Wie vertikale Integration Fertigung und Lieferung beschleunigt

Innovative Controls' interne Fertigungsfähigkeiten ermöglichen es, Baugruppen – wie diese Messgeräteblenden für Feuerwehrautos – schneller zu entwerfen, zu montieren und zu versenden als durch Outsourcing dieser Fähigkeiten.

Innovative Controls' Bemühungen, vertikal integriert mit seinen Fertigungsfähigkeiten zu werden, begannen mit digitalem Siebdruck, aber die Schaffung seiner eigenen Maschinenwerkstatt – die einen CNC-Schweizer Drehautomaten umfasst – folgte bald.

Nach einigen Jahren in der Industriesales suchte Mike Michna, Präsident von Innovative Controls, andere Wege, um ein Unternehmen mit einer Fertigungsnische zu schaffen. In den späten 80ern erkannte er, dass die Pumpenpanele an Feuerwehrautos in Bezug auf Funktion oder Layout für Feuerwehrleute nicht benutzerfreundlich waren, um an einem stressigen Brandort effizient zu steuern und zu bedienen.

Das Pittsburgh, Pennsylvania, Unternehmen – das jetzt mehrere Hallen in einer riesigen, ehemaligen Westinghouse-Turbinenfertigungsanlage belegt – ist seitdem zum Marktführer für Pumpenpaneel-Steuerung, Diagnose- und Identifikationsprodukte für Feuerwehrapparat-OEMs gewachsen. Es entwirft, fertigt und vertreibt Geräte, einschließlich Tankfüllstandsmonitoren, Ventilsteuerungsbaugruppen, Druckmessgeräte, Produktidentifikationsblenden, Sicherheitsmeldungsblenden, zugehörige Grafiken und Sanitärprodukte für diese Fahrzeuge. Innovative Controls bietet auch Lohnfertigungsdienstleistungen für andere Branchen wie Medizin an.

Das Ziel des Unternehmens als Lohnfertiger ist es, Aufträge nur anzunehmen, wenn es Baugruppen liefert, wie dieses Medizinluftmodul.

Michna sagt, das Ziel sei nicht, einzelne Teile an Kunden zu liefern, sondern komplette Baugruppen. Durch das Vorhandensein praktisch aller erforderlichen Bearbeitungs- und Fertigungsfähigkeiten im Haus (das Unternehmen lagert noch Gießen und Spritzgießen für Komponenten wie individuelle Blenden mit Vertiefungen für Farbcodierung und Identifikation aus) konnte das Unternehmen diese Baugruppen kostengünstiger und in höherer Qualität herstellen, während es schneller auf Kundenbedürfnisse reagieren konnte, da es die Kontrolle über all diese Prozesse hat.

Beginn mit Siebdruck

Innovative Controls ist vielleicht der fähigste Betrieb, den ich in Bezug auf seine internen Fertigungsfähigkeiten besucht habe, obwohl Hochvolumen-Spritzgießen und Gießen für Komponenten wie individuelle Blenden mit Vertiefungen für Farbcodierung und Identifikation ausgelagert werden. Michna sagt, das Unternehmen habe einen „wir werden es herausfinden“-Ansatz verfolgt, um neue Technologie hinzuzufügen, und sich dabei auf Branchenexperten gestützt. Digitaler Siebdruck war die initiale Technologie, die es herauszufinden galt.

Digitaler Siebdruck war die erste Fähigkeit, die Innovative Controls ins Haus holte.

