Hoe verticale integratie productie en levering versnelt

De inspanningen van Innovative Controls om verticaal geïntegreerd te raken met zijn fabricagemogelijkheden begonnen met digitale zijdezijdruk, maar het creëren van een eigen machinewinkel — die een CNC Zwitserse draaibank omvat — volgde snel.

Na jarenlang in industriële verkoop te hebben gewerkt, zocht Mike Michna, president van Innovative Controls, andere weg om een bedrijf te creëren dat een fabricage-niche aanbood. In de late jaren '80 herkende hij dat de pomppaneel op brandweerwagens niet gebruiksvriendelijk was in termen van functie of layout voor brandweermannen om efficiënt te controleren en te bedienen op een stressvolle brandplaats.

Het Pittsburgh, Pennsylvania, bedrijf — dat nu meerdere baaien inneemt in een enorme, vroegere Westinghouse-turbinefabrieksfaciliteit — is sindsdien uitgegroeid tot de marktleider van pomppaneel-besturing, diagnostische en identificatieproducten voor brandweervoertuig OEM's. Het ontwerpt, produceert en distribueert apparaten, inclusief tankniveaumonitors, klepbesturingsmontages, drukmeters, productidentificatiebezels, veiligheidsberichtbezels, bijbehorende graphics en sanitaire producten voor die voertuigen. Innovative Controls biedt ook contractfabricagediensten voor andere industrieën zoals medisch.

Michna zegt dat het doel niet is om individuele onderdelen aan klanten te leveren, maar wel complete montages. Het hebben van praktisch alle vereiste bewerkings- en fabricagemogelijkheden in-house (het bedrijf besteedt nog steeds gieten en injectiegieten uit voor componenten zoals aangepaste bezels met vertiepingen voor kleurcodering en identificatie) heeft het bedrijf in staat gesteld om die montages kosteneffectiever en met een hogere kwaliteit te produceren, terwijl het sneller kan reageren op klantbehoeften omdat het controle heeft over al die processen.

Begin met zijdezijdruk

Innovative Controls is misschien wel de meest capabele operatie die ik ooit bezocht heb in termen van in-house fabricagemogelijkheden, hoewel hoge-volume injectiegieten en gieten voor componenten zoals aangepaste bezels met vertiepingen voor kleurcodering en identificatie worden uitgebesteed. Michna zegt dat het bedrijf een “we zullen het uitvinden”-benadering heeft genomen om nieuwe technologie toe te voegen, steunend op industrie-experts onderweg. Digitale zijdezijdruk was de initiële technologie die het probeerde uit te vinden.

Michna merkt op dat vroege pomppaneelcomponenten laagwaardig plastic en verf of vinyl labels gebruikten voor componentidentificatie en instructies die vervaagden of afplakten na verloop van tijd. Hij ontdekte dat polycarbonaat dat op benzinepompen gebruikt werd, beter UV-licht bestond en langere levensduur bood. Het bedrijf gebruikte initieel conventionele zijdezijdruktechnologie (denk aan raklen) om labels één voor één te kleuren en coderen. Het bracht dan digitale zijdezijdrukapparatuur binnen om in hogere volumes met meer flexibiliteit te printen. De truc was om te leren hoe de inkt aan het polycarbonaatmateriaal te laten hechten. Om dit effectief te doen, vereist precieze controle van vochtigheid en statische elektriciteit in de kamer waar de (nu twee) digitale zijdezijdrukmachines zich bevinden. Deze mogelijkheid in-house te hebben, stelt het bedrijf in staat om labels in 24 uur te ontwerpen, printen en te verzenden.

Het bedrijf heeft sindsdien een rijkdom aan andere processen toegevoegd. Dit omvat CNC-mes snijden en paneelrouteren; polydomen; geautomatiseerde printplaatmontage; en mechanische en elektrische montage. Het nieuwste stuk apparatuur is een Trumpf TruPunch perforatiepers, die toegevoegd werd met het doel een complete fabricage- en schilderswinkel voor bladmetaalcomponenten zoals kabinetten te creëren.

Maar CNC-bewerking is ook een sleutelmogelijkheid die het bedrijf blijft laten groeien die het eerder uitbesteedde. Bijvoorbeeld, jaren geleden, gebruikte het een leverancier in Minnesota om een klein medisch onderdeel genaamd een barb voor een montage te machineeren. Hoewel de prijs van de leverancier goed was, was het niet zo competitief als Michna zou willen. Als resultaat sprong Innovative Controls met beide benen erin, door een Tsugami S206 Zwitserse draaibank met staafvoeder aan te schaffen, zijn eerste CNC-machinegereedschap. Geen machinisten in dienst hebbend, huurde het bedrijf initieel een subcontractant om taken op die machine af en toe te laten draaien. Michna erkent dat het bedrijf Zwitserse-type bewerking niet goed begreep, en initieel de mogelijkheden die zo'n platform biedt, niet benutte, vooral voor hoge-volume productie.

