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Einzelteile und Kleinserien dreimal schneller fertigen

Innovatives Spannkonzept reduziert Rüstzeiten
Einzelteile und Kleinserien dreimal schneller fertigen

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Die Fertigung von Einzelstücken und Kleinserien ist unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten immer eine Herausforderung. Zugleich liegt darin aber auch eine enorme Chance: Wer mit durchdachten Spannkonzepten die Rüstzeiten unter Kontrolle hält, kann individuell auf Kundenwünsche eingehen, erstklassige Qualität bieten und zudem die Kosten im Zaum halten. Ein Beispiel liefert die GAS-Automation GmbH, die unterschiedlichste Werkstücke zwischen 50 und 5000 mm hocheffizient auf einer einzigen Maschine bearbeitet.

GAS-Automation mit Sitz in St. Georgen entwickelt und fertigt mit 60 Mitarbeitern Linear- und Rotationsachsen, Lösungen für Palettier-, Prüf- und Montageaufgaben sowie vollautomatische Nutzentrenner für Elektronikkomponenten. Die Kunden der Schwarzwälder kommen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, aus der Elektronik-, Luftfahrt- und Automobilindustrie sowie aus der Feinwerktechnik und Uhrenindustrie.

„Für uns ist es entscheidend, ein möglichst flexibles System zu haben, das die wirtschaftliche Bearbeitung unterschiedlichster Werkstückgrößen zulässt“, erläutert Prokurist Jochen Ehmer den Hintergrund des Spannkonzepts. Weil die Achsen von GAS-Automation in der Regel fliegend montiert werden, müssen deren Stirnseiten ausgesprochen präzise gesenkt und gebohrt werden. Die Länge jeder Achse richtet sich ganz individuell nach den Anforderungen der Kunden. Mit Hilfe des Nullpunktspannsystems Schunk Unilock wurden die Rüstzeiten so stark reduziert, dass die Stirnseiten statt vormals nach 30 Minuten heute bereits nach zehn Minuten fertig bearbeitet sind – eine Einsparung von 66 Prozent.
Der 5500 mm lange Tisch einer Matec-30 HV-Fahrständermaschine wurde dazu mit insgesamt 56 Unilock-Nullpunktspannmodulen NSE-138 ausgerüstet. Der integrierte CNC-Rundtisch, die große X-Achse sowie der nach beiden Seiten um 105° neigbare Schwenkkopf erlauben eine wirtschaftliche 5-Seiten-Bearbeitung unterschiedlichster Teile.
Werkstücke bis fünf Meter Länge
Um die Stirnseiten der Achsen zu senken und zu bohren, werden die Profile mit Hilfe spezieller Prismenbacken auf mindestens zwei NC-Schnellspannern Kontec KSG 125 von Schunk gespannt. Die gekapselten und damit besonders schmutzresistenten Spanner sind mit Unilock-Spannbolzen ausgestattet und werden innerhalb von Sekunden absolut präzise auf dem Maschinentisch montiert. Die Nullpunktspannmodule gewährleisten dabei eine Wechselwiederholgenauigkeit u003C 0,005 mm. Unabhängig von der Werkstücklänge sind die Spanner immer automatisch in exakt einer Flucht ausgerichtet. Auf diese Weise lassen sich Profile mit einer Länge von bis zu vier Metern stirnseitig zerspanen. Vertikal können sogar Werkstücke bis fünf Meter Länge bearbeitet werden.
Besonders effizient wirkt das Spannkonzept bei GAS-Automation, wenn kurze Achsen bearbeitet werden. Der Maschinentisch bietet dann Platz für weitere Werkstücke, und auch der integrierte Rundschalttisch ist mit vier Unilock-Modulen ausgestattet. So ist es möglich, den kompletten Verfahrweg und das volle Leistungsspektrum der Maschine zu nutzen.
µ-genauer, sicherer Halt