Michna merkt an, dass frühe Pumpenpaneelkomponenten minderwertigen Kunststoff und Farbe oder Vinyl-Etiketten für Komponentenidentifikation und Anweisungen verwendeten, die mit der Zeit verblassen oder abblättern würden. Er fand, dass Polycarbonate, die an Benzinpumpen verwendet wurden, besser UV-beständig sind und längere Lebensdauer bieten. Das Unternehmen verwendete zunächst konventionelle Siebdrucktechnologie (denken Sie an Rakel), um Etiketten einzeln zu färben und zu codieren. Es brachte dann digitale Siebdruckausrüstung ein, um in höheren Volumen mit mehr Flexibilität zu drucken. Der Trick war, zu lernen, wie man die Tinte am Polycarbonatmaterial haften lässt. Um dies effektiv zu tun, erfordert präzise Kontrolle der Luftfeuchtigkeit und statischer Elektrizität in dem Raum, in dem die (jetzt zwei) digitalen Siebdruckmaschinen stehen. Diese Fähigkeit im Haus ermöglicht es dem Unternehmen, Etiketten in 24 Stunden zu entwerfen, zu drucken und zu versenden.

Das Unternehmen hat seitdem eine Fülle anderer Prozesse hinzugefügt. Dazu gehören CNC-Messerschneiden und Plattenfräsen; Polydoming; automatisierte Leiterplattenbestückung; und mechanische und elektrische Montage. Das neueste Gerät ist eine Trumpf TruPunch Stanzpresse, die mit dem Ziel hinzugefügt wurde, eine vollständige Blechfertigungs- und Lackierwerkstatt für Blechkomponenten wie Schränke zu schaffen.

Zerspaner Matthew Resnick konnte diesen Schweizer Drehautomaten wieder zum Laufen bringen. Sein erster Produktionsauftrag war ein 500.000-Stück-Lauf für eine Medizinkomponente.

Aber CNC-Bearbeitung ist auch eine Schlüsselkapazität, die das Unternehmen weiter ausbaut, die es zuvor ausgelagert hatte. Zum Beispiel vor Jahren nutzte es einen Lieferanten in Minnesota, um eine kleine medizinische Komponente namens Stutzen für eine Baugruppe zu bearbeiten. Obwohl der Preis des Lieferanten gut war, war er nicht so wettbewerbsfähig, wie Michna es gerne gehabt hätte. Als Ergebnis sprang Innovative Controls mit beiden Füßen hinein und kaufte einen Tsugami S206 Schweizer Drehautomaten mit Stangenzuführer, sein erstes CNC-Werkzeugmaschine. Da es keine Zerspaner im Personal hatte, stellte das Unternehmen zunächst einen Subunternehmer ein, um ab und zu Aufträge auf dieser Maschine zu fahren. Michna gibt zu, das Unternehmen verstand Schweizer Typ-Bearbeitung nicht wirklich und nutzte initially nicht die Fähigkeiten, die eine solche Plattform bietet, besonders für Hochvolumenproduktion.

Daher stellte Innovative Controls Anfang 2020 Zerspaner Matthew Resnick ein, um eine formellere interne Maschinenwerkstatt zu etablieren. Resnick schlug vor, einen CNC-Drehautomaten und ein kleines VMC hinzuzufügen, was das Unternehmen tatsächlich bereits bestellt hatte. Dies waren auch Tsugami-Modelle: ein MQBSY-II Drehautomat mit FMB Stangenzuführer und VA2 Hochgeschwindigkeitsfräse (das Unternehmen hat seitdem eine zweite VA2 hinzugefügt).

Der Drehautomat bearbeitet hauptsächlich eine Familie von Aluminium-Strangpressstangen verschiedener Längen, die zu Druck-/Zuggriffen montiert werden.

Während auf die Lieferung dieser Ausrüstung gewartet wurde, hatte Resnick ein paar Monate, um den Schweizer Typ wieder zum Laufen zu bringen. Er sagt, die Maschine benötigte im Grunde eine gute Reinigung, und er begann, Abile, die kostenlose CAM-Programmiersoftware, die Tsugami für seine Schweizer Typen anbietet, zu lernen. Innovative Controls fügte auch ein Firetrace-Brandunterdrückungssystem zur Maschine hinzu, um das Vertrauen zu geben, sie mannlos zu fahren. Über einen Zeitraum von drei Monaten war die Maschine in der Lage, einen 500.000-Stück-Produktionslauf für die medizinische Komponente mit nur wenigen kleineren Anpassungen abzuschließen, bemerkt Resnick. Die ursprüngliche Zykluszeit betrug 14 Sekunden pro Teil mit drei Werkzeugen, aber er reduzierte sie auf 9 Sekunden, indem er zwei Werkzeuge durch ein individuelles Formwerkzeug ersetzte, das auch handhabbarere Späne erzeugte.

