Zerspanung für Automobil- und Eisenbahnindustrie, Luftfahrt und Maschinenbau Gelungene Automation beim Stahlfräsen im Hammerwerk

Zerspanung für Automobil- und Eisenbahnindustrie, Luftfahrt und Maschinenbau

Gelungene Automation beim Stahlfräsen im Hammerwerk

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Die Produktivität steigt, die Personalkosten sinken: Für die HF-Bearbeitungstechnik GmbH im Hammerwerk Fridingen lohnte sich die Investition in zwei Chiron-5-Achs-Bearbeitungszentren, die ein Roboter voll automatisch mit Stahlrohlingen bestückt. Die Chiron Werke GmbH & Co. KG aus Tuttlingen ist Spezialist für CNC-Komplettanlagen und bot eine automatisierte Gesamtlösung aus einer Hand. Die Simulationssoftware Process-Line unterstützt zudem beim optimalen Einsatz der Maschinen und minimiert Stillstands- sowie Rüstzeiten.

Im idyllischen Donautal, etwa 30 Kilometer nördlich des Bodensees, liegt das Hammerwerk Fridingen und die zugehörige HF-Bearbeitungstechnik GmbH. Riesige Stahlpressen, an denen Arbeiter glühende Rohlinge in die gewünschte Form bringen und weitläufige Materiallager prägen das Gelände. Im Bearbeitungswerk geht es feinmotorischer zu. Hier stehen die Maschinen, mit denen Fachleute die Schmiedeteile spanabhebend bearbeiten. „Wir beherrschen den gesamten Prozess: Von der Konstruktion über die Umformung bis zum einbaufähigen Teil. Das schätzen unsere Kunden, die vor allem aus der Automobil- und Eisenbahnindustrie, aus der Luftfahrt und dem Maschinenbau kommen“, erklärt Alexander Schwaiger, Leiter der HF-Bearbeitungstechnik.

„Wir wollten autonom arbeiten“

Für komplexe Bearbeitungsprozesse setzt das Unternehmen 5-Achs-Bearbeitungszentren ein. „Vor einiger Zeit beauftragte uns ein großer Automobilhersteller mit der Konstruktion, Fertigung und Bearbeitung von zwei gegengleichen Konsolenteilen“, berichtet Rudolf Schmid, Leiter der Arbeitsvorbereitung. Über mehrere Jahre hinweg soll das Hammerwerk Fridingen große Stückzahlen davon liefern. Das bedeutete: „Wir mussten unseren Maschinenpark erweitern und sehr schnell neue CNC-5-Achs-Fräsmaschinen anschaffen. Unsere Anforderung lautete außerdem: Die Maschinen sollen quasi autonom arbeiten können.“

Hersteller überzeugt mit stimmigem Gesamtkonzept

Unter mehreren Anbietern entschied sich die HF-Bearbeitungstechnik für die Zusammenarbeit mit Chiron aus dem benachbarten Tuttlingen. Das Unternehmen ist auf Turnkey-Lösungen für die Metallverarbeitung spezialisiert und bietet CNC-Bearbeitungszentren mit passender Automation aus einer Hand an. „Das Gesamtkonzept, das uns Chiron präsentierte, gefiel uns sehr gut, der Preis passte, und auch die Zeitschiene konnten wir mit diesem Partner gut einhalten“, begründet Schmid die Entscheidung. Ebenfalls wichtig: „Wir haben in der Vergangenheit bereits gute Erfahrungen mit Chiron-Bearbeitungszentren gemacht. Und wir wissen, dass wir uns auf den After Sales Service von Chiron verlassen können.“

Roboter bestückt 5-Achs-Bearbeitungszentrum

Die neue Anlage startete im Januar 2017 mit einem Bearbeitungszentrum der Baureihe 18 von Chiron sowie einem zugehörigen Handlingroboter. Dieser nimmt mit seinem Doppelgreifer den etwa sechs Kilogramm schweren Rohling vom Band. Wenn sich die Schutzscheibe vor der eingehausten Werkzeugmaschine nach dem Bearbeitungsprozess öffnet, steht der Roboterarm bereits in Position. Er entnimmt das fertige Teil, dreht den Greifer und positioniert das neue Werkstück in der Spannvorrichtung. Der Arm zieht sich zurück, die Maschinentür schließt, das Teil wird eingespannt, die exakte Positionierung überprüft und die Bearbeitung beginnt. Derweil hat der Roboter das entnommene fertige Produkt bereits wieder auf dem Band abgelegt.