Basis von Schunk Unilock sind bei GAS-Automation pneumatisch betätigte Spannmodule, die fest in Duopaletten integriert sind und in beliebiger Anordnung miteinander kombiniert werden können. Die Module spannen Werkstückträgerpaletten, Spannelemente oder Werkstücke über einen oder mehrere Spannbolzen. Immer vier Module sind miteinander in Reihe geschaltet, so dass sie gleichzeitig mit nur einer Druckluftleitung ver- und entriegelt werden. Die konische Zentrierung der Unilock-Spannbolzen stellt sicher, dass die Werkstücke beim manuellen oder automatisierten Werkstückwechsel auch schräg ein- und ausgehoben werden können.
Die in die Schnellspanner integrierten Spannbolzen werden über radial angeordnete Spannschieber in das Modul eingezogen und anschließend selbsthemmend und formschlüssig verriegelt – ein wesentlicher Unterschied zu anderen Nullpunktspannsystemen. Während der Bearbeitung der Werkstücke muss nämlich bei Unilock keine Druckluft anliegen. Die Werkstücke bleiben selbst dann sicher gespannt, wenn der Druck im Luftsystem plötzlich abfallen sollte. Aufgrund der Verriegelung erreichen Schunk-Module hohe Haltekräfte von bis zu 75 000 N. Zum Entriegeln genügt ein Systemdruck von 6 bar, wie er in jeder Druckluftanlage anliegt.
Serviceteam sorgt für präzisen Einbau
Damit die Nullpunktspannlösung vom ersten Tag an präzise und zuverlässig ihren Dienst tut, nutzte GAS-Automation den mobilen Schunk-Service. Das Serviceteam aus Lauffen montierte die einzelnen Unilock-Module direkt vor Ort in St. Georgen auf dem Maschinentisch und stellte sicher, dass sie präzise höhengleich ausgerichtet sind.
Mit insgesamt elf Modultypen bietet Unilock für jede Anwendung eine geeignete Lösung. Zum Rüstzeitenkiller wird das Nullpunktspannsystem von Schunk aufgrund seiner einheitlichen Schnittstelle: Die Spannbolzen haben allesamt eine einzige Größe. So ist sichergestellt, dass die Werkstücke im fliegenden Wechsel von Maschine zu Maschine, von Modul zu Modul, von Bearbeitung zu Bearbeitung wandern können. Ein entscheidender Faktor, gerade wenn es um die Planung einer zukunftssicheren Spannlösung geht.
Den Prozessvorteil einer durchgängigen Nullpunktspannlösung wird GAS-Automation künftig für sich nutzen. Deshalb hat das Unternehmen bereits weitere Maschinen mit Unilock-Modulen ausgestattet. Dabei bietet das Spannsystem noch einen weiteren Vorteil: Weil die Module pneumatisch angesteuert werden, kann Unilock einfach und ohne größeren Aufwand auch an Maschinen ohne Hydraulikleitung nachgerüstet werden.
Um kleinere Werkstücke zu spannen, nutzt GAS-Automation Schunk-Schnellspanner Kontec KSG 125 mit 5-Achsbacken und Unilock-Schnittstelle. Aluminiumplatten im Format bis 700 x 2000 mm hingegen werden auf Mehrfachspannern Kontec KSM 90-450 gespannt. Dieses schmutzresistente Spannsystem mit vertikal angeordneter Spitzverzahnung lässt sich über eine Backen-Schnellverstellung individuell und zügig an die jeweiligen Werkstücke anpassen.
Die Verstellbacken werden dazu mit nur einer Schraube bei halber Umdrehung verstellt und fixiert. Ein geschlossenes Keilhakensystem bewirkt automatisch den Niederzug des Werkstücks und damit auch bei hohen Vorschüben eine besonders ruhige, sichere und präzise Bearbeitung. Das zahlt sich insbesondere bei der Aluminiumzerspanung aus.
Über das Mehrfachspannsystem können auch mehrere Werkstücke gleichzeitig gespannt werden. Zudem lassen sich die KSM-Spanner in Reihe miteinander kombinieren. Sowohl KSG- als auch KSM-Spanner sind bei GAS-Automation mit Schunk Unilock-Spannbolzen ausgestattet und lassen sich auf diese Weise präzise und schnell auf dem Maschinentisch platzieren. Ein Taster ermittelt vor jeder Bearbeitung die exakte Lage und Position der Profile und der anderen Werkstücke.
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