Zykluszeit für diese medizinischen Komponenten, die auf dem Schweizer Typ produziert wurden, wurde von 14 Sekunden auf 9 Sekunden pro Teil reduziert, nachdem zwei Werkzeuge durch ein individuelles Formwerkzeug ersetzt wurden.

Der Drehautomat wird hauptsächlich verwendet, um eine Familie von Aluminium-Strangpressstangen verschiedener Längen zu bearbeiten, die zu Druck-/Zuggriffen montiert werden, die an Feuerwehrauto-Pumpenpaneelen verwendet werden. Ein kollaborativer Roboter von Universal Robots (integriert von ProCobots) wurde kürzlich hinzugefügt, um lange Strecken unbeaufsichtigter Operation zu ermöglichen. Wie im unten gezeigten Video, werden fertige Teile durch die Gegenspindel für den Cobot geschoben, um sie zu greifen und auf Tabletts zu übertragen. Sobald ein Tablett voll mit fertigen Teilen ist, deckt der Cobot es mit einem leeren Tablett ab, das er dann zu laden beginnt. Stapel von Tabletts können dann leicht verpackt und zum Eloxieren geschickt werden.

Die VA2 Fräsen werden verwendet, um eine Vielzahl von Teilen zu erstellen, einschließlich Platten für eine medizinische Baugruppe und Formen, die das Unternehmen verwendet, um Elektronik zu vergießen, um gegen Vibration und Feuchtigkeit zu schützen. Diese Maschinen verfügen über 35.000 min⁻¹ Spindeln, Schnellwechsel-Werkzeugplatten von Saunders Machine Works, Renishaw Tastköpfe und Metrol Werkzeugbruchdetektoren, die auch Werkzeuge messen können. Da Resnick die Maschinenwerkstatt alleine betreibt, machen diese Arten von Geräten es einfach, für jemand anderen einen Auftrag zu fahren, wenn er nicht verfügbar ist.

Innovative Controls nutzt den verfügbaren Arbeitsraum seiner Hochgeschwindigkeitsfräsen maximal aus, indem es Schnellwechselspannsysteme verwendet, die Rüstwechsel beschleunigen.

Ein zweiter Schweizer Typ?

Ähnlich findet Innovative Controls Wert darin, diese (vorerst) viermaschinige Werkstatt über verbesserte Kundenreaktionsfähigkeit hinaus zu haben. Resnick kann schneller auf die Bedürfnisse seiner Designer reagieren sowie mit ihnen beraten, um Vorschläge zur Überarbeitung von Designs, Lockerung von Toleranzen usw. zu machen, um die Bearbeitung von Teilen für die neuen Produkte des Unternehmens zu beschleunigen, zu vereinfachen oder kostengünstiger zu machen.

In Bezug auf Bearbeitungstechnologie könnte Innovative Controls einen zweiten Schweizer Typ hinzufügen, wenn die Nachfrage nach Medizinteilen steigt. Michna sagt, während er nicht weiß, wohin die Feuerwehrapparate-Industrie geht, werden diese Fahrzeuge immer Lagerschränke, präzise Pumpensteuerung und effektive Kommunikation des Pumpensystems mit dem Computer des Motors benötigen. In diesem Sinne bleibt das Unternehmen für zukünftigen Erfolg in dieser Branche aufgestellt, während seine substantielle Fertigungskompetenz in vielen Bereichen das Potenzial bietet, das Geschäft in vielen anderen Branchen zu erweitern. Michna sagt, der Schlüssel ist, nie in der Technologie zurückzufallen und mutig genug zu sein, in sie zu investieren, sie zu lernen und weiterhin Wege zu finden, sie effektiver zu nutzen.