Eine neue, von Krause & Mauser nach China gelieferte Transferlinie zur Pleuelbearbeitung besteht aus vier Maschinen, die von insgesamt 16 GE Fanuc CNC-Steuerungen der Serie 160i gesteuert werden.
Autor: Wolfgang Klingauf E-Mail: wolfgang.klingauf@kk-pr.de
Die Krause & Mauser Werkzeugmaschinen-Gruppe konstruiert, fertigt und montiert Bearbeitungszentren und Sonder-Werkzeugmaschinen für die spanabhebende Fertigung von Werkstücken des gesamten automotiven Antriebsstrangs. Eines der jüngsten Projekte war eine Fertigungslinie zur Pleuel-Bearbeitung im Auftrag des chinesischen Automobilherstellers SAIC Chery Automotive. Die gesamte Steuerungs- und Antriebstechnik der Fertigungslinie lieferten die Spezialisten von GE Fanuc.
Die Pleuel-Transferlinie besteht aus vier Krause & Mauser-Maschinen – davon jeweils zwei im Rundtakt- und Längs-Transferprinzip, von denen jede mit mehreren NC-Bearbeitungseinheiten ausgerüstet ist. Insgesamt sind 16 CNC-Steuerungen der Serie 160 i MB von GE Fanuc im Einsatz, die in jeder Maschine untereinander mit dem Feldbussystem FL-Net verbunden sind. Außerdem sind in die gesamte Fertigungslinie weitere Maschinen zur Endreinigung und Endkontrolle der Bauteile integriert.
Der Projektverantwortliche Dr. Claus Eppler, Leiter Steuerungstechnik bei Krause & Mauser, beschreibt: „Das Pleuel wird im Rohzustand aus der Schmiede angeliefert. In unserer Anlage werden dann sämtliche Funktionsflächen des Pleuels bearbeitet, so dass es anschließend direkt im Motor verbaut werden kann.“ Die erste Maschine ist eine 7-Stationen-Transfermaschine mit zwei- und dreiachsigen Bearbeitungseinheiten zur Vorbearbeitung des Pleuels. Hier werden das kleine und das große Auge des Pleuels vorbearbeitet sowie die Schraubenlöcher gebohrt und gewindet. Zusätzlich wird die gesamte Breite des Pleuels auf Maß bearbeitet. Alle Stationen dieser Transfermaschine sind durch einen zentralen Overhead-Transport verbunden, der die vier parallel bearbeiteten Pleuels von einer Station zur nächsten weitertaktet.
Ein Transportband, System Tiani, verkettet vollautomatisch alle Maschinen der Transferlinie. Die sich anschließende Rundtaktmaschine führt einen Spezialprozess der Firma Krause & Mauser durch: den Crackprozess. Der Crackprozess eines Pleuels ersetzt das sehr aufwändige und damit teure spanende Teilen des großen Pleuel-Auges. Beim Crackprozess werden durch einen Laser zwei Kerbnuten in das große Auge eingebracht. Anschließend wird mittels eines hydraulisch angetriebenen Crackdorns das große Auge an den Sollbruchstellen aufgebrochen. Es entstehen prozesssicher die beiden Funktionsflächen, die bei der Montage des Pleuels ein Fügen der Pleuelstange und des Deckels wiederum exakt ermöglichen. Für die weiteren Bearbeitungsschritte werden in der Maschine die beiden Einzelteile exakt verschraubt.
Die nachfolgende Bearbeitung erfolgt auf der zweiten Transfermaschine. In den drei Bearbeitungseinheiten wird im Wesentlichen die Dicke von großem und kleinem Auge auf die funktionsbedingt benötigten unterschiedlichen Maße gebracht. Als letzte Bearbeitungsmaschine schließt sich eine Rundtaktmaschine mit vier Stationen zur Feinbearbeitung der beiden Augen an. Innerhalb der vierten Station dieser Maschine ist eine Messeinrichtung integriert, die eine messgesteuerte Bearbeitung des Durchmessers von großem und kleinem Auge ermöglicht. Über das Feldbussystem FL-Net werden Maßabweichungen zu den Bearbeitungseinheiten übertragen, um dort gegebenenfalls messgesteuert den programmierten Durchmesser zu korrigieren, so dass prozesssicher die sehr engen Toleranzen im µm-Bereich eingehalten werden.
