデアがなかったので、同社は最初に小型サーボ プレス、AIDA 110 トンと SEYI SD1 シングルポイント 176 トンを購入しました。

クネップ氏は、「私たちが取り組んでいる新しい作業と引き継ぎ作業の両方が、中ゲージおよび薄ゲージのスタンピングに関係していることを知っていました。」と述べました。 部品は 10、12、14、さらには 16 ゲージでスタンピングされています。 材料。 それらはすべて比較的小さな部品でした。 「私たちは、より短い工程とより小さな金型を処理するための小型フレームのプレスを探していました。そうすることで、供給ラインを短縮し、スペースの節約を活用することができました。」

クネップ氏はさらに、「新しい仕事の一部は引き継ぎ作業だったので、プレス機を購入したときに必ずしも全範囲を把握していなかった。入手した部品の範囲に基づいて、すぐに、110トンには必要な機能が備わっていなかった」と付け加えた。私たちが行う必要があることに対して、トン数の観点から必要な能力を備えています。」

同社は 176 トンのプレス機を維持しましたが、最初の購入から 1 年後に 110 トンのプレス機をより大型の AIDA 330 トン プレス機に交換しました。 同時に、シングルポイントとダブルポイントの 2 台の SEYI SDI 220 トン サーボ プレスを購入し、サーボ フリートは合計 4 台になりました。

迅速な市場投入のペース。新型コロナウイルスのサプライチェーンの混乱により世界中で資本設備の遅れが生じているため、報道機関が選択する際の考慮事項の 1 つは、単に設備をいかに早く入手して設置できるかということでした。 「私たちが検討したことの 1 つは、印刷機と供給ラインの両方の観点から、利用可能なものは何かということでした。私たちの側では、印刷機を入手し、設置し、稼働させるために大きな推進力がありました」とクネップ氏は語った。

176 ～ 220 トンの範囲では、設置は比較的簡単でした。 基礎工事やピットの設置は不要です。 「私たちは彼らを連れてきて、立たせて、力を入れて、走り始めました」とクネップ氏は語った。

同氏によると、設置から最初の良品がプレスリリースされるまでの期間は約 8 週間だったという。

供給ライン。 Coe Press Equipment のコイル供給ラインは 2 台の 220 トン プレスに供給し、Dallas Industries の供給ラインは 330 トン プレスに材料を供給します。 「給電ラインはすぐに利用可能になり、私たちが必要としていたものに本当にぴったりでした」とクネップ氏は語った。 フィードのプログラミングは比較的簡単だったので、オペレーターは大規模なトレーニングを必要としませんでした。

同社は、サーボ コイル供給ラインを備えた 4 つのサーボ プレス ラインを設置しました。

サーボコイルの送りはサーボの動きと同期します。 ほとんどの部品では比較的短い送りが行われます。 「彼らはサーボプレスと歩調を合わせる能力を十分に備えています」とクネップ氏は語った。

サーボプレスによって生産速度が向上するというクネップ氏とケニー氏の予想は正しかったことが判明しました。 スライド速度を調整し、振り子モードを使用することにより、プレスルーム チームはプレス速度を大幅に向上させ、部品をより速く生産し、納期を短縮することができました。

「サーボプレスを振り子モード、つまり半ストロークまたは半サイクルに設定することで、実際に速度が向上しました」とクネップ氏は語った。 「平均すると、従来の機械式印刷機で行っていた作業の 2 倍になります。

「文字通り、機械プレスから金型を取り出し、サーボに取り付け、2 倍の速度で回転させることができます。」

カプコの工具室では、金型の製造と保守の両方を行っています。 同社の工具メンテナンスのほとんどは社内で行われています。 サーボプレスは工具室にもプラスの影響を与えたとクネップ氏は語った。 「工具の観点から見ると、サーボ プレスのストローク プロファイルを変更できる機能は、いくつかの点で私たちを助けてくれました。」

強靱な材料の形成。クネップ氏によると、サーボプレスは高強度材料のプレス加工に役立つという。 スタンパーはプレスを使用して炭素鋼、アルミニウム、ステンレス鋼、亜鉛メッキ鋼板を成形します。

「私たちがサービスを提供している市場の多くは、重量を軽減するために高強度で薄い材料に移行しています。現在私たちがスタンプしている材料の一部は、私たちが過去に使用していた標準的な炭素鋼から明らかに変化しています。異なるプレスストロークの動きをプログラムすることにより、プロファイルの変更により、成形が難しい材料の一部をスタンプできるようになりました。」

逆トン数の緩和。クネップ氏は、下死点（BDC）に向けてプレス機の速度が低下するようにプログラムできるため、スナップスルーとリバーストン数が大幅に減少したと述べた。 「パンチが材料を貫通するとき、ストロークの最下部でスライド速度を遅くすることができます。この機能を使用すると、プレス速度を変更するのではなく、プレス速度だけで前進トン数と後進トン数の両方を減らすことができます。」ツールのデザイン。」

