En rulle fäst vid hävarmen är formad nära den roterande delens ytterdiameter. De grundläggande verktygselementen som krävs för de flesta spinnoperationer inkluderar dornen, följaren som håller metallen, rullarna och hävarmarna som formar delen och skärpverktyget. Bild: Toledo Metal Spinning Company.
Utvecklingen av Toledo Metal Spinning Co:s produktportfölj är kanske inte typisk, men den är inte unik inom metallformnings- och tillverkningsverkstaden. Butiken i Toledo, Ohio, började tillverka specialtillverkade delar och blev känd för att producera vissa typer av produkter. I takt med att efterfrågan ökade introducerades flera standardprodukter baserade på populära konfigurationer.
Att kombinera arbete med beställningstillverkning och lagertillverkning hjälper till att balansera lagerbelastningen. Dubbelarbete öppnar också dörren för robotik och andra typer av automatisering. Intäkter och vinster ökade, och världen verkade gå bra.
Men växer verksamheten så snabbt som möjligt? Ledarna för butiken med 45 anställda visste att organisationen hade mer potential, särskilt när de såg hur säljteknikerna tillbringade sina dagar. Även om TMS erbjuder flera produktlinjer kan många produkter inte bara tas från lagret av färdiga varor och skickas. De konfigureras på beställning. Det innebär att säljteknikerna lägger mycket tid på att förbereda pappersarbetet för beställningar på trattar, specificera hylsor här och specifika tillbehör eller polermedel här.
TMS har faktiskt en teknisk begränsning, och för att bli av med den introducerade företaget i år ett produktkonfigurationssystem. Anpassad programvara utformad ovanpå SolidWorks gör det möjligt för kunder att konfigurera sina egna produkter och få offerter online. Denna automatisering av front office bör förenkla orderhanteringen och, viktigast av allt, göra det möjligt för säljare att hantera mer anpassat arbete gratis. Kort sagt, verktyget bör bidra till att förbättra offert- och teknikeffektiviteten, vilket är bra. Ju mindre effektiv tekniken och offertgivningen är, desto svårare är det för en butik att växa.
TMS historia går tillbaka till 1920-talet och en tysk invandrare vid namn Rudolph Bruehner. Han ägde företaget från 1929 till 1964 och anställde skickliga metallspinnare med många års erfarenhet av att arbeta med svarvar och hävstänger, vilket finslipade spinningsprocessen. Svarven roterar ämnet, och metallspinnaren använder en hävstång för att pressa rullarna mot arbetsstycket, vilket gör att det formar sig mot dornen.
TMS expanderade så småningom till djupdragning, och producerade stansade delar samt förformar för spinning. En sträckare stansar en förform och monterar den på en roterande svarv. Genom att börja med en förform snarare än ett platt ämne kan materialet spinnas till större djup och mindre diametrar.
Idag är TMS fortfarande ett familjeföretag, men det är inte ett familjeföretag som tillhör Bruehner. Företaget bytte ägare 1964, när Bruehner sålde det till Ken och Bill Fankauser, inte plåtslagare från gamla landet hela livet, utan ingenjörer och revisorer. Kens son, Eric Fankhauser, numera vice vd för TMS, berättar historien.
”Som ung revisor fick min pappa [TMS]-kontot från en vän som arbetade på revisionsbyrån Ernst and Ernst. Min pappa granskade fabriker och företag och han gjorde ett fantastiskt jobb. Rudy gav honom. Han skickade en check på 100 dollar. Detta försatte min pappa i knipa. Om han löste in checken skulle det vara en intressekonflikt. Så han gick till Ernst and Ernsts partners och frågade vad han skulle göra, och de sa åt honom att lägga checken på en partner. Han gjorde det och när checken godkändes blev Rudy väldigt upprörd över att se honom godkänd på företaget. Han ringde min pappa till sitt kontor och sa att han var upprörd. Han behöll inte pengarna. Min pappa förklarade för honom att det var en intressekonflikt.”
”Rudy tänkte på det och sa till slut: ’Du är den typen av person som jag önskar att jag ägde det här företaget. Är du intresserad av att köpa det?’”