Bereits zum zweiten Mal setzen die Anlagenspezialisten von Krause & Mauser auf Steuerungs-Know-how von GE Fanuc. Dr. Eppler berichtet: „Die gesamte Steuerungs- und Antriebstechnik der Anlage stammt von GE Fanuc. Dabei haben wir über viele Themengebiete hinweg eine sehr gute Unterstützung erfahren. GE Fanuc-Mitarbeiter haben zum Beispiel produktions- und montagebegleitend das Feintuning sämtlicher Achsen übernommen, wodurch wir sehr schnell die geforderten Anlagentaktzeiten erreicht haben.“ Zu den kurzen Taktzeiten der Fertigungslinie tragen natürlich noch weitere Umstände bei: Zum Beispiel hat die in der CNC integrierte sehr schnelle SPS und der sehr schnelle Maschinenbus daran Anteil. Das von GE Fanuc eingesetzte Feldbussystem FL-Net verknüpft alle CNCs einer Maschine. Bei der ersten Transfermaschine für die Vorbearbeitung sind das immerhin acht CNC-Steuerungen der Serie 160i. Die Bedienung sämtlicher Funktionen der verketteten Transfermaschine wird über eine durchgängige Bedienoberfläche realisiert, die auf dem neuen Bedienterminal Panel-i für Automotive aufbaut. Für den Maschinenbediener ist das die zentrale Schnittstelle zur Maschine, die ihm Produktionszahlen, Fehlermeldungen etc. anzeigt. Zum Beispiel werden bei einer Pleueltypumstellung am Control Panel alle benötigten NC-Programme in den einzelnen Bearbeitungsstationen automatisch angewählt.
Mauser-Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH Tel. 07423/9220, Fax 07423/922–437 www.krause-mauser.com
GE Fanuc Automation Deutschland GmbH Tel. 07158/187400 Fax 07158/187455 www.gefanuc-europe.com
Nachgefragt
bei Leopold Schenk, Geschäftsführer GE Fanuc Automation Deutschland:
Welche Rolle spielen CNC-Hersteller wie GE Fanuc bei Produktionsanlagen für die Automobilindustrie?
Schenk: Zunächst etwas Grundsätzliches: Im Fertigungsbereich der Automobilindustrie unterscheiden wir drei Ebenen. Eine ist die Fabrikautomatisierung, die zweite sind die Maschinen selbst mit ihren CNC-Steuerungen, und dann gibt es noch die Peripherie, bestehend aus Zuführ- und Handlingsystemen, wie zum Beispiel Roboter, die über CNC- oder SPS-Lösungen gesteuert werden können. GE Fanuc hat den Vorteil, Komplettanbieter zu sein und alle drei Ebenen durchgängig bedienen zu können. Wir bieten der Automobilindustrie ein Paket für die Fabrikautomatisierung namens Cimplicity, das speziell auf die Anforderungen der Automobilisten abgestimmt und vielfach im Einsatz ist. Neben CNC-Steuerungen stellen wir SPS- und „Motion Control„- Lösungen zur Verfügung.
Welche Rolle spielt die CNC-Steuerung in diesem Gefüge?
Schenk: Die CNC ist ein wichtiger Bestandteil des gesamten Automatisierungssystems, weil sie wesentlich für die Produktivität der Anlage verantwortlich ist. Sie hat zunächst ein Einzelsystem zu steuern, also eine Maschine mit all ihren Achsen. Dazu muss sie zuverlässig und schnell arbeiten. Andererseits dient sie als Kommunikationsmittel nach oben. Dazu muss die CNC alle Informationen zur Verfügung stellen, die auf der Planungsebene notwendig sind, um Entscheidungen zu treffen. Sie meldet beispielsweise Auslastung und Stillstandszeiten, wie viele Teile gefertigt sind, wie viele noch zu fertigen sind, und weitere Fakten. Insofern spielt die CNC eine zentrale Rolle.
Wodurch zeichnen sich CNC-Steuerungen von GE Fanuc aus?
Schenk: GE Fanuc bietet CNC-Systeme in unterschiedlichsten Leistungsklassen und Ausbaustufen, die sehr flexibel eingesetzt werden können. Ein wichtiger Pluspunkt ist ihre Zuverlässigkeit, die vom einfachen System bis zur hochkomplexen CNC unübertroffen ist. Denn in der automobilen Fertigung darf es zu keinem steuerungsbedingten Ausfall kommen. Ein weiterer Vorteil ist die weltweite Akzeptanz der Fanuc-Steuerungen und das Servicenetz, das den ganzen Erdball umspannt. GE Fanuc und Fanuc sind weltweit vertreten, ob in Europa, USA oder China, überall stehen Ersatzteile und entsprechendes Know-how zur Verfügung. Im Zuge der Globalisierung der Automobilindustrie spielt dies eine wichtige Rolle. Neben dem technischen Konzept ist selbstverständlich die Unterstützung des Maschinenbauers bei der Umsetzung der Lösung an der Maschine oder in der Fabrikhalle ein wichtiges Element. Hier bietet GE Fanuc seinen Kunden umfangreiche Hilfe und Zusammenarbeit an. Diese Unterstützung reicht von der Beratung bis hin zu Programmieraufgaben.
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