Daarom, in begin 2020, huurde Innovative Controls machinist Matthew Resnick om een meer formele in-house machinewinkel op te zetten. Resnick stelde voor een CNC-klemdraaibank en kleine VMC toe te voegen, wat het bedrijf in feite al had besteld. Deze waren ook Tsugami-modellen: een MQBSY-II draaibank met FMB-staafvoeder en VA2 hoge-snelheid freesmachine (het bedrijf heeft sindsdien een tweede VA2 toegevoegd).

Terwijl men wachtte op levering van die apparatuur, had Resnick een paar maanden om de Zwitserse draaibank weer aan de praat te krijgen. Hij zegt dat de machine eigenlijk alleen een goede schoonmaak vereist was, en hij begon Abile te leren, de gratis CAM-programmeersoftware die Tsugami voor zijn Zwitserse typen aanbiedt. Innovative Controls voegde ook een Firetrace-brandblussysteem toe aan de machine om het vertrouwen te geven om het lights-out te draaien. Over een periode van drie maanden kon de machine een 500.000-stuks productieloot voor het medische onderdeel voltooien met slechts een paar kleine aanpassingen vereist, merkt Resnick op. De oorspronkelijke cyclus tijd was 14 seconden per onderdeel met drie gereedschappen, maar hij verlaagde dat tot 9 seconden door twee gereedschappen te vervangen door één aangepast vormgereedschap dat ook beter beheersbare span creëerde.

De klemdraaibank wordt primair gebruikt om een familie van aluminiumextrusiestaven van diverse lengtes te machineeren die gemonteerd worden om duw/trek-hendels te creëren die op brandweerwagen-pomppaneels gebruikt worden. Een collaboratieve robot van Universal Robots (geïntegreerd door ProCobots) is recent toegevoegd om lange reeksen ongeziene operatie mogelijk te maken. Zoals in de onderstaande video getoond, worden voltooide onderdelen door de sub-spindel geduwd voor de cobot om te grijpen en over te dragen aan bakken. Eenmaal een bak vol is met voltooide onderdelen, zet de cobot er een lege bak bovenop die hij dan begint te laden. Stapels bakken kunnen dan gemakkelijk in dozen verpakt en naar anodiseren gestuurd worden.

De VA2-freesmachines worden gebruikt om een verscheidenheid aan onderdelen te creëren, inclusief platen voor een medische montage en gietvormen die het bedrijf gebruikt om elektronica te potten om te beschermen tegen trilling en vocht. Deze machines hebben 35.000-toer/min spindels, snelwissel-gereedschapsplaten van Saunders Machine Works, Renishaw-tastsonden en Metrol-gereedschapsbreukdetectoren die ook gereedschappen kunnen meten. Gezien Resnick de machinewinkel op zichzelf draait, maken dergelijke apparaten het gemakkelijk voor iemand anders om een opdracht te draaien als hij niet beschikbaar is.

Een tweede Zwitserse draaibank?

Op dezelfde manier vindt Innovative Controls waarde in het hebben van deze (voor nu) vier-machine-winkel buiten verbeterde klantresponsiviteit. Resnick kan sneller reageren op de behoeften van de ontwerpers alsook met hen overleggen om suggesties te doen om ontwerpen te herzien, toleranties te verruimen, etc., om de bewerking van onderdelen voor de nieuwe producten van het bedrijf te versnellen, te vereenvoudigen of de kosten te verlagen.

Wat bewerkingstechnologie betreft, zou Innovative Controls een tweede Zwitserse draaibank kunnen toevoegen als de vraag naar medische onderdelen toeneemt. Michna zegt dat hoewel hij niet weet waar de brandweervoertuig-industrie naartoe gaat, die voertuigen altijd opslagkasten, nauwkeurige pompbesturing en effectieve communicatie van het pumpsysteem met de computer van de motor zullen vereisen. In die zin blijft het bedrijf ingesteld voor toekomstig succes in die industrie terwijl zijn substantiële fabricagecompetentie in veel gebieden de potentiële groei van het bedrijf in veel andere industrieën biedt. Michna zegt dat de sleutel is om nooit achter te blijven in technologie en durf genoeg te zijn om erin te investeren, het te leren en door te gaan met het vinden van manieren om er effectiever mee te zijn.