Optikos Corp. konzentriert sich klar auf Prozessverbesserung

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Die sorgfältige Implementierung optimaler Werkzeuge und Techniken ist ein Schwerpunkt von Optikos Corp. (Wakefield, MA), einem optischen Ingenieur- und Fertigungsunternehmen, das daran arbeitet, Verschwendung bei Produktbewegungen, Ausfallzeiten und Produktfehlern zu vermeiden. Dabei handelt es sich nicht nur um ein wachstumsorientiertes Unterfangen, sondern um eines, das auch monetäre Vorteile bieten kann.

Optikos ist die Heimat des größten unabhängigen Optiktechnikkonzerns der Welt. Sie sind auf das technische Design, die Produktentwicklung und die Herstellung komplexer optischer und optomechanischer Produkte für eine Vielzahl von Kunden spezialisiert. Darüber hinaus verfügen sie über ein eigenes Standardsortiment an messtechnischen Testsystemen zur Messung von Linsen, Kameras und ophthalmologischen Systemen. Optikos beliefert die Branchen Life Science, Medizin, Automobil, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, VR/AR, Halbleiter und Verbraucher – Sie finden sie überall dort, wo das Licht hingeht.

Das Unternehmen ist durch die Konzentration auf Qualitätsprozesse gewachsen, sei es die fortschrittliche messtechnische Produktentwicklung in der Forschungs- und Entwicklungsgruppe, interne Objektiv- und Kameratests durch ihre IQ-Lab-Dienste oder Produktdesign und -entwicklung durch ihre Ingenieurdienstleistungen und Auftragsfertigung. Optikos Manufacturing produziert jedes Jahr Produkte in Stückzahlen von Hunderten bis Zehntausenden Einheiten in seinem nach ISO 9001 und ISO 13485 zertifizierten Werk.

Die bahnbrechende Problemlösung des Optikos-Ingenieurteams hebt sie von ihren Mitbewerbern ab. Ihr Fachwissen spiegelt sich deutlich in ihrer Aufmerksamkeit für interne Qualitäts- und Produktionsprozesse wider, von der Fertigung über ihre Reinräume und Arbeitszellen der ISO-Klasse 6 bis hin zum Einsatz optimaler Inspektionen in ihrem Qualitätsprüflabor. Schlanke und hocheffiziente Verfahren vermeiden Verschwendung, verhindern Gewinneinbußen und schützen den Ruf dieses wachsenden Unternehmens.

Eine der einfachsten und kostengünstigsten Qualitätsverbesserungen, die ein Unternehmen durchführen kann, ist die Geschwindigkeit, mit der ein Qualitätsprüfer Ergebnisse an die Fertigung und Konstruktion zurückgeben kann. Optikos hat sich in seinem Inspektionsteam auf diesen Prozess konzentriert.

„Indem ich die Inspektion auf dem KMG vom Tisch aus betrachte, so wie es ein Maschinist bei der Gestaltung idealer Einstellungen und Vorrichtungen tut, kann ich Inspektionsdaten viel schneller als je zuvor an die Konstruktion zurücksenden“, sagt William Begin, Qualitätskontrolltechniker bei Optikos .

Wie die meisten Inspektionslabore unterstützt Optikos eine Vielzahl von Anfragen, von Ingenieuren, die Forschung und Entwicklung durchführen, über Anfragen aus der Werkstatt, vom Kunden in Auftrag gegebene Inspektionen und Eingangsprüfungen kritischer Komponenten. Mit der richtigen Werkstückhalterung und den modularen, schnell austauschbaren Spannplatten geht der Wechsel von einem Teil zum anderen oder die Überprüfung alternativer Abmessungen eines Teils für einen Ingenieur schnell vonstatten. Der Prüfer hat die Möglichkeit, das Teil schnell neu auszurichten, die Routine zu beenden, eine neue zu öffnen und innerhalb weniger Minuten eine neue Platte anzubringen. Teile werden ohne Umlagerungsroutine neu befestigt, was eine effiziente Produktion ermöglicht. Dieselben befestigten Teile können auch von einem Prüfgerät zum anderen bewegt werden.

