يتم تشكيل بكرة متصلة بذراع الرافعة بالقرب من القطر الخارجي للجزء الدوار. تشمل عناصر الأدوات الأساسية المطلوبة لمعظم عمليات التشكيل بالغزل: المندريل، والتابع الذي يحمل المعدن، والبكرات وأذرع الرافعة التي تشكل الجزء، وأداة التشكيل. الصورة: شركة توليدو لتشكيل المعادن بالغزل.
قد لا يكون تطور مجموعة منتجات شركة توليدو ميتال سبينينج نموذجياً، ولكنه ليس فريداً من نوعه في مجال تشكيل المعادن وتصنيعها. بدأ المتجر، الذي يقع مقره في توليدو بولاية أوهايو، بتصنيع قطع مخصصة واشتهر بإنتاج أنواع معينة من المنتجات. ومع ازدياد الطلب، طرح العديد من المنتجات القياسية بناءً على التكوينات الشائعة.
يساعد الجمع بين الإنتاج حسب الطلب والإنتاج للتخزين على تحقيق التوازن في أحمال المتاجر. كما أن تكرار العمل يفتح الباب أمام الروبوتات وأنواع أخرى من الأتمتة. ارتفعت الإيرادات والأرباح، وبدا العالم في حالة جيدة.
لكن هل ينمو العمل بالسرعة القصوى الممكنة؟ أدرك قادة المتجر الذي يضم 45 موظفًا أن لدى المؤسسة إمكانات أكبر، خاصةً عندما رأوا كيف يقضي مهندسو المبيعات أيامهم. على الرغم من أن شركة TMS تقدم خطوط إنتاج متعددة، إلا أن العديد من المنتجات لا يمكن ببساطة أخذها من مخزون البضائع الجاهزة وشحنها، بل يتم تهيئتها حسب الطلب. هذا يعني أن مهندسي المبيعات يقضون وقتًا طويلًا في إعداد الأوراق اللازمة لطلبات القواديس، وتحديد الحلقات المعدنية هنا والملحقات أو مواد التلميع المحددة هنا.
يُعاني نظام إدارة النقل (TMS) من قيد هندسي، وللتغلب عليه، طرحت الشركة هذا العام نظامًا لتكوين المنتجات. يسمح برنامج مُصمم خصيصًا باستخدام SolidWorks للعملاء بتكوين منتجاتهم الخاصة والحصول على عروض أسعار عبر الإنترنت. من شأن هذه الأتمتة في واجهة المتجر تبسيط عملية معالجة الطلبات، والأهم من ذلك، تمكين مهندسي المبيعات من إنجاز المزيد من الأعمال المُخصصة مجانًا. باختصار، من المفترض أن تُساهم هذه الأداة في تحسين كفاءة عروض الأسعار والهندسة، وهو أمرٌ إيجابي. فكلما قلت كفاءة الهندسة وعروض الأسعار، كلما صعب على المتجر النمو.
يعود تاريخ شركة TMS إلى عشرينيات القرن الماضي، حيث أسسها مهاجر ألماني يُدعى رودولف برونر. امتلك برونر الشركة من عام 1929 إلى عام 1964، ووظف فيها عمال تشكيل المعادن المهرة الذين امتلكوا سنوات من الخبرة في العمل على المخارط والرافعات، مما أدى إلى إتقان عملية التشكيل. تقوم المخرطة بتدوير القطعة الخام، ويستخدم عامل تشكيل المعادن رافعة للضغط على البكرات مقابل قطعة العمل، مما يجعلها تتشكل على المغزل.
توسعت شركة TMS في نهاية المطاف لتشمل عمليات السحب العميق، حيث تنتج أجزاءً مختومة بالإضافة إلى أشكال أولية للتشكيل بالدوران. تقوم آلة التمديد بثقب الشكل الأولي وتثبيته على مخرطة دوارة. إن البدء بالشكل الأولي بدلاً من قطعة مسطحة يسمح بتشكيل المادة بالدوران إلى أعماق أكبر وأقطار أصغر.
