包装工場やカスタム発泡部品工場、さらには電子機器用の保護インサートを製造する小規模な作業場に足を踏み入れたことがある人なら、おそらく形状成形機が稼働しているのを見たことがあるでしょう。しかし、気づかないかもしれないのは、これらの機械がどれくらいの頻度で金型を交換するかということです。ある仕事ではテイクアウト容器、次の仕事では冷蔵庫の断熱材、そして突然医療機器用のカスタムフォームブロックを交換します。この金型交換時間は、スムーズな生産ラインの影の主役であり、特に EPS (発泡ポリスチレン) や発泡スチロール (誰もが当然のことと思っている、どこにでもある軽量フォーム) を使用している場合には、長年にわたって大きく進化してきました。
まず、簡単な注意事項から始めましょう。私は形状成形機のサプライヤーで、金型の交換に時間がかかりすぎるために徹夜で作業する工場管理者、ライン監督者、オペレーターと過去 10 年間話をしてきました。 「1 つの金型を交換するだけで 2 時間かかる」、「部品を作る代わりに段取り替えにシフトの半分を無駄にしている」、「段取りがめちゃくちゃなので、うちのスタッフは工具を忘れる」など、あらゆる苦情を聞いてきました。良いニュースは、時間の経過に伴う金型の交換は単なる頭痛の種ではなく、これらの機械の動作方法の測定可能かつ改善可能な部分であり、以前よりもはるかに改善されているということです。
初期の頃: マラソンのような金型の切り替え
形状成形機が初めて登場した頃 (60 年代と 70 年代を思い出してください)、形状成形機は不格好で手動式で、同じ部品を長時間製造するために作られていました。金型は重くてかさばる鋼製ブロックであり、所定の位置に固定する簡単な方法がなかったため、クレーンで吊り上げる必要がありました。切り替えは、ある金型を別の金型に交換するだけではありませんでした。蒸気ライン、ホース、センサー、およびすべての配線を外し、クレーンのオペレーターに新しい金型を正確に配置してもらいました (ラインが混雑している場合、この作業にはさらに時間がかかりました)。昨年私が話した、オハイオ州の小規模包装工場の監督者の一人は、80年代の最初の形状成形の仕事では、すべてがうまくいけば、金型の交換に3時間半かかったと語った。プレッシャーはないですよね？
この昔ながらのアプローチは、当時は理にかなっていました。工場は 8 時間勤務で、1 種類の部品を一日中製造しており、金型交換のダウンタイムは仕事の一部にすぎませんでした。しかし、需要が変化すると、顧客はある週にカスタムフォームボックスを欲しがりましたが、断熱材が次の電話ケース用の小さなインサートをブロックし、その後の長い交換時間が大きなボトルネックになりました。週に 20 回の段取り替えを実行し、それぞれ 2 時間を無駄にしていた工場では、週に 40 時間の生産が失われていました。これは、金型の交換が依然として暗黒時代に留まっていたため、余分なシフトが完全になくなったことです。
ターン: 変更時間を短縮する自動化とデータ
2000 年代には形状成形機に大きな変化が起こり、金型の交換時間は最重要課題となりました。最初の大きな成功は、クイックロック金型システムでした。メーカーは、すべての蒸気ホースと空気ホースを手動で取り外す代わりに、カチッと所定の位置に収まるクイック接続カップリングを追加しました。ネジ付き継手をいじったり、セットアップ中に蒸気が漏れたりする必要はもうありません。金型ロック機構は、手で締める必要があった大きなボルトから、ボタンを押すだけで均一に締め付けられる油圧クランプに切り替わりました。 3.5 時間の変更が突然 90 分に短縮されました。
しかし、本当の変革をもたらしたのはデータ統合です。最新の形状成形機 - 当社がここで構築する最高の EPS 発泡スチロール形状成形機を考えてみましょう - 当店のデジタル金型構成。つまり、新しい部品設計を機械にアップロードすると、蒸気圧力、冷却時間、クランプ張力、さらにはセンサーの校正など、その金型のすべての設定が取得されます。これらの設定を付箋に書いたり、オペレーターの記憶に頼ったりする必要はもうありません。 5 年勤務している社員が休暇をとったとしても、機械が何をすべきかを正確に指示してくれるため、派遣社員は金型を交換することができます。
私は最近、地元の食料品店向けに EPS フォームボックスを製造しているテキサス州の顧客と仕事をしました。彼らは古い機械を使用していましたが、農産物の箱と大量の輸送用コンテナの間で金型を交換するのに 2 時間かかりました。当社のクイックロックおよびデジタル設定システムを備えたマシンにアップグレードしたところ、交換時間は 22 分に短縮されました。それはタイプミスではありません - 22分です。実行回数が週 12 回から 25 回に増えたのは、セットアップに時間を無駄にすることがなくなったからです。このタイプの機械は、/shape-moulding-machine/eps-shape-moulding-machine/eps-styrofoam-shape-moulding-machine.html で確認できます。
とにかく、金型交換時間に影響を与えるものは何でしょうか?