„Ich konnte auf der Z-Achse bleiben, ich musste weder ein Werkzeug noch einen Spitzenwinkel wechseln“, sagte Begin über die Werkzeuge von Inspection Arsenal. „Das kommt bei meiner Arbeit regelmäßig vor und ist eine ziemliche Zeitersparnis. Ich konnte ohne Programm-, Werkzeug- oder Spitzenwinkeländerungen zu der Arbeit zurückkehren, an der ich zuvor gearbeitet hatte.“

Die schlanke Technik der modularen, schnell austauschbaren Vorrichtungen von Inspection Arsenal wurde von einem der bevorzugten Messtechniklieferanten von Optiko eingeführt – LF O'Leary mit Sitz in Weymouth, MA.

„Optikos hatte gerade ein KMG von einem führenden OEM gekauft“, sagte Nick Mastrocola, Qualitätsmanager bei Optikos. „Wir diskutierten darüber, Vorrichtungen für den Tisch zu entwerfen, und ich schlug Inspection Arsenal vor. Aufgrund früherer Erfahrungen wusste ich, dass wir mit den modularen Vorrichtungen sofort durchstarten würden und dass die Geschwindigkeit und Präzision außergewöhnlich sein würden.“

Wenn Begin einen Produktionsinspektionslauf mit mehreren Messungen und detaillierten Berichten einrichtet, gibt es zwei Hauptprobleme: die anfängliche Rüstzeit und die Entlade- und Wiederladezeiten, die für die Produktionseffizienz von entscheidender Bedeutung sind. Mit dem vorkonfigurierten Spannfutter- und Inspektions-Arsenal-Vorrichtungssatz entfällt die anfängliche Rüstzeit im Wesentlichen.

„Ich muss keine Vorrichtungen herstellen und ich muss mir nicht jedes Mal, wenn ein Teil in den Raum kommt, einen Vorrichtungsaufbau ‚vorstellen‘“, sagte Begin. „Wenn ich die Teile mit präziser Wiederholgenauigkeit nachladen kann und das Teil nicht jedes Mal neu positionieren muss, kann ich mich auf die Ergebnisse konzentrieren.“

Heutzutage monetarisieren Unternehmen Inspektionsschritte, um die Effizienz zu steigern. Die Berechnung der Einsparungen an der Sonde ist unkompliziert. Es besteht ein direkter Vergleich zwischen der Verwendung von Vorrichtungen und dem Verzicht auf Vorrichtungen. Es gibt auch einen deutlichen Mehrwert für alle betroffenen Abteilungen; Allerdings sind die Gesamteinsparungen nicht so einfach zu quantifizieren.

Bei herkömmlichen Vorrichtungen kann die Vorbereitung und Einrichtung der Vorrichtung eine Stunde dauern. Bei der modularen Montage dauert der gleiche Schritt 15 Minuten. Nur ein Produktionslauf dieses speziellen Teils erforderte eine Routine von 11 Minuten und eine Entlade- und Neuladezeit von drei Minuten. Zusätzlich zu der anfänglichen Zeitersparnis wurde die Wechselzeit um zweieinhalb Minuten pro Ladung verbessert. Am Ende wurden insgesamt 120 Teile bearbeitet, was einer Zeitersparnis von 300 Minuten entspricht. Für alle Teile, die im Laufe des Tages durch das Labor laufen, können erhebliche Einsparungen nachgewiesen werden.

Die Implementierung des Federspannfutters hatte zwei Vorteile: Es trug dazu bei, unentdeckte Mängel aufzudecken und senkte die Kosten für Zeitverluste, die durch das Warten auf die Einrichtung in der Technik und Produktion entstehen. Das federbelastete Spannfutter ist so konzipiert, dass es die Teile festhält, aber gleichzeitig kontrolliert, dass es nicht zu fest angezogen wird. Das Spannfutter ist selbstzentrierend, wobei sich die Spannfedern im Tandem bewegen, um eine gleichmäßige Spannung zu gewährleisten, und über ein Durchgangsloch für vollen Zugang und zur Bereitstellung einer Hintergrundbeleuchtung bei der Verwendung in Bildverarbeitungssystemen verfügt.

Dennis Fantone, Betriebsleiter bei Optikos, erläuterte detailliert, wie sein Team einen potenziell störenden Defekt in einigen vom Hersteller bereitgestellten Komponenten aufgedeckt und behoben hat. Beim Bau eines kundenspezifischen Mikroskops für einen Kunden, bei dem die Wiederholbarkeit der verschiedenen Objektivpositionen (20x, 100x usw.) ein entscheidendes Merkmal ist, ist es wichtig, die Revolverfunktion jedes Mal mit einem präzisen Maß an Genauigkeit und Wiederholbarkeit an die gleiche Position zu drehen.

