Ohio Metal Spinner automatisiert die Auftragsabwicklung

Dec 19, 2023

Eine an einem Hebelarm befestigte Rolle erzeugt eine Form nahe dem Außendurchmesser eines Drehteils. Zu den grundlegenden Werkzeugelementen, die für die meisten Drückvorgänge erforderlich sind, gehören ein Dorn, ein Stößel, der das Metall hält, eine Rolle und ein Hebelarm zum Formen des Teils sowie ein Beschnittwerkzeug. Bilder: Toledo Metal Spinning Co.

Die Entwicklung des Produktmixes von Toledo Metal Spinning Co. ist vielleicht nicht typisch, aber im Bereich der Metallumformung und Lohnfertigung nicht einzigartig. Das in Toledo, Ohio, ansässige Unternehmen begann mit der Herstellung von Sonderanfertigungen und wurde für die Herstellung bestimmter Produkttypen bekannt. Als die Nachfrage stieg, brachte das Unternehmen mehrere Standardprodukte auf den Markt, die auf beliebten Konfigurationen basierten.

Eine Mischung aus Auftragsfertigung und Lagerfertigung trug dazu bei, die Werkstatt auszulasten. Wiederholte Arbeiten öffneten auch die Tür zur Robotik und anderen Arten der Automatisierung. Umsatz und Gewinn stiegen, und alles schien in Ordnung zu sein.

Wuchste das Unternehmen dennoch so schnell wie möglich? Die Führungskräfte der 45-Mitarbeiter-Werkstatt wussten, dass das Unternehmen über mehr Potenzial verfügte, insbesondere als sie sahen, wie die Vertriebsingenieure ihre Tage verbrachten. Obwohl TMS mehrere Produktlinien anbot, konnten viele Produkte nicht einfach aus dem Fertigwarenbestand entnommen und versendet werden. Sie wurden auf Bestellung konfiguriert. Das bedeutete, dass Vertriebsingenieure einen Großteil ihrer Zeit damit verbrachten, den Papierkram für Trichterbestellungen vorzubereiten und hier eine Ferrule, dort eine bestimmte Armatur oder Politur anzugeben.

TMS hatte praktisch eine technische Einschränkung, und um diese zu überwinden, führte das Unternehmen dieses Jahr ein Produktkonfigurationssystem ein. Kundenspezifische Software, die auf SolidWorks basiert, ermöglicht es Kunden, ihre eigenen Produkte zu konfigurieren und online ein Angebot zu erhalten. Eine solche Front-Office-Automatisierung sollte die Auftragsabwicklung rationalisieren und, was am wichtigsten ist, Vertriebsingenieure für die Bewältigung weiterer kundenspezifischer Arbeiten freigeben. Kurz gesagt, das Tool sollte dazu beitragen, die Angebots- und Engineering-Effizienz zu steigern, was eine gute Sache ist. Denn je weniger effektiv Engineering und Angebotserstellung sind, desto schwieriger ist es für ein Geschäft, zu wachsen.

Die Wurzeln von TMS reichen bis in die 1920er Jahre zurück, als das Unternehmen einen deutschen Einwanderer namens Rudolph Bruehner gründete. Er besaß das Unternehmen von 1929 bis 1964 und beschäftigte erfahrene Metallspinner, die über jahrelange Erfahrung im Umgang mit Drehmaschinen und Hebeln das Spinnhandwerk perfektionierten. Die Drehmaschine drehte den Rohling, und ein Metallspinner drückte mit Hebelwirkung eine Rolle gegen das Werkstück, um es gegen einen Dorn zu formen.

TMS weitete sich schließlich auf das Tiefziehen aus, um gestanzte Komponenten sowie Vorformen für das Spinnen herzustellen. Die Ziehpresse stanzt einen Vorformling, der dann auf einer Drückmaschine montiert wird. Wenn man mit einer Vorform anstelle eines flachen Rohlings beginnt, kann das Material in größere Tiefen und kleinere Durchmesser gesponnen werden.