Ken Fankhauser tänkte på det och ringde sedan sin bror Bill, som då var flyg- och rymdingenjör på Boeing i Seattle. Som Eric minns: ”Min farbror Bill flög in och tittade på företaget och de bestämde sig för att köpa det. Resten är historia.”
I år har en onlineproduktkonfigurator för att konfigurera produkter på beställning för flera TMS-system hjälpt till att effektivisera arbetsflöden och förbättra kundupplevelsen.
När Ken och Bill köpte TMS på 1960-talet ägde de en verkstad full av gamla remdrivna maskiner. Men de kommer också i en tid då metallspinning (och tillverkningsmaskiner i allmänhet) går från manuell drift till programmerbar styrning.
På 1960-talet köpte paret en Leifeld-svarv med stencildrift, ungefär lik en gammal stencildriven stanspress. Operatören hanterar en joystick som driver pennan på en mall i form av en roterande del. ”Detta är början på TMS-automation”, sa Erics bror, Craig, som nu är TMS vice försäljningschef.
Företagets teknologi utvecklades genom olika typer av mallstyrda rotationssvarvar, vilket kulminerade i de datorstyrda maskiner som fabriker använder idag. Ändå finns det flera aspekter av metallspinning som skiljer den från andra processer. För det första kan inte ens de modernaste systemen köras framgångsrikt av någon som inte känner till grunderna i spinning.
”Man kan inte bara lägga in ett ämne och låta maskinen automatiskt rotera detaljen baserat på ritningen”, sa Eric och tillade att operatörerna behöver skapa nya detaljprogram genom att manipulera en joystick som justerar rullpositionen under tillverkningen. Det görs vanligtvis flera passeringar, men det kan göras bara en gång, till exempel vid en skjuvformningsoperation, där materialet kan tunnas ut (eller ”klippas”) till halva sin tjocklek. Själva metallen ”växer” eller förlängs i rotationsriktningen.
”Varje typ av metall är unik, och det finns skillnader även inom samma metall, inklusive hårdhet och draghållfasthet”, sa Craig. ”Inte bara det, metallen värms upp när den roterar, och den värmen överförs sedan till verktyget. När stålet värms upp expanderar det. Alla dessa variabler innebär att skickliga operatörer måste hålla ett öga på jobbet.”
En TMS-anställd har följt arbetet i 67 år. ”Han hette Al”, sa Eric, ”och han gick inte i pension förrän han var 86.” Al började när verkstadssvarven gick från ett band fäst vid en överliggande axel. Han gick i pension från en verkstad med de senaste programmerbara spinnmaskinerna.
Idag har fabriken anställda som har varit i företaget i mer än 30 år, andra mer än 20 år, och de som är utbildade i spinningprocessen arbetar i både manuella och automatiserade processer. Om verkstaden behöver producera några enkla engångsdelar för spinning är det fortfarande vettigt för en spinnare att starta en manuell svarv.
Företaget använder sig dock aktivt av automatisering, vilket framgår av deras användning av robotteknik vid slipning och polering. ”Vi har tre robotar internt som utför poleringen”, sa Eric. ”Två av dem är designade för polering på den vertikala axeln och en på den horisontella axeln.”
Verkstaden anställer en robotingenjör som lär varje robot att slipa specifika former med hjälp av fingerremsverktyg (av Dynabrade-typ), såväl som olika andra bandslipmaskiner. Att programmera en robot är en känslig fråga, särskilt med tanke på de olika granulariteterna, antalet passeringar och de olika tryck som roboten applicerar.
Företaget anställer fortfarande personer som utför handpolering, särskilt specialarbeten. De anställer även svetsare som utför rundsvetsning och sömsvetsning, samt svetsare som använder hyvlar, en process som inte bara förbättrar svetskvaliteten utan också kompletterar rotationen. Rullarna på hudpassern förstärker och plattar ut svetssträngen, vilket hjälper till att bibehålla processkonsekvens när efterföljande rotationer krävs.
