Auch nach 102 Jahren immer noch am Lernen

Als Nolte Precise Manufacturing 1916 die Türen seines Unternehmens in Cincinnati, Ohio, als Schraubendreherei öffnete, fiel es den Gründern schwer, dieses Unternehmen in seiner jetzigen Form im Jahr 2018 zu erkennen. Unnötig zu erwähnen, dass 102 Jahre ununterbrochener Betrieb etwas sind zu bewundern, aber was noch wichtiger ist, es wirft die Frage auf, was das Management getan hat, um dieses Vermächtnis zu sichern.

Als Nolte anfing, war die Schraubenmaschinenindustrie etwas anders als die allgemeine Maschinenindustrie. In gewisser Weise war es fortschrittlicher, teilweise weil der Einsatz automatischer Maschinen, die von Nocken betätigt und für eine kontinuierliche Produktion ausgelegt waren, die kürzeren Produktionsläufe, die mehr Flexibilität und mehr Bedieneraufsicht erforderten, oft übertreffen konnte.

Diese Dichotomie von mittlerer bis hoher kontinuierlicher Produktion gegenüber kleinen Losgrößen mit mehreren Umstellungen besteht heute fort, aber es ist ein ganz anderes Tier als zu weiten Teilen des 20. Jahrhunderts. Der Grund dafür ist, dass sich die Definition der mittelhohen Produktion erheblich geändert hat. In vielen Branchen haben kürzere Produktlebenszyklen zu einem allgemeinen Rückgang der Losgrößen geführt (was häufigere Umrüstungen erfordert) und die Produktionstechnologie beeinflusst, auf die sich die Schraubenmaschinenindustrie viele Jahre lang verlassen hat, und sie näher an die Flexibilitätsseite gebracht die Gleichung.

Geschäfte wie Nolte mussten sich daher verändern oder untergehen. Die Eigentümerfamilie von Nolte hat sich für eine Veränderung entschieden und feiert daher 2019 ihren 103. Geburtstag. Wir haben uns mit Doug Coster, Eigentümer und Präsident von Nolte in vierter Generation, getroffen, um die Anpassungsfähigkeit des Unternehmens in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft zu besprechen .

So viele Möglichkeiten

Während eines Großteils der Geschichte von Nolte Precise war die Definition einer Schraubendreherei ziemlich einfach. Das bedeutete, dass die Hauptarbeit einer Werkstatt aus Drehteilen bestand, oft relativ einfach und in der Regel in ausreichend großen Mengen, dass Maschinen eingerichtet und für die Produktion eines einzelnen Auftrags oder einer Reihe von Aufträgen für einen bestimmten Kunden eingesetzt werden konnten.

Die Werkzeugmaschinentechnologie wurde um nockenbetätigte Schlittenbewegungen herum aufgebaut, die spezielle Fähigkeiten und viel Zeit für die Einrichtung erforderten. Sobald es eingestellt war, konnte die Maschine für längere Zeit „automatisch“ mit geringem Bedienereingriff laufen.

Die Produktlebenszyklen waren viel länger und ein bestimmter Satz grundlegender Teilespezifikationen konnte praktisch unverändert bleiben, manchmal über Jahre. Schraubenwerkstätten haben sich viele Jahre gut entwickelt. Dieses Geschäftsmodell hat sich jedoch weiterentwickelt und Überlebensbetriebe wie Nolte konnten diese Veränderung erkennen und sich mit ihr verändern.

Mr. Coster sagt, als er zu Nolte kam, lief die Werkstatt, wie viele Werkstätten für Schraubendrehmaschinen, mit Automatik. Es lief etwa 40 Brown &Sharpes, von denen das Unternehmen heute noch drei dieser Maschinen im Einsatz hat.

„Wir begannen langsam mit dem Übergang von der Kurvenscheibe zur CNC“, erinnert sich Herr Coster. „Unsere erste CNC Swiss wurde 1994 speziell für einen Auftrag gekauft, für den wir den Zuschlag erhalten hatten. Es war ein komplexerer Teil und eine engere Toleranz als ein Großteil unserer normalen Arbeit, aber es zeigte die Richtung auf, die wir brauchten, um das Unternehmen strategisch zu führen.“

Dass in den 1990er-Jahren die Handschrift für den traditionellen Schraubbetrieb, wie er lange definiert war, an der Wand lag, bestätigte sich auch durch die Umbenennung des Fachverbandes der Schraubbetriebe, zu dem Nolte und viele andere Betriebe gehörten . Der Verband ging von der National Screw Machine Products Association zur Precision Machined Products Association über. Nolte ist seit 1943 aktives Mitglied des Vereins.

„Mit der Hinzufügung von CNC-Bearbeitungskapazitäten begannen wir mit der Änderung der Infrastruktur, die im Laufe der Zeit den Austausch der Kurvenabteilung durch CAD/CAM-Programmierkapazitäten erforderte. Wir haben unsere Offline-Programmierung mit DP Technology standardisiert“, sagt Coster.