Auch heute noch ist TMS ein Familienunternehmen, aber kein Bruehner-Familienunternehmen. Das Unternehmen wechselte 1964 den Besitzer, als Bruehner es an Ken und Bill Fankauser verkaufte, nicht langjährige Blecharbeiter aus dem Old Country, sondern Ingenieur und Buchhalter. Kens Sohn und derzeitiger TMS-Vizepräsident Eric Fankhauser erzählte die Geschichte.

„Als junger Buchhalter erhielt mein Vater das [TMS]-Konto von einem seiner Freunde, der bei der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft Ernst and Ernst arbeitete. Mein Vater prüfte das Werk und das Unternehmen und er hat so gute Arbeit geleistet, dass Rudy ihn geschickt hat einen Scheck über 100 Dollar. Das brachte meinen Vater in eine Zwickmühle. Es wäre ein Interessenkonflikt gewesen, wenn er diesen Scheck eingelöst hätte. Also ging er zu den Partnern von Ernst und Ernst und fragte, was zu tun sei, und sie sagten ihm, er solle zustimmen Er übergab den Scheck an die Partner. Das tat er, und als der Scheck eingelöst wurde und Rudy sah, dass er den Scheck der Firma unterschrieben hatte, war Rudy wirklich verärgert. Er rief meinen Vater in sein Büro und sagte ihm, er sei verärgert, dass er es nicht getan habe. Ich behalte das Geld nicht. Mein Vater erklärte ihm, dass es sich um einen Interessenkonflikt handele.

„Rudy dachte darüber nach und sagte dann schließlich: ‚Du bist der Typ, von dem ich gerne hätte, dass er dieses Unternehmen besitzt. Wärst du daran interessiert, es zu kaufen?‘“

Ken Fankhauser dachte darüber nach und rief dann seinen Bruder Bill an, der damals Luftfahrtingenieur bei Boeing in Seattle war. Eric erinnert sich: „Mein Onkel Bill ist eingeflogen, hat sich das Unternehmen angesehen und sie haben beschlossen, es zu kaufen. Der Rest ist Geschichte.“

In diesem Jahr hat ein Online-Produktkonfigurator für mehrere TMS-Configure-to-Order-Produkte dazu beigetragen, den Arbeitsablauf zu rationalisieren und das Kundenerlebnis zu verbessern.

Als Ken und Bill in den 1960er Jahren TMS kauften, übernahmen sie eine Werkstatt voller altmodischer riemengetriebener Maschinen. Sie kamen aber auch zu einem günstigen Zeitpunkt in das Unternehmen, als die Metallspinnerei (und die Herstellungsmaschinen im Allgemeinen) von der manuellen Bedienung hin zur programmierbaren Steuerung übergingen.

In den 1960er Jahren kauften die beiden eine Leifeld-Drehmaschine mit Schablonenantrieb, die in etwa den schablonengetriebenen Stanzpressen der alten Schule entsprach. Der Bediener betätigte einen Joystick, der einen Stift über eine Schablone bewegte, die die Form des gedrehten Teils hatte. „Das war der Beginn der Automatisierung bei TMS“, sagte Erics Bruder Craig, der derzeitige Vizepräsident für Vertrieb bei TMS.

Die Technologie des Unternehmens entwickelte sich über verschiedene Arten von schablonengesteuerten Drückmaschinen weiter und entwickelte sich schließlich zu den computergesteuerten Maschinen, die heute in der Werkstatt eingesetzt werden. Dennoch unterscheidet sich das Metallspinnen in mehreren Aspekten von anderen Verfahren. Erstens können selbst die modernsten Systeme nicht erfolgreich von jemandem betrieben werden, der die Grundlagen des Spinnens nicht kennt.

