Célébrer 102 ans d'innovation chez Nolte Precise Manufacturing

En 1916, quand Nolte Precise Manufacturing a ouvert les portes de son entreprise à Cincinnati (Ohio) comme atelier de tours automatiques, les fondateurs auraient eu du mal à reconnaître cette entreprise telle qu'elle existe en 2018. Inutile de dire que 102 ans d'exploitation continue est admirable, mais plus important encore, cela soulève la question de ce que la direction a fait pour assurer cet héritage.

Quand Nolte a commencé, l'industrie des tours automatiques était quelque peu distincte de l'industrie générale des ateliers d'usinage. À certains égards, elle était plus avancée car l'utilisation de machines automatiques, actionnées par cames et conçues pour tourner en production continue, pouvait souvent dépasser les productions plus courtes qui nécessitaient plus de flexibilité et plus de surveillance d'opérateur.

Cette dichotomie de production moyenne à élevée continue versus petites séries avec changements multiples continue aujourd'hui, mais c'est un animal très différent de ce qu'il était pour une grande partie du 20e siècle. La raison étant que la définition de la production moyenne-élevée a changé significativement. Dans de nombreuses industries, les cycles de vie des produits plus courts ont entraîné une réduction globale des tailles de lots (nécessitant des changements plus fréquents) et ont impacté la technologie de production sur laquelle l'industrie des tours automatiques s'appuyait depuis des années, la rapprochant du côté flexibilité de l'équation.

En conséquence, des ateliers comme Nolte ont dû changer ou périr. La famille qui possède Nolte a choisi de changer, et en résultat, fêtera son 103e anniversaire en 2019. Nous nous sommes assis avec Doug Coster, propriétaire de quatrième génération et président de Nolte, pour discuter de la capacité de l'entreprise à s'adapter dans le passé, le présent et le futur.

Tant de choix

Pendant une grande partie de l'histoire de Nolte Precise, la définition d'un atelier de tours automatiques était assez simple. Cela signifiait que le travail principal de l'atelier était des pièces tournées, souvent relativement simples et généralement en quantités assez grandes pour que les machines puissent être préparées et dédiées à la production d'un seul travail ou ensemble de travaux pour un client donné.

La technologie de machine-outil était construite autour de mouvements de chariots actionnés par cames qui exigeaient des compétences spécifiques et beaucoup de temps pour la préparation. Une fois réglée, la machine pouvait tourner « automatiquement » pendant des temps significatifs avec peu d'interférence d'opérateur.

Les cycles de vie des produits étaient beaucoup plus longs et un ensemble donné de spécifications de base de pièce pouvait rester virtuellement inchangé, parfois pendant des années. Les ateliers de tours automatiques ont bien fonctionné pendant de nombreuses années. Cependant, ce modèle d'affaires a évolué et les ateliers survivants comme Nolte ont su reconnaître ce changement et changer avec lui.

M. Coster dit que quand il a rejoint Nolte, l'atelier, comme beaucoup d'ateliers de tours automatiques, tournait sur automatiques. Il faisait tourner environ 40 Brown & Sharpe, dont l'entreprise en a encore trois sur le sol aujourd'hui.

« Nous avons commencé la transition du came au CNC lentement », se rappelle M. Coster. « Notre premier tour suisse CNC a été acheté en 1994 spécifiquement pour un travail pour lequel nous avions gagné le contrat. C'était une pièce plus complexe et à tolérance plus serrée que beaucoup de notre travail normal, mais indiquait la direction stratégique que nous devions donner à l'entreprise. »

Une autre confirmation que l'écriture était sur le mur dans les années 1990 pour l'atelier de tours automatiques traditionnel, tel qu'il était défini depuis des années, est venue avec le changement de nom de l'association professionnelle des ateliers de tours automatiques, qui incluait Nolte et beaucoup d'autres ateliers comme lui. L'association est passée de la National Screw Machine Products Association à la Precision Machined Products Association. Nolte est membre actif de l'association depuis 1943.