لا تزال شركة TMS اليوم شركة عائلية، لكنها ليست شركة تابعة لعائلة برونر. فقد انتقلت ملكية الشركة عام 1964، عندما باعها برونر إلى كين وبيل فانكهاوزر، وهما ليسا من عمال الصفائح المعدنية المخضرمين من بلدهما الأصلي، بل مهندس ومحاسب. ويروي إريك فانكهاوزر، نجل كين ونائب رئيس شركة TMS حاليًا، القصة.
عندما كان والدي محاسباً شاباً، حصل على حساب [TMS] من صديق يعمل في شركة إرنست وإرنست للمحاسبة. كان والدي يُدقق حسابات المصانع والشركات، وقد كان عمله ممتازاً. أرسل رودي شيكاً بمبلغ 100 دولار. وضع هذا والدي في مأزق. فلو صرف الشيك، لكان ذلك تضارباً في المصالح. لذا ذهب إلى شركاء إرنست وإرنست وسألهم عن الإجراء المناسب، فنصحوه بتظهير الشيك باسم أحد الشركاء. فعل ذلك، وعندما تم صرف الشيك، انزعج رودي كثيراً لرؤية تظهيره باسم الشركة. استدعى والدي إلى مكتبه وأخبره أنه مستاء لأنه لم يحتفظ بالمال. شرح له والدي أن ذلك يُعد تضارباً في المصالح.
"فكر رودي في الأمر وقال في النهاية: "أنت من النوع الذي أتمنى أن أمتلك هذه الشركة. هل أنت مهتم بشرائها؟"
فكر كين فانكهاوزر في الأمر، ثم اتصل بأخيه بيل، الذي كان يعمل حينها مهندسًا في مجال الطيران والفضاء في شركة بوينغ في سياتل. وكما يتذكر إريك: "جاء عمي بيل ونظر إلى الشركة وقرروا شراءها. والباقي معروف".
هذا العام، ساعد برنامج تكوين المنتجات عبر الإنترنت لتكوين المنتجات حسب الطلب لأنظمة إدارة النقل المتعددة في تبسيط سير العمل وتحسين تجربة العملاء.
عندما اشترى كين وبيل شركة TMS في الستينيات، كانا يمتلكان متجرًا مليئًا بالآلات القديمة التي تعمل بالأحزمة. لكنهما يأتيان أيضًا في وقت تنتقل فيه عملية غزل المعادن (وآلات التصنيع بشكل عام) من التشغيل اليدوي إلى التحكم القابل للبرمجة.
في ستينيات القرن الماضي، اشترى الزوجان مخرطة دوارة تعمل بنظام الاستنسل من شركة ليفيلد، وهي تشبه إلى حد كبير مكبس التثقيب القديم الذي يعمل بنظام الاستنسل. يقوم المشغل بتحريك عصا تحكم تحرك القلم على قالب على شكل جزء دوار. قال كريج، شقيق إريك، والذي يشغل الآن منصب نائب رئيس المبيعات في شركة TMS: "هذه هي بداية أتمتة TMS".
تطورت تقنية الشركة عبر أنواع مختلفة من المخارط الدوارة التي تعمل بالقوالب، وصولاً إلى الآلات التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر والتي تستخدمها المصانع اليوم. ومع ذلك، فإن هناك عدة جوانب تميز عملية غزل المعادن عن العمليات الأخرى. أولاً، حتى أحدث الأنظمة لا يمكن تشغيلها بنجاح من قبل شخص لا يعرف أساسيات الغزل.
قال إريك: "لا يمكنك ببساطة وضع قطعة خام وانتظار أن تقوم الآلة بتدويرها تلقائيًا بناءً على الرسم"، مضيفًا أن المشغلين بحاجة إلى إنشاء برامج جديدة للأجزاء من خلال التحكم في عصا التحكم التي تُعدّل موضع الأسطوانة أثناء عملية التصنيع. عادةً ما تتم هذه العملية على عدة مراحل، ولكن يمكن إجراؤها مرة واحدة فقط، كما هو الحال في عملية تشكيل القص، حيث يمكن ترقيق المادة (أو "قصها") إلى نصف سمكها. يتمدد المعدن نفسه في اتجاه الدوران.
