102 года инноваций Nolte Precise Manufacturing

В 1916 году, когда Nolte Precise Manufacturing открыла двери своего бизнеса в Синсинати (Огайо) как цех с автоматами, основатели с трудом бы узнали этот бизнес, каков он есть в 2018 году. Неудивительно, 102 года непрерывной работы — это повод для восхищения, но важнее вопрос: что сделало руководство, чтобы обеспечить эту преемственность?

Когда Nolte начинала, индустрия автоматов была чем-то отличной от общей индустрии машиностроительных цехов. В некоторых отношениях она была более передовой, потому что использование автоматических станков, приводимых в действие кулачками и спроектированных для непрерывного производства, часто опережало более короткие производственные серии, требовавшие больше гибкости и контроля оператора.

Эта дихотомия среднего/высокого непрерывного производства против малых партий с множественными переустановками продолжается сегодня, но это совсем другое животное, чем было на протяжении большей части 20-го века. Причина в том, что определение средне-высокого производства значительно изменилось. Во многих отраслях более короткие жизненные циклы продуктов привели к общему сокращению размеров партий (требующих более частых переустановок) и повлияли на производственную технологию, на которую опиралась индустрия автоматов многие годы, сдвинув её ближе к стороне гибкости.

В результате цехам вроде Nolte нужно было меняться или погибнуть. Семья, владеющая Nolte, выбрала изменения, и в результате отпразднует свой 103-й день рождения в 2019 году. Мы поговорили с Дагом Костером, владельцем и президентом Nolte в четвертом поколении, чтобы обсудить способность компании адаптироваться в прошлом, настоящем и будущем.

Так много выборов

На протяжении большой части истории Nolte Precise определение цеха с автоматами было довольно прямым. Означало, что основная работа цеха — токарные детали, часто относительно простые и обычно в достаточно больших количествах, чтобы станки можно было настроить и дедицировать под производство одного заказа или набора заказов для данного клиента.

Технология станков строилась на кулачково-приводных движении ползунов, требовавших специфических навыков и большого времени на наладку. После настройки станок мог работать «автоматически» значительное время с минимальным вмешательством оператора.

Жизненные циклы продуктов были намного длиннее, и данный набор базовых спецификаций детали мог оставаться практически неизменным иногда годами. Цехи с автоматами хорошо работали много лет. Однако эта бизнес-модель эволюционировала, и выжившие цехи вроде Nolte смогли распознать эти изменения и измениться вместе с ними.

Г-н Костер говорит, когда он присоединился к Nolte, цех, как многие цехи с автоматами, работал на автоматах. Работало около 40 станков Brown & Sharpe, из которых у компании осталось три на полу сегодня.

«Мы начали переход от кулачков к ЧПУ медленно», — вспоминает г-н Костер. «Наш первый ЧПУ швейцарский был куплен в 1994 году специально для заказа, который мы выиграли. Это была более сложная деталь и более жесткий допуск, чем большая часть нашей обычной работы, но указывало направление, которым нам нужно было вести компанию стратегически».

Еще одно подтверждение того, что надпись на стене для традиционного цеха с автоматами, как он определялся много лет, появилось в 1990-х с изменением названия ассоциации цехов с автоматами, включавшей Nolte и многие похожие цехи. Ассоциация перешла от National Screw Machine Products Association к Precision Machined Products Association. Nolte активный член ассоциации с 1943 года.

«С добавлением ЧПУ возможностей мы начали делать инфраструктурные изменения, которые со временем потребовали замены кулачкового отдела на САПР/САПР программирование. Мы стандартизировались на DP Technology для офлайн-программирования», — говорит г-н Костер.

Многие цехи с автоматами, включая Nolte, открыли, что со сменой инфраструктуры на ЧПУ программирование, нестандартные операции обработки стали выполнимы. В отличие от кулачковой настройки, G-коду все равно, на каком станке он работает.

Делать больше

Сегодня портфель клиентских услуг Nolte включает ЧПУ точение, ЧПУ швейцарскую обработку, ЧПУ фрезеровку, подсборку и одношпиндельную/многошпиндельную автоматическую токарную обработку для средних и высоких объемов производства. Эти расширенные операционные возможности позволяют расширить клиентскую базу и привлечь большее число отраслей, обслуживаемых Nolte.

«Мы обычно не покупаем станки без работы для них», — говорит г-н Костер. «Однако, расширив возможности цеха в более разнообразные операции, мы можем привлечь работу от наших клиентов, которая иначе могла уйти к другому цеху». Центром механической способности Nolte является её мастерство в управлении производством сложных деталей на своих ЧПУ швейцарских станках. После работы с несколькими брендами ЧПУ швейцарских, в 2013 году Nolte стандартизировала цех на станках Tsugami.

«Наш самый новый станок Tsugami — модель BO 206», — говорит г-н Костер. «Это 20-мм станок с шестью осями, противостоящая схема ганг-инструментов. Также оснащен пакетом чукер, дающим гибкость работать на станке с или без направляющей втулки, как диктует отношение длины к диаметру заготовки. Многие заказы лучше идут на станке с подвижным головняком, даже если они не традиционные швейцарские детали. Ключ — сбрасывать деталь максимально завершенной за одну обработку».