« Avec l'ajout de la capacité d'usinage CNC, nous avons commencé le changement d'infrastructure, qui a exigé au fil du temps de remplacer le département came par une capacité de programmation FAO/CAO. Nous avons standardisé avec DP Technology pour notre programmation hors ligne », dit M. Coster.

Beaucoup d'ateliers de tours automatiques, y compris Nolte, ont découvert qu'avec le passage à l'infrastructure de programmation CNC, des opérations d'usinage non traditionnelles devenaient faisables. Contrairement au réglage de came, le code G ne se soucie pas du type de machine sur lequel il tourne.

Faire plus

Aujourd'hui, le portefeuille de services clients de Nolte inclut le tournage CNC, l'usinage suisse CNC, le fraisage CNC, le sous-assemblage et l'usinage automatique mono-broche/multi-broches pour des quantités de production moyennes à élevées. Ces capacités opérationnelles étendues permettent une expansion de la base clients et attirent un plus grand nombre d'industries servies par Nolte.

« Nous n'achetons généralement pas de machines sans avoir le travail pour les occuper », dit M. Coster. « Cependant, en élargissant les capacités de notre atelier vers des opérations plus variées, nous sommes capables d'attirer du travail de nos clients qui serait autrement allé chez un autre atelier. » Le cœur de la capacité d'usinage de Nolte est sa maîtrise de la gestion de la production de pièces complexes sur ses machines suisses CNC. Après avoir fait tourner plusieurs marques de tours suisses CNC, en 2013 Nolte a standardisé son atelier avec des machines Tsugami.

« Notre plus récent tour Tsugami est un modèle BO 206 », dit M. Coster. « C'est une machine 20 mm avec six axes, configuration d'outils gang opposés. Elle est aussi équipée d'un package chucker qui nous donne la flexibilité de faire tourner la machine avec ou sans bague de guidage selon le rapport longueur/diamètre de la pièce. Beaucoup de travaux tournent mieux sur une machine à poupée mobile même s'ils ne sont pas des pièces de type suisse traditionnelles. La clé est de faire tomber la pièce aussi complète que possible en une seule manipulation. »

Une raison pour laquelle M. Coster croit en se concentrant sur une seule marque, comme Tsugami, est la familiarité que les programmeurs, préparateurs et opérateurs peuvent établir avec une marque. Avec le temps, ils deviennent compétents avec ces machines au lieu de réapprendre les particularités de marques différentes. Le contrôle FANUC que Tsugami utilise est aussi un avantage pour la standardisation car la plupart des gens de Nolte en sont familiers.

Chaque fois que possible, Nolte conçoit le flux de travail pour maintenir la qualité à un niveau élevé tout en réduisant les coûts de fabrication excessifs et les temps de cycle dus aux manipulations multiples de pièces. C'est le résultat d'avoir le bon équipement pour le traitement des pièces et du personnel familier pour en tirer le meilleur. « Peu importe si c'est du tournage suisse ou du fraisage quatre axes ; si on peut le préparer une fois et enlever la main-d'œuvre de son exécution, on économise du temps, de l'argent et on produit des pièces de qualité plus constamment », dit M. Coster.

Vers la production sans surveillance

Faire de bonnes pièces pendant des heures qui seraient historiquement considérées comme du temps mort, en utilisant peu ou pas de main-d'œuvre, suffit à tenter tout atelier CNC. C'est là que Nolte se dirige avec sa production d'usinage suisse.

« Actuellement, nous faisons tourner jusqu'à cinq de nos machines suisses sans surveillance », dit M. Coster.

Mais la production sans surveillance n'est pas aussi simple que d'actionner un interrupteur. Il y a des étapes qu'un atelier doit mettre en place pour exécuter avec succès la fabrication sans surveillance. Probablement la plus importante est de sélectionner le bon travail à faire tourner sur la machine-outil. Nolte fait tourner une variété de matériaux et bien que les matériaux à usinage libre soient idéaux pour l'usinage sans surveillance, le processus doit être affiné pour accommoder d'autres matériaux plus difficiles à usiner.