TMS var en ren maskinverkstad fram till 1988, då företaget utvecklade en standardlinje av koniska trattar. ”Vi insåg att vi, särskilt inom plastindustrin, skulle få olika förfrågningar om prissättning av trattar som bara skulle vara något annorlunda – åtta tum här, kvarts tum där”, sa Eric. ”Så vi började med en 24-tums konisk tratt med 60 graders vinkel, utvecklade sträckspinningsprocessen [djupdragning av preformen, sedan spinning] för den och byggde produktlinjen därifrån.” Vi hade flera tio trattstorlekar, vi producerar cirka 50 till 100 åt gången. Det betyder att vi inte har dyra inställningar att amortera och kunderna behöver inte betala för verktyg. Det ligger bara på hyllan och vi kan skicka det nästa dag. Eller så kan vi göra lite extra arbete, som att sätta en hylsa eller krage, eller ett siktglas, vilket allt involverar en del extra manipulation.”
En annan produktlinje, kallad Cleaning Line, inkluderar ett sortiment av avfallsbehållare i rostfritt stål. Denna produktidé kommer från hela världen, från biltvättsindustrin.
”Vi tillverkar många dammsugskupoler för biltvättar”, sa Eric, ”och vi ville ta ner den kupolen och göra något annat med den. Vi har ett designpatent på CleanLine och vi har sålt det i 20 år.” Bottnarna på dessa kärl dras, kroppen valsas och svetsas, den övre kupolen dras, följt av krympning, en roterande process som skapar en valsad kant på arbetsstycket, liknande förstärkta ribbor.
Trattar och Clean Line-produkter finns tillgängliga i olika nivåer av "standard". Internt definierar företaget en "standardprodukt" som en som kan tas från hyllan och skickas. Men återigen har företaget också "standardanpassade produkter", som delvis tillverkas från lager och sedan konfigureras på beställning. Det är här programvarubaserade produktkonfiguratorer spelar en nyckelroll.
”Vi vill verkligen att våra kunder ska se produkten och se konfigurationen, monteringsflänsarna och ytbehandlingarna de efterfrågar”, säger Maggie Shaffer, marknadschef som leder konfiguratorprogrammet. ”Vi vill att kunderna ska kunna förstå produkten intuitivt.”
I skrivande stund visar konfiguratorn produktkonfigurationen med de valda alternativen och ger ett 24-timmarspris. (Liksom många tillverkare kunde TMS hålla sina priser längre tidigare, men kan inte det nu, tack vare volatila materialpriser och tillgänglighet.) Företaget hoppas kunna lägga till betalningskapacitet i framtiden.
För närvarande ringer kunderna butiken för att slutföra sina beställningar. Men istället för att spendera dagar eller till och med veckor på att generera, organisera och få godkännanden för ritningar (ofta väntande för länge i en överfull inkorg) kan TMS-ingenjörer generera ritningar med bara några få klick och sedan skicka information till verkstaden omedelbart.
Ur ett kundperspektiv kan förbättringar av metallspinningsmaskiner eller till och med robotslipning och polering vara helt osynliga. Produktkonfiguratorn är dock en förbättring som kunderna kan se. Den förbättrar deras köpupplevelse och sparar TMS dagar eller till och med veckor av orderbehandlingstid. Det är inte en dålig kombination.
Tim Heston, seniorredaktör på The FABRICATOR, har bevakat metallbearbetningsindustrin sedan 1998 och började sin karriär på American Welding Societys Welding Magazine. Sedan dess har han bevakat alla metallbearbetningsprocesser, från stansning, bockning och skärning till slipning och polering. Han började på The FABRICATOR i oktober 2007.
FABRICATOR är Nordamerikas ledande branschtidning inom metallformning och tillverkning. Tidningen tillhandahåller nyheter, tekniska artiklar och fallbeskrivningar som gör det möjligt för tillverkare att utföra sina jobb mer effektivt. FABRICATOR har betjänat branschen sedan 1970.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The FABRICATOR, enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Den digitala utgåvan av The Tube & Pipe Journal är nu helt tillgänglig och ger enkel tillgång till värdefulla branschresurser.
Få fullständig tillgång till den digitala utgåvan av STAMPING Journal, som ger de senaste tekniska framstegen, bästa praxis och branschnyheter för metallstämplingsmarknaden.
Nu med full tillgång till den digitala utgåvan av The Fabricator på spanska, enkel åtkomst till värdefulla branschresurser.