„Man kann nicht einfach einen Rohling einlegen und die Maschine das Teil basierend auf der Zeichnung automatisch drehen lassen“, sagte Eric und fügte hinzu, dass die Bediener ein neues Teileprogramm erstellen müssen, indem sie einen Joystick betätigen, der die Rollenposition während der Herstellung anpasst geht über das Werk. Normalerweise werden mehrere Durchgänge durchgeführt, aber es kann auch nur einer durchgeführt werden, beispielsweise bei einem Scherumformvorgang, bei dem das Material auf nur die Hälfte seiner Dicke verdünnt (oder „geschert“) werden kann. Das Metall selbst „wächst“ oder verlängert sich in Drehrichtung.

„Jede Metallart ist anders und selbst innerhalb derselben Metallart gibt es Unterschiede, einschließlich Härte und Zugfestigkeit“, sagte Craig. „Darüber hinaus erwärmt sich das Metall, während man es dreht, und diese Wärme wird auf das Werkzeug übertragen. Wenn sich der Stahl erwärmt, dehnt er sich aus. All diese Variablen bedeuten, dass ein erfahrener Bediener die Arbeit im Auge behalten muss.“

Ein TMS-Mitarbeiter hatte den Job 67 Jahre lang im Auge. „Sein Name war Al“, sagte Eric, „und er ging erst mit etwa 86 Jahren in den Ruhestand.“ Al begann damit, dass die Werkstattdrehmaschinen über Riemen liefen, die an einer obenliegenden Welle befestigt waren. Er zog sich aus einem Geschäft mit der neuesten programmierbaren Spinnerei zurück.

Heute beschäftigt die Werkstatt einige Mitarbeiter, die mehr als 30 Jahre im Unternehmen sind, andere mehr als 20 Jahre, und diejenigen, die im Spinnereihandwerk ausgebildet sind, arbeiten sowohl mit manuellen als auch mit automatisierten Prozessen. Wenn die Werkstatt ein relativ einfaches, einmaliges Drehteil herstellen muss, ist es immer noch sinnvoll, dass ein Spinner die Handdrehmaschine in Betrieb nimmt.

Allerdings ist das Unternehmen nach wie vor ein aggressiver Anwender von Automatisierungslösungen, was sich auch am Einsatz von Robotik beim Schleifen und Polieren zeigt. „Wir haben drei Roboter im Haus, die das Polieren durchführen“, sagte Eric. „Zwei davon sind für das Polieren auf der vertikalen Achse ausgelegt, einer auf der horizontalen Achse.“

Die Werkstatt beschäftigt einen Robotikingenieur, der jedem Roboter Routinen zum Schleifen spezifischer Formen beibringt, wobei er Fingerbandwerkzeuge (Dynabrade-Typ) sowie verschiedene andere Bandschleifmaschinen verwendet. Die Programmierung der Roboter ist eine heikle Angelegenheit, insbesondere angesichts der unterschiedlichen Körnungen, der Anzahl der Durchgänge und der unterschiedlichen Drücke, die die Roboter ausüben.

Das Unternehmen beschäftigt immer noch Mitarbeiter, die manuelles Polieren durchführen, insbesondere für Sonderanfertigungen. Außerdem sind dort Schweißer beschäftigt, die Umfangs- und Nahtschweißungen durchführen, sowie solche, die Planiermaschinen bedienen, ein Verfahren, das nicht nur die Schweißnahtqualität verbessert, sondern auch das Schleudern ergänzt. Die Walzen einer Glättmaschine stärken und glätten die Schweißnaht, was dazu beiträgt, die Prozesskonsistenz aufrechtzuerhalten, falls ein anschließendes Schleudern erforderlich ist.

Toledo Metal Spinning produziert eine Reihe von Trichtern mit individueller Bestellung.