« Nous ne sommes pas exclusivement un atelier de laiton », dit M. Coster. « Donc nous devons être capables de préparer nos travaux pour que l'usure d'outil puisse être accommodée. Parfois, nous avons trouvé, les aciers pré-durcis et d'autres matériaux plus durs peuvent en fait tourner mieux que les matériaux plus tendres. » Une façon dont ils préparent un processus stable, éliminant la variabilité, est de faire tourner de la barre rectifiée sur les machines suisses quand la bague de guidage est utilisée. Cela aide avec l'usure d'outil en réduisant la variabilité barre à barre.

Un avantage que le modèle convertible BO 206 apporte au processus en éliminant le besoin d'une bague de guidage, c'est qu'il permet l'utilisation de barre laminée à froid. Ne pas avoir à utiliser de la barre rectifiée et éliminer le besoin de régler la bague de guidage économise les coûts de matière et le temps de préparation car le collet de nez de broche est plus tolérant aux variations de barre qu'une bague de guidage.

En plus de s'assurer que le programme machine faisant tourner la pièce sans surveillance est stable, il y a d'autres considérations annexes que Nolte prend en compte pour ses opérations sans surveillance. Les Tsugami de l'entreprise sont équipés de chargeurs de barres FMB avec plateaux magasin. Selon le diamètre de barre, ces magasins peuvent contenir assez de matière pour faire passer la machine pendant un quart sans surveillance.

Pour aider à contrôler les copeaux, Nolte utilise du liquide de coupe haute pression (Nolte coupe à l'huile) pour toutes ses machines suisses. Cela contrôle la formation et l'évacuation des copeaux, ce qui est important pour l'exploitation sans surveillance. Personne ne veut un nid d'oiseau au milieu de la nuit. Il y a une préoccupation sérieuse de la possibilité d'incendie pendant une opération sans surveillance, surtout en coupant à l'huile. Par conséquent, Nolte a équipé toutes ses machines suisses de systèmes de suppression d'incendie.

Sans intervention d'opérateur, la gestion de la sortie des pièces finies peut être négligée. Certaines des pièces que Nolte fait tourner sur ses machines suisses sans surveillance ont une spécification sans marque, faisant de la manipulation post-processus une partie de l'opération. Pour ces travaux, Nolte utilise un accumulateur rotatif pour manipuler et trier plus soigneusement le travail sortant des machines.

La fabrication sans surveillance est une entreprise risque/récompense. Les récompenses peuvent être grandes si les risques peuvent être minimisés. Cela signifie faire des erreurs et en apprendre.

Regard vers l'avenir

Nolte a vu beaucoup de changements dans la fabrication par usinage. Elle a aussi réussi à s'adapter à ces changements en évaluant soigneusement ce qui fonctionne et ce qui peut être transitoire.

Le prochain investissement que Nolte prévoit est d'automatiser les opérations de pièces serrées de l'entreprise. La barre est certainement importante pour la capacité de l'atelier, mais M. Coster voit la capacité de traiter des ébauches et d'automatiser la manutention de pièces serrées comme une direction pour l'avenir.

« Par exemple, nous avons commandé un tour à alimentation par portique pour traiter des bruts serrés de 3,125 pouces et plus dans le cadre de nos plans », dit M. Coster. « De plus, nous regardons les robots pour aider à l'automatisation sur nos autres opérations d'usinage. »

En avançant, M. Coster prévoit de continuer à se concentrer sur l'automatisation là où cela a du sens pour son atelier. « Un des avantages que Nolte a tirés de ses opérations sans surveillance est que la main-d'œuvre est restée en place, mais redéployée dans l'atelier vers des travaux à plus forte valeur ajoutée »,

dit M. Coster. « Tout le monde connaît des pénuries de main-d'œuvre qualifiée, donc garder de bons travailleurs et créer un environnement où les gens veulent travailler est une clé pour gérer les prochains 102 ans. »

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