Viele Schraubwerkstätten, darunter auch Nolte, stellten fest, dass mit der Umstellung der Infrastruktur auf CNC-Programmierfähigkeiten nicht traditionelle Bearbeitungsvorgänge machbar wurden. Im Gegensatz zur Nockeneinstellung kümmert sich der G-Code nicht darum, welche Art von Maschine ausgeführt wird.

Mehr tun

Heute umfasst das Dienstleistungsportfolio von Nolte CNC-Drehen, CNC-Swiss-Bearbeitung, CNC-Fräsen, Untermontage und automatische Ein-/Mehrspindel-Schraubbearbeitung für mittlere bis hohe Produktionsmengen. Diese erweiterten operativen Fähigkeiten ermöglichen eine Erweiterung des Kundenstamms des Unternehmens, der eine größere Anzahl von Branchen anzieht, die von Nolte bedient werden.

„Wir kaufen im Allgemeinen keine Maschinen ohne die Arbeit, sie anzubringen“, sagt Herr Coster. „Da wir jedoch die Kapazitäten unseres Shops auf vielfältigere Tätigkeiten ausgeweitet haben, sind wir in der Lage, Aufträge von unseren Kunden anzuziehen, die sonst vielleicht zu einem anderen Shop gegangen wären.“
Das Herzstück der Bearbeitungskapazität von Nolte ist die Kompetenz bei der Verwaltung der Produktion komplexer Teile auf seinen CNC-Swiss-Maschinen. Nachdem Nolte mehrere Marken von CNC Swiss betrieben hatte, standardisierte er 2013 seine Werkstatt mit Tsugami-Maschinen.

„Unsere neueste Tsugami-Maschine ist ein Modell BO 206“, sagt Herr Coster. „Es handelt sich um eine 20-mm-Maschine mit sechsachsiger Werkzeuganordnung mit gegenüberliegenden Werkzeugen. Sie ist außerdem mit einem Spannfutterpaket ausgestattet, das uns die Flexibilität gibt, die Maschine je nach Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis des Werkstücks mit oder ohne Führungsbuchse zu betreiben. Viele Jobs laufen besser auf einer Langdrehmaschine, obwohl es sich nicht um traditionelle Schweizer Teile handelt. Der Schlüssel liegt darin, das Teil möglichst vollständig mit einer einzigen Handhabung abzugeben.“

Ein Grund, warum Herr Coster davon überzeugt ist, sich auf eine einzige Marke wie Tsugami zu konzentrieren, ist die Vertrautheit, die Programmierer, Setup-Leute und Bediener mit einer Marke sammeln können. Im Laufe der Zeit können sie sich mit diesen Maschinen vertraut machen, anstatt die Eigenheiten verschiedener Marken neu zu erlernen. Die FANUC-Steuerung, die Tsugami verwendet, ist auch ein Vorteil der Standardisierung, da die meisten Mitarbeiter von Nolte damit vertraut sind.

Wo immer möglich, gestaltet Nolte den Arbeitsablauf so, dass die Qualität auf einem hohen Niveau gehalten und gleichzeitig übermäßige Herstellungskosten und Zykluszeiten durch die Handhabung mehrerer Teile reduziert werden. Dies ist das Ergebnis der richtigen Ausrüstung für die Teilebearbeitung und des Personals, das damit vertraut ist, das Beste daraus zu machen. „Egal ob Langdreher oder Vier-Achs-Fräsen; Wenn wir es einmal einrichten und den Arbeitsaufwand für den Betrieb reduzieren können, sparen wir Zeit und Geld und produzieren konsistenter Qualitätsteile“, sagt Herr Coster.

Wechsel zur Lights-Out-Produktion

Die Herstellung guter Teile während Stunden, die historisch als Ausfallzeiten galten, mit wenig oder gar keinem Arbeitsaufwand, reicht aus, um jede CNC-Maschinenwerkstatt in Versuchung zu führen. Dorthin steuert Nolte mit seiner Schweizer Zerspanungsfertigung.

„Derzeit lassen wir bis zu fünf unserer Schweizer Maschinen unbeaufsichtigt laufen“, sagt Herr Coster.

Aber eine unbeaufsichtigte Produktion ist nicht so einfach wie das Umlegen eines Lichtschalters von Ein auf Aus. Es gibt Schritte, die ein Geschäft umsetzen muss, um die Lights-Out-Fertigung erfolgreich durchzuführen. Am wichtigsten ist wahrscheinlich die Auswahl des richtigen Auftrags, der auf der Werkzeugmaschine ausgeführt werden soll. Nolte verarbeitet eine Vielzahl von Materialien, und während Automatenmaterialien ideal für die unbeaufsichtigte Bearbeitung sind, muss der Prozess verfeinert werden, um andere Materialien aufzunehmen, die schwieriger zu bearbeiten sind.