TMS blieb bis 1988 eine reine Lohnfertigung, als das Unternehmen eine Standardreihe konischer Trichter entwickelte. „Uns wurde klar, dass wir insbesondere aus der Kunststoffindustrie unterschiedliche Anfragen nach Preisträgern erhalten würden, die sich nur geringfügig unterscheiden würden – ein Achtel Zoll hier, ein Viertel Zoll dort“, sagte Eric. „Also begannen wir mit einem konischen 24-Zoll-Trichter mit einem eingeschlossenen Winkel von 60 Grad, entwickelten das Zieh-Spinn-Verfahren dafür [Tiefziehen des Vorformlings, gefolgt vom Spinnen] und bauten darauf die Produktlinie auf.“ Das haben wir mehrere Dutzend Trichtergrößen, und wir stellen etwa 50 bis 100 auf einmal her. Das bedeutet, dass wir kein teures Setup amortisieren müssen und Kunden nicht für das Tool bezahlen müssen. Es liegt einfach im Regal und wir können es am nächsten Tag versenden. Oder wir können zusätzliche Arbeiten durchführen, wie z. B. das Anbringen einer Hülse oder eines Kragens oder eines Schauglases, was allesamt einige Nebenarbeiten erfordert.“

Eine weitere Produktlinie mit dem Namen Clean Line umfasst eine Reihe von Abfallbehältern aus Edelstahl. Diese Produktidee kam ausgerechnet aus der Autowaschbranche.

„Wir stellen viele Vakuumdome für Autowaschanlagen her“, sagte Eric, „und wir wollten diesen Kuppelaufsatz nehmen und etwas anderes daraus machen. Wir haben ein Designpatent für die CleanLine und verkaufen sie seit 20 Jahren.“ ." Der Boden dieser Behälter wird gezogen, die Körper werden gerollt und geschweißt, und die oberen Kuppeln werden gezogen und dann gebördelt, ein Drückprozess, der einen gerollten Rand auf dem Werkstück erzeugt, analog zu einer Versteifungsrippe.

Sowohl der Trichter als auch die Clean Line-Produkte verfügen über unterschiedliche „Standard“-Stufen. Intern definiert das Unternehmen „Standardprodukte“ als solche, die aus dem Regal genommen und versendet werden können. Aber auch hier bietet das Unternehmen „Standard-Sonderprodukte“ an, die teilweise auf Lager gefertigt, dann aber auf Bestellung konfiguriert werden. Hier spielt der softwarebasierte Produktkonfigurator eine entscheidende Rolle.

„Wir möchten wirklich, dass unsere Kunden das Produkt sehen, die von ihnen gewünschte Konfiguration, die Montageflansche und die Oberflächen“, sagte Maggie Shaffer, Marketingmanagerin, die das Konfiguratorprojekt geleitet hat. „Wir wollten, dass die Kunden eine visuelle Vorstellung vom Produkt haben.“

Zum jetzigen Zeitpunkt zeigt der Konfigurator die Produktkonfiguration mit den gewählten Optionen an und nennt einen Preis, der für 24 Stunden gültig ist. (Wie viele andere Hersteller hielt auch TMS früher seine Preise länger aufrecht, kann dies nun aber aufgrund schwankender Materialpreise und -verfügbarkeit nicht mehr tun.) In der Zukunft hofft das Unternehmen, die Möglichkeit zur Zahlungsabwicklung hinzuzufügen.

Ab sofort rufen Kunden im Shop an, um die Bestellung abzuschließen. Aber anstatt Tage oder sogar mehrere Wochen mit dem Erstellen, Organisieren und Einholen von Genehmigungen für Zeichnungen zu verbringen (die oft zu lange in überfüllten Posteingängen lagen), erstellen TMS-Ingenieure Zeichnungen mit wenigen Klicks und senden die Informationen dann sofort an die Werkstatt.

Verbesserungen an Metalldrückmaschinen und sogar robotergestütztem Schleifen und Polieren könnten aus Kundensicht völlig unsichtbar sein. Der Produktkonfigurator ist jedoch eine Verbesserung, die Kunden sehen können. Es verbessert ihr Einkaufserlebnis und spart im Fall von TMS Tage oder sogar Wochen an Auftragsbearbeitungszeit. Das ist keine schlechte Kombination.