قال كريغ: "يختلف كل نوع من المعادن عن الآخر، بل وتوجد اختلافات حتى داخل المعدن الواحد، بما في ذلك الصلابة وقوة الشد. ليس هذا فحسب، بل يسخن المعدن أثناء دورانه، ثم تنتقل هذه الحرارة إلى الأداة. ومع ارتفاع درجة حرارة الفولاذ، يتمدد. كل هذه المتغيرات تعني أن على المشغلين المهرة مراقبة العمل عن كثب."
تابع أحد موظفي شركة TMS العمل لمدة 67 عامًا. قال إريك: "كان اسمه آل، ولم يتقاعد إلا عندما بلغ 86 عامًا". بدأ آل العمل عندما كانت مخرطة الورشة تعمل بواسطة سير متصل بعمود علوي. تقاعد من ورشة مجهزة بأحدث المخارط القابلة للبرمجة.
يضم المصنع اليوم بعض الموظفين الذين أمضوا أكثر من 30 عامًا في الشركة، وآخرين أكثر من 20 عامًا، ويعمل أولئك المدربون على عملية الغزل في كل من العمليات اليدوية والآلية. إذا احتاجت الورشة إلى إنتاج بعض قطع الغزل البسيطة والفريدة، فلا يزال من المنطقي أن يبدأ عامل الغزل بتشغيل مخرطة يدوية.
ومع ذلك، فإن الشركة من الشركات النشطة في تبني الأتمتة، كما يتضح من استخدامها للروبوتات في عمليات الطحن والتلميع. وقال إريك: "لدينا ثلاثة روبوتات داخلية تقوم بالتلميع. اثنان منها مصممان للتلميع على المحور الرأسي وواحد على المحور الأفقي".
يوظف المتجر مهندس روبوتات يقوم بتعليم كل روبوت كيفية طحن أشكال محددة باستخدام أدوات ذات حزام إصبع (من نوع Dynabrade)، بالإضافة إلى العديد من آلات الطحن الأخرى ذات الأحزمة. إن برمجة الروبوت أمر دقيق، خاصة بالنظر إلى درجات الحبيبات المختلفة المعنية، وعدد مرات المرور، والضغوط المختلفة التي يطبقها الروبوت.
لا تزال الشركة توظف عمالاً يقومون بالتلميع اليدوي، وخاصة الأعمال المخصصة. كما توظف لحامين يقومون باللحام المحيطي ولحام التماس، بالإضافة إلى لحامين يشغلون آلات التسوية، وهي عملية لا تُحسّن جودة اللحام فحسب، بل تُكمّل عملية الدوران أيضاً. تعمل بكرات آلة تمرير الطبقة الخارجية على تقوية وتسطيح خرزة اللحام، مما يساعد على الحفاظ على اتساق العملية عند الحاجة إلى عمليات دوران لاحقة.
كانت شركة TMS ورشة تصنيع ميكانيكية بحتة حتى عام 1988، عندما طورت خط إنتاج قياسيًا من القواديس المخروطية. يقول إريك: "أدركنا، خاصة في صناعة البلاستيك، أننا سنتلقى طلبات مختلفة لأسعار القواديس، باختلافات طفيفة جدًا - ثماني بوصات هنا، وربع بوصة هناك". "لذا بدأنا بقادوس مخروطي بطول 24 بوصة وزاوية 60 درجة، وطورنا عملية الغزل بالتمديد [سحب عميق للشكل الأولي، ثم غزله]، ومن ثم بنينا خط الإنتاج". كان لدينا عدة أحجام من القواديس، وننتج ما بين 50 إلى 100 قادوس في المرة الواحدة. هذا يعني أننا لا نتكبد تكاليف باهظة لتجهيز المصنع، ولا يدفع العملاء ثمن الأدوات. المنتج متوفر لدينا ويمكننا شحنه في اليوم التالي. أو يمكننا القيام ببعض الأعمال الإضافية، مثل تركيب حلقة أو طوق، أو نافذة رؤية، وكلها تتطلب بعض التعديلات الإضافية.
يتضمن خط إنتاج آخر، يُسمى خط التنظيف، مجموعة من حاويات النفايات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. وتأتي فكرة هذا المنتج من جميع أنحاء العالم، بما في ذلك صناعة غسيل السيارات.