Das Team hatte Probleme mit der Wiederholgenauigkeit des Lagers, das in die mechanische Tasche passte, die die Rotation beeinflusst. Das Problem wurde durch einen Scan der Tasche aufgedeckt, während das Teil im Federspannfutter gehalten wurde, und zeigte einen trilobalen Effekt, der übersehen werden konnte, wenn der Durchmesser der Tasche nur stichprobenartig überprüft und nicht gescannt wurde. Diese trilobale Geometrie belastete das Lager und führte dazu, dass das Team die Wiederholgenauigkeitsspezifikation verfehlte. Das frühzeitige Erkennen dieses Problems sparte dem Team Zeit bei der Fehlerbehebung und wirkte sich auf die gesamte Produktionspipeline aus.

Die Funktion des Federspannfutters half nicht nur bei der Entdeckung des trilobalen Effekts, es war auch die perfekte Lösung, um die Inspektion der beiden gekerbten Gegenringe zu beschleunigen. Um von der Revolverkomponente (mit trilobaler Ausgabe) auf Ringe umzusteigen, wurde eine Routine erstellt, um die Winkel der Kerben in den Außendurchmessern zu messen. Die Routine selbst ist einfach und prüft nur die Wiederholbarkeit der Winkel der Kerben – sodass zwei Ringdesigns mit unterschiedlicher Anzahl von Kerben berücksichtigt werden können. Bei allen Teilearbeiten bleibt das Spannfutter an Ort und Stelle, während geringfügige Anpassungen an den Backen vorgenommen werden, um Teile aufzunehmen. Aufgrund der grundlegenden Ähnlichkeiten können die beiden Teile präzise geladen und schnell zwischen Routinen in der CMM-Software gewechselt werden, um Daten zu erzeugen. Wenn Probleme auftreten, ist diese erhöhte Inspektionsgeschwindigkeit von entscheidender Bedeutung.

Die Fertigung bei Optikos setzt schlanke Prozessverbesserungspraktiken von der Inspektion bis zur Montage und Lieferung ein. In jeder Zelle bei Optikos gibt es mehrere Arbeitsstationen, die sich jeweils mit einem Montagevorgang befassen, der auf Lean-Manufacturing-Konzepten basiert. Jede Zelle wurde so gestaltet, dass Monteure nahtlos zwischen den Zellen wechseln können, und jeder Arbeitsplatz enthält detaillierte, kundenspezifische Arbeitsanweisungen, Werkzeuge, Vorrichtungen und alle Prüfwerkzeuge, die für den jeweiligen Vorgang erforderlich sein könnten. Durch die Verwendung von Just-in-Time-Konzepten für die Zusammenstellung der Baugruppen für jede Zelle werden Überproduktion und zusätzliche Verarbeitung vermieden. Lagerspezialisten überwachen jede Zelle genau, um den Lagerbestand für jede Zelle entsprechend zu verwalten, sodass sich nur die benötigten Produkte auf dem Boden befinden und ungenutzter Lagerbestand auf dem Montageboden eliminiert wird. Durch die systematische Ermittlung der optimalen Steuerung der Optikos-Produktlinien konnten die Prozesse und Zellen erfolgreich für eine Skalierung auf Wachstum konzipiert werden.

„Wir freuen uns sehr über unsere erweiterten Kapazitäten für optische Montage und Auftragsfertigung, über die Kunden, die mit uns gewachsen sind, und über diejenigen, die neu mit allem vertraut gemacht werden, was Optikos leisten kann“, sagte Stephen D. Fantone, Präsident und CEO von Optikos. D. „Mit neuen Räumlichkeiten für Technik, Forschung und Entwicklung sowie einem IQ-Labor, sauberen Montageumgebungen und Produktionspersonal ist Optikos gut aufgestellt, um jedes Projekt anzunehmen und umzusetzen.“

„Unsere Innovationen in der Produkt- und Technikentwicklung stehen in direktem Zusammenhang mit der Erfüllung der Bedürfnisse unserer Kunden. Wir lieben Herausforderungen und sind stolz darauf, unseren Kunden einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen.“

Catherine M. Phillips , Produktmanager und Miteigentümer, Phillips Precision Inc. Phillips Precision Inc. fungiert als Full-Service-Maschinenwerkstatt und als Fertigungslabor, das Werkstückhaltekomponenten für Inspektions- und Lasermarkierungsprozesse herstellt. Für weitere Informationen rufen Sie (508) 869-3344 an oder senden Sie eine E-Mail an [email protected].