Weitere Maschine kommt hinzu

Im Februar 2018 bekam die Anlage Zuwachs: Der Roboter bestückt nun zusätzlich eine zweite Chiron-5-Achs-Bearbeitungsmaschine. „Die Maschinen takten sich selbstständig ein“, berichtet Claudia Bobolot, die bei Chiron für die Roboterprogrammierung zuständig ist. „Jede Bearbeitungsmaschine fordert den Roboter so an, dass er mit dem neuen Rohling exakt dann bereitsteht, wenn ein Teil fertig bearbeitet ist. Lediglich beim Anlauf muss eine Maschine warten. Anschließend arbeiten sie automatisch versetzt.“

Die Anlage habe sogar noch „Luft nach oben“, verrät Schmid. „Im Moment kann der Roboter beide Werkstücke mit dem gleichen Greifer aufnehmen. Es ist jedoch auch möglich, in den beiden Fräsmaschinen zwei völlig unterschiedliche bis zu 20 Kilogramm schwere Teile zu bearbeiten. Dann wechselt der Roboter zwischendurch immer automatisch den Greifer aus.“

Dass sich die HF-Bearbeitungstechnik für die Automation entschieden hat, ist kein Selbstzweck: „Wir können unsere konkurrenzfähigen Preise nur dann halten, wenn wir fortlaufend Kosten reduzieren“, sagt Schmid. Durch die Automation der neuen Bearbeitungszentren spare das Unternehmen 80 Prozent der Personalkosten ein, die sonst an diesen Maschinen angefallen wären. Und: Der Roboter ist – anders als ein Mensch – exakt dann zur Stelle, wenn er gebraucht wird. Das minimiert Stillstandszeiten. Darüber hinaus bestückt er die Bearbeitungszentren auch nachts. Beide Faktoren tragen dazu bei, den Output auf das Dreifache zu steigern.

Optimierung durch CAD/CAM Simulationssoftware

Eine weitere Stellschraube zur Optimierung nutzt die HF-Bearbeitungstechnik durch den Einsatz der Chiron Process-Line, einer durchgängigen CAD/CAM- und Simulations-Software auf Basis von Siemens NX. „Damit programmiert und simuliert der Kunde vorab den kompletten Produktionsprozess auf der Anlage. Er sieht in 3D, ob der Ablauf sicher funktioniert und kann den Bearbeitungsprozess schon im Vorfeld optimieren“, berichtet Richard Mink, der für Chiron-Kunden durch intelligente Maschinensteuerung, digitale Vernetzung und zukunftsweisende Maschinenkommunikation den Weg ins Zeitalter der Digitalisierung frei macht. „Die Software zeigt zum Beispiel, ob es mit den gewünschten Werkzeugen eventuell zu Kollisionen mit der Spannvorrichtung kommt.“

Hat der Nutzer in der Simulation alles zufriedenstellend austariert, erzeugt die Software durch den eigenentwickelten Chiron-Postprozessor den benötigten NC-Code für die Steuerung der Maschine. Das verkürzt die Programmier- und vor allem die Rüstzeit der Anlage. Für Udo Lang, Schichtleiter bei HF-Bearbeitungstechnik, ist die Software auch in Zukunft wichtig: „Wir haben immer wieder Rationalisierungsmöglichkeiten, die wir mit Process-Line vorab austesten, bewerten und sicher umsetzen können.“

Automationstrend ungebrochen

Thomas Marquardt, der bei Chiron die Abteilung Automation leitet, unterstreicht die Bedeutung des Trends zur Automation: „Wir liefern inzwischen die Hälfte unserer Turnkey-Maschinen mit Automationslösungen aus. Ein weiteres Viertel ist so ausgelegt, dass sich die Automation einfach nachrüsten lässt“, berichtet er. Entsprechend stieg die Bedeutung des Bereichs bei Chiron. „Unsere Abteilung ist innerhalb der letzten zehn Jahre von 3 auf 25 Mitarbeiter angewachsen.“ Insgesamt 450 Automationslösungen lieferte Chiron in diesem Zeitraum aus. „Wir bieten mit Variocell Uno eine Automation an, die direkt in das Bearbeitungszentrum integriert ist. Variocell System sieht – wie bei HF-Bearbeitungstechnik – eine kundenspezifische Auslegung vor“, erläutert Marquardt.

Dass die fortschreitende Automation negative Auswirkungen auf die Beschäftigung habe, können weder Marquardt noch Schmid bestätigen. „Im Gegenteil“, sagt der Leiter der Arbeitsvorbereitung bei HF-Bearbeitungstechnik, „die Automation trägt dazu bei, dass unsere Marktposition gut und unsere Auftragsbücher voll sind. Wir suchen nach qualifiziertem Personal.“

Hammerwerk Fridingen
www.hammerwerk.de

Chiron Werke GmbH & Co. KG
www.chiron.de

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