قال إريك: "نصنع الكثير من قباب المكانس الكهربائية لغسيل السيارات، وأردنا تفكيك هذه القبة واستخدامها في شيء آخر. لدينا براءة اختراع تصميم لـ CleanLine، وقد بعنا منها لمدة 20 عامًا." يتم سحب قيعان هذه الأوعية، ثم لفّ جسمها ولحامه، ثم سحب القبة العلوية، يليها عملية كبس دوارة تُنتج حافة ملفوفة على قطعة العمل، على غرار الأضلاع المقواة.
تتوفر منتجات القواديس ومنتجات الخطوط النظيفة بمستويات مختلفة من "المنتجات القياسية". داخليًا، تُعرّف الشركة "المنتج القياسي" بأنه المنتج الجاهز للشحن. ولكن، كما تُقدّم الشركة أيضًا "منتجات قياسية مُخصصة"، تُصنع جزئيًا من المخزون ثم تُهيأ حسب الطلب. وهنا يبرز دور برامج تهيئة المنتجات.
"نريد حقًا أن يرى عملاؤنا المنتج وأن يروا التكوين، وحواف التركيب، والتشطيبات التي يطلبونها"، قالت ماغي شافير، مديرة التسويق التي تقود برنامج التكوين. "نريد أن يكون العملاء قادرين على فهم المنتج بشكل بديهي."
في وقت كتابة هذا التقرير، يعرض مُكوّن المنتج مواصفاته مع الخيارات المُختارة ويُقدّم سعراً لمدة 24 ساعة. (على غرار العديد من الشركات المُصنّعة، كانت شركة TMS قادرة على تثبيت أسعارها لفترة أطول في الماضي، لكنها لم تعد قادرة على ذلك الآن، نظراً لتقلب أسعار المواد وتوافرها). وتأمل الشركة في إضافة إمكانية معالجة المدفوعات في المستقبل.
في الوقت الحالي، يتصل العملاء بالمتجر لتنفيذ طلباتهم. ولكن بدلاً من قضاء أيام أو حتى أسابيع في إنشاء الرسومات وتنظيمها والحصول على الموافقات عليها (والانتظار لفترة طويلة في صندوق بريد ممتلئ)، يمكن لمهندسي نظام إدارة النقل إنشاء الرسومات ببضع نقرات فقط، ثم إرسال المعلومات إلى ورشة العمل على الفور.
من وجهة نظر العميل، قد تكون التحسينات التي تُجرى على آلات تشكيل المعادن بالدوران، أو حتى على عمليات الطحن والتلميع الآلية، غير مرئية تمامًا. ومع ذلك، يُعدّ مُكوّن المنتج تحسينًا ملموسًا للعميل، فهو يُحسّن تجربة الشراء ويُوفّر على شركة إدارة النقل أيامًا أو حتى أسابيع من وقت معالجة الطلبات. إنها تركيبة رائعة.
تيم هيستون، المحرر الرئيسي في مجلة "ذا فابريكيتور"، يغطي صناعة تصنيع المعادن منذ عام 1998، حيث بدأ مسيرته المهنية مع مجلة "ويلدينغ" التابعة لجمعية اللحام الأمريكية. ومنذ ذلك الحين، غطى جميع عمليات تصنيع المعادن من التشكيل والثني والقطع إلى التجليخ والتلميع. انضم إلى فريق عمل "ذا فابريكيتور" في أكتوبر 2007.
مجلة فابريكيتور هي المجلة الرائدة في أمريكا الشمالية في مجال تشكيل وتصنيع المعادن. تقدم المجلة الأخبار والمقالات التقنية ودراسات الحالة التي تمكّن المصنّعين من أداء أعمالهم بكفاءة أكبر. وتخدم فابريكيتور هذا القطاع منذ عام 1970.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة The FABRICATOR، أصبح الوصول سهلاً إلى موارد الصناعة القيّمة.
أصبح الإصدار الرقمي من مجلة الأنابيب والأنابيب متاحًا بالكامل الآن، مما يوفر سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيّمة.
استمتع بالوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة STAMPING Journal، التي توفر أحدث التطورات التكنولوجية وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن مع إمكانية الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من مجلة The Fabricator en Español، سهولة الوصول إلى موارد صناعية قيّمة.