それはマシンだけではありません。小さな、見落とされがちなものが積み重なると、リスト全体が存在します。これはオペレーターが毎日扱っていることなので、詳しく見てみましょう。
まず、金型のサイズと重量です。電話インサート用の小さな金型を使用している場合は、手で簡単に持ち上げることができます。ただし、大きな金型を大きなフォームボックス (EPS フォームボックスマシンで製造する種類) に交換する場合は、クレーンまたはフォークリフトが必要になる場合があります。金型ハンドリング システムが優れているほど、かかる時間は短くなります。当社の機械は天井クレーンと同期するように設計されているため、金型フックが自動的に整列します。クレーン オペレーターがホイストをどこに取り付けるかを推測するのを待つ必要はもうありません。これにより、大きな金型の場合は 10 ～ 15 分が短縮されます。
次に、金型を冷却して準備します。旧式の機械では、金型に触れる前に金型が完全に冷えるのを待つ必要があり、交換時間に 30 分以上かかりました。新しい機械は内部空冷を使用しているため、現在の金型がまだ少し冷えている間に次の金型の交換作業を開始できます。たとえば、当社の空冷 EPS ブロック成形機にはサイドバイサイド冷却システムが搭載されており、次の金型の準備を 45 分ではなく 10 分で行うことができます。忙しい工場では、このような小さな調整が必要になります。
次に、ツールと部品の整理です。金型交換に必要なレンチ、センサー、ホースが床や店の向かい側のクローゼットに散乱している工場に何度足を踏み入れたかわかりません。オペレーターは 10 mm レンチや紛失した蒸気ホースを探すのに 20 分を無駄に費やしています。当社は、機械用のオンボードツールキャディ、画面上にポップアップ表示される事前にプログラムされたチェックリスト、さらには金型ステーションのすぐ隣にあるラベル付きの部品箱を組み込み始めました。些細なことのように聞こえますが、狩猟時間を短縮するだけで、変更ごとに 10 分短縮されます。
金型の交換時間を長くするよくある間違い
金型の交換に関して、工場管理者が避けられる小さなミスで自らの効率を犠牲にしてしまうのを私は見てきました。失敗しないように、いくつか見てみましょう。
まず、金型とクランプの予防保守を省略します。油圧クランプに漏れがある場合、またはクイックコネクト カップリングが古い EPS 残留物で汚れている場合は、正しくロックされません。オペレーターは変更中に修正するために余分な時間を費やす必要があり、時間が 2 倍になります。フロリダにお住まいのお客様がマシンの清掃を 6 か月間延期したところ、交換時間が 30 分から 90 分に短縮されました。簡単な解決策: 毎日 10 分間拭くだけです。
第二に、オペレーターのトレーニングが適切に行われていないことです。多くの工場では、切り替えは初心者レベルの仕事のように感じるため、派遣社員や新人を雇っていますが、金型の交換はスキルです。当社はすべての顧客を対象に無料のトレーニングを実施しています。最初に教えることの 1 つは、段階的に金型をセットアップする方法、クイック接続のトラブルシューティング方法、機械のデジタル チェックリストの使用方法です。ある顧客は、トレーニング後に、新しいオペレーターが推測をやめてプログラムに従ったため、交換時間が 40% 短縮されたと語った。
第三に、金型構成を混同することです。モールドに間違った設定をロードすることほど早く変更を無効にするものはありません。旧式の機械では紙のチャートや手書きのメモが使用されていたため、紛失したり汚れたりしてしまいます。デジタル構成は、すべての金型に、金型上の QR コードをスキャンした場合にのみ読み込まれる独自のデジタル プロファイルがあるという問題を解決しました。小さいフォームブロックと大きいフォームブロックの間で設定を交換する必要はもうありません。その QR コード トリックは当社の QDCS EPS 真空成形機に標準装備されており、金型が常に変更されるカスタム部品に最適です。ここで確認してください:/shape-moulding-machine/eps-shape-moulding-machine/foam-vacuum-forming-machinery.html。
金型交換時間の次の課題は何ですか?
もちろん改善が終わったわけではありません。次の大きなことは、機械が工場のライン システム全体と通信する IoT 統合です。ライン 1 の稼働が終了すると、クレーンのオペレーターに次の金型を所定の位置に移動するように自動的に警告し、設定を引き上げ、さらにオペレーターが作業を行う前に必要なツールを通知します。メキシコの顧客でプロトタイプをテストしたところ、ステップ間の待ち時間がなくなり、切り替え時間がさらに 15% 短縮されました。
金型材料の軽量化にも取り組んでいます。従来のスチール製の型は耐久性がありますが重く、冷却するのに時間がかかります。私たちは、重量を 30% 削減し、より速く冷却する特殊なコーティングを施したアルミニウム金型をテストしてきました。これは、小規模から中規模の生産において大きな成果となります。これは、当社が昨年立ち上げた新しいフォーム生産ラインの一部であり、異なる製品間の迅速な切り替えのために特別に構築されています。その行は /shape-moulding-machine/eps-shape-moulding-machine/foam-production-line.html で確認できます。
フォーム部品やパッケージングのビジネスに携わっている人にとって、金型の交換時間は仕様書に記載されている単なる数値ではなく、どれだけの利益が得られるかということです。変更を節約できる分は、部品の製造、追加の注文の受け付け、残業の回避に費やすことができます。私は、工場が毎月のノルマを達成するのに苦労していたところから、金型交換プロセスを修正するだけで目標を達成できなくなるまで見てきました。これはロケット科学ではありませんが、細部に注意を払い、必要に応じてマシンをアップグレードし、スマートに作業できるようにチームをトレーニングする必要があります。
金型交換にシフトの半分を無駄にするのにうんざりしている場合、または頻繁な交換に頭を悩ませることなく処理できるように設計されたマシンをお探しの場合は、ぜひご連絡ください。当社は小規模なワークショップから大規模な工場まで同様に協力しており、どのようなセットアップが変更時間を短縮し、生産性を向上させ、ラインのスムーズな稼働を維持するかを正確に把握するお手伝いをします。押し付けがましい売り込みや隠れた料金は一切ありません。毎日金型や交換作業に取り組んできた人々からの正直なアドバイスだけです。