Одна причина, по которой г-н Костер верит в фокус на одном бренде, таком как Tsugami — знакомство, которое программисты, наладчики и операторы могут наработать с одним брендом. Со временем они становятся профи с этими станками вместо переобучения на особенностях разных брендов. Управление Fanuc, которое использует Tsugami, также преимущество стандартизации, потому что большинство людей Nolte знакомы с ним.

Всякий раз, когда возможно, Nolte проектирует рабочий поток для поддержания качества на высоком уровне при сокращении излишних затрат и циклических времен от множественной манипуляции деталями. Это результат наличия правильного оборудования для обработки деталей и персонала, знакомого с извлечением максимума из него. «Неважно, швейцарское точение или 4-осевая фрезеровка; если мы можем настроить один раз и убрать труд из запуска, мы экономим время, деньги и производим качественные детали более последовательно», — говорит г-н Костер.

Переход к беспилотному производству

Делать хорошие детали в часы, которые исторически считались простоями, с малым или нулевым трудом — достаточное искушение для любого ЧПУ цеха. Именно туда движется Nolte со своим швейцарским производством.

«В настоящее время мы запускаем до пяти наших швейцарских станков беспилотно», — говорит г-н Костер.

Но беспилотное производство не так просто, как переключить выключатель света. Есть шаги, которые цех должен внедрить для успешного выполнения беспилотного производства. Вероятно, самый важный — выбор правильного заказа для запуска на станке. Nolte обрабатывает разнообразные материалы, и вольнerezуемые материалы идеальны для беспилотной обработки, но процесс должен быть отточен для других материалов, которые труднее обрабатывать.

«Мы не исключительно латунный цех», — говорит г-н Костер. «Поэтому нам нужно уметь настраивать заказы так, чтобы износ инструмента мог быть компенсирован. Иногда мы обнаруживали, что предзакаленные стали и другие более твердые материалы могут фактически работать лучше, чем более мягкие». Один из способов подготовки к стабильному процессу, исключающему вариабельность — прогон заточенного стержня через швейцарские станки при использовании направляющей втулки. Это помогает с износом инструмента, снижая вариабельность от стержня к стержню.

Преимущество конвертируемой модели BO 206, устраняющей необходимость в направляющей втулке, в том, что она позволяет использовать каленый стержень. Не нужно использовать заточенный стержень и исключать необходимость настройки направляющей втулки экономит стоимость материала и время наладки, потому что коллет шпиндельного носа более прощает вариации стержня, чем направляющая втулка.

Помимо обеспечения стабильной программы станка для беспилотного запуска детали, есть другие сопутствующие соображения, которые Nolte учитывает для своих беспилотных операций. Станки Tsugami оснащены барфидерами FMB с магазинными поддонами. В зависимости от диаметра стержня, эти магазины могут держать достаточно стержня для прохождения станка через беспилотную смену.

Для контроля стружки Nolte использует высокое давление СОЖ (Nolte режет маслом) для всех своих швейцарских станков. Это контролирует формирование и эвакуацию стружки, что важно для беспилотной работы. Никто не хочет «птичье гнездо» посреди ночи. Есть серьезная озабоченность возможностью пожара во время беспилотной операции, особенно при резке маслом. Поэтому Nolte оснастила все свои швейцарские станки системами пожаротушения.

Без вмешательства оператора, обработка готовых деталей может быть упущена. Некоторые детали, которые Nolte прогоняет через свои беспилотные швейцарские станки, имеют спецификацию «без повреждений», делая пост-обработку частью операции. Для этих заказов Nolte использует ротационный аккумулятор для более тщательной обработки и сортировки работы, сходящей со станков.

Беспилотное производство — это риск/награда. Награда может быть великой, если риски можно минимизировать. Это значит делать ошибки и учиться на них.

Взгляд вперед

Nolte видела много изменений в металлообрабатывающем производстве. Она также смогла успешно адаптироваться к этим изменениям, тщательно оценивая, что работает, а что может быть переходным.

Следующие инвестиции, которые Nolte планирует сделать — автоматизация чукер-операций цеха. Стержень определенно важен для возможностей цеха, но г-н Костер видит возможность обработки слитков и автоматизации манипуляции материала чукер-деталей как направление вперед.

«Например, мы заказали портально-подаваемый токарный центр для обработки более крупных, 3,125 дюйма и выше, чукер-заготовок как часть наших планов», — говорит г-н Костер. «Кроме того, мы смотрим на роботов для помощи в автоматизации наших других операций обработки».

Двигаясь вперед, г-н Костер планирует продолжать фокус на автоматизации, где это имеет смысл для его цеха. «Одним из преимуществ, которые Nolte получила от беспилотных операций, является то, что рабочая сила осталась на месте, но переразмещена внутри цеха на более ценностную работу»,

говорит г-н Костер. «Все переживают дефицит квалифицированных рабочих, поэтому удержание хороших рабочих и создание среды, в которой люди хотят работать — ключ к управлению на следующие 102 года».

Nolte Precise | 513-923-3100 | nolteprecise.com