211service.com
Moder Maskiner
En fabriksarbetare kör en gaffeltruck som bär en fyra tons metallgjutning över ett polerat betonggolv. Omgiven av hotande robotutrustning är han den enda människan i sikte på DMG Mori Seikis glänsande maskinfabrik i norra Kalifornien.
Tre rader av höga, morrande maskiner tar fram precisionskomponenter från grova metallgjutgods som väger allt från några pund till några ton. Det är den typ av nästan öde utsikt du kan förvänta dig vid avancerad tillverkning.
Det här är anläggningens automatiserade halva, men på andra sidan en vägg med fönster myllrar löpande band av människor i vita hjälmar och marinuniformer. Där bygger 40 arbetare maskiner i sovrumsstorlek för hand och sätter ihop 2 000 delar för att skapa de datordrivna instrument som kommer att utgöra hjärtan hos bil-, flygplans- och elektronikfabriker över hela Amerika.
Japanerna kallar dem modermaskiner, eftersom de gör andra maskiner möjliga. Även kända som fräsmaskiner, använder de spinnverktyg för att skära komplexa former av grovt gjutna metallbitar. Resultaten inkluderar formar för pressgjutning, kugghjul för transmissioner och fodral för smartphones.
14
Dagar som behövs för att göra en DMG Mori Seiki-fräsmaskin
Davis-fabriken bygger några av de mest avancerade datornumeriskt styrda (CNC) fräsmaskinerna i världen. Snabba, hållbara och exakta till mikrometern, de kan flytta både skäranordningarna och delarna de formar i flera riktningar. Tillverkare kan använda DMG Mori-verktyg för att göra fler produkter, göra dem snabbare och använda mindre energi under längre tidsperioder.
Davis-maskinernas kvalitet och produktivitet placerar dem i den övre delen av branschen, säger David Dornfeld, ordförande för avdelningen för maskinteknik vid University of California, Berkeley.
DMG Moris beslut att bygga fabriken för 50 miljoner dollar i Davis säger viktiga saker om framtiden för amerikansk tillverkning, enligt Dornfeld. I takt med att automatisering gör arbetskostnaderna mindre viktiga kan producenter av allt från smartphones till konstgjorda knän till elbilar i allt högre grad välja lokal produktion, säger han.
Bland de viktigaste fördelarna med att lokalisera sig i Kalifornien: fabriken är närmare kunderna – inte triviala när man skickar produkter som väger tiotusentals pund – och till företagets innovationscenter och lokala universitetsforskningspartners. Att bygga några av sina maskiner i USA isolerar också företaget från förluster vid valutaväxling och har bidragit till att förbättra dess försäljning, vinster och andel av den amerikanska marknaden. USA står nu för 25 procent av DMG Moris globala försäljning.
Den snygga vita och grå DMG Mori-fabriken ligger diskret intill Interstate 80. Flakbilar som transporterar sina 20 000 till 40 000 pund produkter kan ta vägen västerut till Silicon Valley eller österut till bil-, flygplans- och oljefältsutrustningsfabriker. En karta i samlingssalen visar små vita, gula, marinblå och orangea flaggor som representerar produkternas destinationer.
Fabriken växte fram ur ett förhållande mellan företaget och ingenjörsskolan vid University of California, Davis, enligt Zachary Piner, chef för anläggningens teknologiavdelning. Företaget etablerade sitt Digital Technology Laboratory i Davis år 2000. Piner och fabrikens verkställande direktör, Adam Hansel, avslutade examen när de anställdes som två av de fyra första anställda.
För denna kombination av mjukvara, hårdvara och precisionstillverkning behöver företag närhet till pedagogisk infrastruktur, säger Enrique Lavernia, dekanus för Davis ingenjörsskola. Denna högvärdiga tillverkning av sofistikerad teknologi är en möjlighet för oss i det här landet.
En anledning till att placera fabriken på samma plats var att dra nytta av denna talang, säger Hansel. Med mer än 60 ingenjörer designar centret verktygsmaskiner och mjukvara för DMG Mori över hela världen. En smartphone-app de designade gör det möjligt för kunder att övervaka sina maskiner och visa röda, gula och gröna lampor bredvid små bilder av enheterna för att visa deras driftstatus.
Laboratoriets ingenjörer hjälpte också till med att designa och sätta upp själva fabriken, uppfinna fixturer för användning vid produktmontering och utveckla mjukvara för de automatiserade linjerna. Nu använder laboratoriet fabriken för att testa nästa generations prototyper.
Inuti anläggningen är stålförstärkta golv 40 tum tjocka för att förhindra vibrationer. Luften är nästan luktfri och fri från damm, en fiende av precision och en säkerhetsrisk också. Det är så lite ljud att folk kan prata utan att höja rösten.
Två arbetare kör en kran för att lasta gjutgods på bearbetningssystemet. Sex timmar senare kommer delarna fram med exakta spår, spår, gängade bulthål och andra former inristade i dem. Ett system designat av Digital Technology Laboratory använder gula robotarmar för att dammsuga upp metallspån och spån.
Maskiner verifierar kvaliteten i varje steg. När delar kommer in i monteringshallen går de igenom en koordinatmätstation på 1 miljon dollar som är exakt inom fyra mikrometer.
Fabriken går månader utan kvalitetsproblem, säger Hansel. Hälften av fabrikens produkter går till små detaljtillverkningsbutiker med 50 anställda eller färre. De har inte råd med funktionsfel på maskiner som förankrar deras produktion och kostar $120 000 till $500 000. Vitskjortade kvalitetssäkringsarbetare genomför 100 timmars rigorösa tester vid olika monteringsstadier, säger Hansel.
Från och med grundgjutningen fäster arbetare stora underenheter som håller de rörliga delarna. De lägger till elektriska kontroller och ledningar, hydrauliska pumpar och rörledningar och plåtkåpor. Från början till slut tar hela processen 14 dagar. Det är vanligtvis 30 maskiner under konstruktion åt gången.
På en maskin installerar Jeff Gagne ett glänsande roterande bord bearbetat på andra sidan av anläggningen. Han ansluter de elektriska kontrollerna och använder sensorer för att verifiera att bordet är vinkelrätt mot maskinens spindel, som snurrar skärverktyg.
Precis som de andra montörerna rullar Gagne en vagn med ett ställ med handverktyg från maskin till maskin. Det finns momentnycklar, lådnycklar, hylsnycklar och insexnycklar. Små slipande stenar som kan raka bort små lager av metall finns där också. Cirka 20 slag tar bort en mikron, säger Hansel. Det finns en konst i det.
DMG Mori-fabriken har ungefär rätt balans mellan automation och montering för hand, anser UC Berkeleys David Dornfeld.
Det vore galet att försöka bygga en verktygsmaskin med robotar, säger han. Detta är instrumenttillverkning och varje maskin har sin egen personlighet.