„Wir sind nicht ausschließlich ein Messinggeschäft“, sagt Herr Coster. „Deshalb müssen wir in der Lage sein, unsere Arbeitsplätze so einzurichten, dass der Werkzeugverschleiß berücksichtigt werden kann. Manchmal haben wir festgestellt, dass vorgehärtete Stähle und andere härtere Materialien tatsächlich besser laufen als die weicheren Materialien.“ Eine Möglichkeit, sich auf einen stabilen Prozess vorzubereiten und Schwankungen zu eliminieren, besteht darin, geschliffenes Stangenmaterial über die Schweizer Maschinen zu führen, wenn die Führungsbuchse verwendet wird. Dies hilft beim Werkzeugverschleiß, indem die Schwankungen von Stange zu Stange reduziert werden.

Ein Vorteil, den das umrüstbare Modell BO 206 durch den Verzicht auf eine Führungsbuchse in den Prozess einbringt, ist die Verwendung von kaltgewalztem Stangenmaterial. Da kein geschliffenes Material verwendet werden muss und die Führungsbuchse nicht eingestellt werden muss, werden Materialkosten und Rüstzeit eingespart, da die Spannzange für die Spindelspitze Materialschwankungen besser verzeiht als eine Führungsbuchse.

Neben der Sicherstellung, dass das Werkzeugmaschinenprogramm, das das unbeaufsichtigte Teil ausführt, stabil ist, gibt es noch weitere Nebenaspekte, die Nolte für seinen Lights-Out-Betrieb berücksichtigt. Die Tsugamis des Unternehmens sind mit FMB-Stangenlademagazinen mit Magazinlademagazinen ausgestattet. Je nach Stangendurchmesser können diese Magazine genug Material aufnehmen, um die Maschine durch eine Schicht ohne Licht zu bringen.

Zur Kontrolle der Späne verwendet Nolte für alle seine Schweizer Maschinen Hochdruckkühlmittel (Nolte schneidet mit Öl). Dies steuert die Spanbildung und -abfuhr, was für den unbeaufsichtigten Betrieb wichtig ist. Niemand will mitten in der Nacht ein Vogelnest haben.
Es besteht ernsthafte Besorgnis über die Möglichkeit eines Brandes während eines Betriebs ohne Licht, insbesondere beim Schneiden mit Öl. Deshalb hat Nolte alle seine Schweizer Maschinen mit Brandbekämpfungssystemen ausgestattet.

Ohne Bedienereingriff kann die Handhabung der Fertigteilausgabe übersehen werden. Einige der Teile, die Nolte auf seiner Lights-out-Schweizer Maschine verarbeitet, haben eine No-Marr-Spezifikation, wodurch die Nachbearbeitung zu einem Teil des Vorgangs wird. Für diese Arbeiten setzt Nolte einen Rotationsspeicher ein, um die von den Maschinen kommende Arbeit schonender zu handhaben und zu sortieren.

Lights-out-Fertigung ist ein Risiko-Ertrags-Unterfangen. Die Belohnungen können groß sein, wenn Risiken minimiert werden können. Das bedeutet, Fehler zu machen und daraus zu lernen.

Nach vorne schauen

Nolte hat in der metallverarbeitenden Fertigung viel Wandel miterlebt. Es ist ihm auch gelungen, sich erfolgreich an diese Veränderungen anzupassen, indem es sorgfältig bewertet hat, was funktioniert und was vorübergehend sein könnte.

Als nächste Investition plant Nolte die Automatisierung der Futterteilbearbeitung. Stangenmaterial ist sicherlich wichtig für die Leistungsfähigkeit der Werkstatt, aber Mr. Coster sieht die Fähigkeit, Butzen zu verarbeiten und die Materialhandhabung von Futterteilen zu automatisieren, als eine zukunftsweisende Richtung.

„Zum Beispiel haben wir im Rahmen unserer Pläne ein Gantry-beschicktes Drehzentrum für die Bearbeitung größerer, gefutterter Rohlinge ab 3,125 Zoll bestellt“, sagt Herr Coster. „Darüber hinaus suchen wir nach Robotern, die uns bei der Automatisierung unserer anderen Bearbeitungsvorgänge helfen.“

Für die Zukunft plant Herr Coster, sich weiterhin auf die Automatisierung zu konzentrieren, da dies für sein Geschäft sinnvoll ist. „Einer der Vorteile, die Nolte aus seinem Lights-out-Betrieb gezogen hat, besteht darin, dass die Belegschaft an Ort und Stelle geblieben ist, aber innerhalb der Werkstatt für wertschöpfendere Arbeiten eingesetzt wurde“,

Herr Coster sagt. „Jeder leidet unter Fachkräftemangel, daher ist es ein Schlüsselfaktor für die nächsten 102 Jahre, gute Arbeitskräfte zu halten und ein Umfeld zu schaffen, in dem die Menschen arbeiten möchten.“

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