パンチのせん断角をなくす 。 トン数を削減する一般的な方法は、パンチにせん断角を追加することです。 ストロークの特定の部分でスライド速度を変更できるため、パンチのせん断角の必要性を排除できます。 「パンチのせん断角を研削するために必要なセットアップの数を減らすことで、パンチをより速く研ぐことができるようになりました」とクネップ氏は述べています。

再ストライクステーションの削除。サーボ プレスは再打撃動作や下死点に留まるようにプログラムできるため、再打撃ステーションなしで金型を構築できます。 「ステーションが 3 つあり、そのうち 1 つが再ヒットとなる仕事だったが、現在は 2 つまで減っている」とクネップ氏は語った。

カプコは、毎年何百万もの金属部品をスタンプ、溶接、レーザーカットしています。

工具チームは大量の作業を扱うため、工具室のメンテナンスが大幅に削減されます。 「顧客と新しいプログラムを立ち上げる場合、わずか数か月の間に 100 個を超える金型を構築する必要があるかもしれません。つまり、社内チームと外部ツール ネットワークを高度に活用する必要があることを意味します。」クネップ氏は語った。

トレーニング。プレスルームは、プログラミング機械プレスからサーボプレスに移行する際にトレーニングの課題に直面していたとクネップ氏は伝えた。 「私たちの人々は、機械プレスをプログラムして出力を管理する方法を熟知してきた歴史があります。機械プレスはクランク回転の度合いに基づいてプログラムされます。たとえば、送り送り、パイロットの開き、センサーのタイミングは、度単位で行われます。回転。

「サーボ プレスでのタイミング イベントのプログラミングは、回転角度で行われるのではなく、BDC に対するスライドの位置、つまり CNC マシニング センターの Z 軸に似たものに基づいて行われます。そのため、考え方を変えるだけでも大きな課題でした。なぜなら、当社のオペレーターは機械プレスに関して豊富な経験を持っていたからです。」

カプコがトレーニングの課題に対処した 1 つの方法は、直線運動を円運動に変換する機能を選択することでした。 「最終的には、SEYI が仮想カムと呼ぶアップグレードを採用することになりました。これは、基本的にスライドの直線位置を仮想のクランク回転度に変換します。これは、プレスを振り子運動で実行するときに特に役立ちました。オペレーターは、HMI を介して次のことができます。」 BDC からの高さと回転角度の両方で、スライドがどの位置にあるかを物理的に表現することができました。これは役に立ちました。そして、それが人々に浸透し始めると、プレスのプログラム方法とその内容について、より深く理解できるようになりました。プログラミングは可能でした。」

クネップ氏は、サーボ プレスのスライド動作はプレス コントロールのパルス ホイールを使用して手動で動かすことができるため、チームはタイミングを注意深く確認できると述べました。 「これも CNC マシニング センターの機能とよく似た、スライドを上下に動かす機能により、パイロットが作業している場所やストリッパーが材料に接触し始める場所を正確に確認できます。ユーザーは、自分で行うよりも限定的なプログラムを作成できます。ほとんどの機械プレスで可能です。」

資本支出。ケニー氏によると、サーボプレスは機械式プレスよりも依然として高価だという。 「それは要因ですが、私たちはサーボプレスで実現できたことに満足しています。」

カプコの使命は、カプコを含む産業、消費者、慈善分野の組織にまたがるカクマルシック・エンタープライズ企業グループ内の他の取り組みを通じて、コミュニティに前向きな変化に影響を与えることに焦点を当てているため、製造会社として大きな成功を収め続けることはカプコにとって極めて重要です。 カプコの成功により、カクマルシック エンタープライズは事業と組織を追加し、毎年ウィスコンシン州南東部の 100 万人の生活にプラスの影響を与えるという取り組みを強化し、拡大の立場にあります。

今年まで同社は、兵役中に家族を亡くした子供たちを支援する「キャンプ・ホームタウン・ヒーローズ」などの取り組みを通じて恩返しに重点を置いていた。 子どもたちと投獄されている親との絆を築くために活動するキャンプ・リユニテ。 または、恵まれない人々に恩返しをするために地域の若者を参加させる活動をしている Kids2Kids です。 しかし、この秋、Kacmarcik Enterprises は新しい Kacmarcik Center for Human Performance を立ち上げる予定です。このセンターは、Kacmarcik Enterprises の従業員、コミュニティのメンバー、その他の人々の両方が学習、教育、努力を通じて潜在能力を最大限に発揮できるよう支援することを大胆に目指しています。以前に存在していたかもしれない事前に定められた制限を自分自身で解き放つこと。

「衣服を寄付することで、恵まれない子供たちを助けるのは素晴らしいことです。家族がつながりを築くのを助けるのは素晴らしいことです。おもちゃのドライブを企画することは素晴らしいことです。しかし、私たちにできることはもっとあるのではないでしょうか?」 カクマルシックは尋ねた。 「私はそれがあると信じています。そして、人々が自分自身の最高のバージョンになるのを助けることによって、持続可能な方法で人々にポジティブな影響を与えるという目標、それが私たちが未来に向かうときのまさに「私たちの理由」です。

「それがまさに、組織として私たちを動かす原動力なのです」とカクマルシック氏は付け加えた。