Für Christine und Andreas Lange, die die Lange Präzision GmbH in zweiter Generation führen, ist die Automatisierung des Maschinenparks ein wichtiger Bestandteil zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit des Betriebs. Bei Lange fertigt man hauptsächlich Präzisionsteile für Unternehmen aus dem Maschinenbau, dem Industriehydraulikbereich, dem Antriebs- und Steuerungssektor sowie der Textilmaschinenproduktion in Losgrößen von 5 bis 5000 Stück. Viele der in der Fertigung eingesetzten Maschinen kommen von Mazak.
Für Geschäftsführerin Christine Lange sind Mazak-Maschinen fast schon ein Bestandteil der Firmen-DNA. Bereits Firmengründer Günter Lange hatte von Beginn an in Mazak-Maschinen investiert. Die Entscheidung für Mazak fiel damals auch aufgrund der Mazak-eigenen Mazatrol-Steuerung, die direkt vom Bediener an der Maschine programmiert werden konnte.
Der Industriemeister und Werkzeugmacher Lange, der sich 1984 in einer Garage in Mehrstetten in der Nähe von Ulm mit der ersten Drehbank selbstständig gemacht hatte, fand seine ersten Kunden nicht weit entfernt, sind in der Region zwischen Stuttgart und Ulm doch viele Industrieunternehmen angesiedelt, darunter weltweit tätige Konzerne und Großfirmen. Dass Mazak mit der Niederlassung in Göppingen ebenfalls in der Region beheimatet ist, hat für Lange Vorteile – vor allem was den dort stationierten Service betrifft, der bei Bedarf schnell vor Ort ist.
Der geschäftliche Erfolg brachte schon 1992 den Umzug in eine neue Fertigungshalle im Industriegebiet in Mehrstetten, in der das Unternehmen heute noch produziert. Aus sieben Mitarbeitern wurden bis heute 62, aus einer Mazak-Maschine inzwischen zwölf. „Es ist nicht nur die Leistungsfähigkeit der Mazak-Maschinen, die uns begeistert,“ sagt Christine Lange, „sondern es ist auch der „Alles aus einer Hand“-Ansatz für Maschine, Steuerung und Peripherie, die uns überzeugt hat, die Automatisierung mit Mazak anzugehen. Wir wussten, dass wir diesen Schritt gehen mussten, um langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben und auch Personalengpässen begegnen zu können. Und wir schätzen es sehr, dafür einen guten Partner zu haben.“
Als 2021 für zwei Maschinen Ersatzinvestitionen anstanden, konzentrierte man sich bei Lange auf Mazak-Maschinen, die für eine Roboter-Automatisierung besonders geeignet waren. Ein wichtiger Beschaffungsgrund war zudem ein neuer Auftrag. „Da möchte man sich gerne auf seine Maschinen verlassen können,“ sagt Christine Lange. „Bei Mazak können wir das unbesehen, das hat uns die Erfahrung der letzten Jahrzehnte gezeigt.“
Nach intensiver Beratung mit dem zuständigen Mazak-Gebietsverkaufsleiter Werner Hoffmann (Georg Noll) entschied man sich bei Lange zum einen für eine Multi-Tasking-Werkzeugmaschine Intgrex i-350H-ST mit SmoothAi-Steuerung, zum anderen für die Drehbearbeitung kleinerer Werkstücke für ein Hochleistungsdrehzentrum QTE-300 SG mit der neu entwickelten Mazatrol-Steuerung Ez (sprich: easy).
Perfekt für eine Automatisierung ausgelegt
Die Entwicklung der i-H-Serie wurde auf die wachsenden Anforderungen an die Automatisierung abgestimmt: Die Maschinen sind mit einer gerade verlaufenden Front ausgelegt, während das Werkzeugmagazin hinten angebracht ist. Dadurch ergibt sich ein verbesserter Zugang für frontal angeordnete Automatisierungssysteme wie Gelenkroboter aber auch für seitlich angeordnete Stangenlader. Der Bediener hat Zugang zum Magazinbereich hinten an der Maschine, kann Werkzeuge aber auch ganz bequem von vorne laden und entladen.
Die Integrex i-350H ST verfügt über ein Zehn-Zoll-Futter und ist mit Hochleistungs-Haupt- und -Gegenspindel mit jeweils 4000 min-1 und 30 kW sowie mit einer orthogonalen Revolverscheibe mit 12 Werkzeugplätzen ausgestattet, die symmetrisch entgegengesetzt zum oberen Frässpindelrevolver angeordnet ist. Die Maschine verfügt über einen großzügigen 300-mm Hub der Y-Achse und eine B-Achse mit einem Drehbereich von 240° für uneingeschränkte Konturbearbeitung. Die kompakte Frässpindel bietet eine Fräsleistung von 12 000 min-1 und 24 kW. Sie eignet sich ideal für die hocheffiziente 4-Achs-Bearbeitung der Stahl- und Gussteile, die bei Lange hauptsächlich gefertigt werden.
SmoothAi-Steuerung – künstliche Intelligenz sorgt für laufende Prozessoptimierung
Alle Maschinen der i-H-Baureihe sind mit der neuesten CNC-Steuerung Mazatrol SmoothAi ausgestattet. Die leichte, intuitive Bedienbarkeit blieb trotz neuester Steuerungstechnik erhalten. So können Maschinenbediener, die bereits andere Mazatrol-Steuerungen beherrschen, sich auch in diese Steuerung leicht einfinden.
Die SmoothAi verfügt mit Features wie Smooth Machining und Virtual Machining über eine Vielzahl an Hilfsfunktionen, die gerade bei der Werkstattprogrammierung die Einrichtzeit erheblich verkürzen. Mit der 3D-Assist-Funktion können Werkstückzeichnungen (Step, Iges, Parasolid) geladen und die von der Feature-Erkennung automatisch markierten oder vom Bediener manuell selektierten Elemente direkt ins Mazatrol-Programm übernommen werden.
Mit dem Virtual Machining kann die Bearbeitung noch vor dem ersten Anschnitt simuliert und auf mögliche Konturverletzungen oder Störkonturen überprüft werden. Die Steuerung bietet eine automatische Schnittdatenkontrolle, korrigiert Programmierfehler selbstständig und macht Vorschläge für den besten Fräsweg. Beim Einrichten eines Werkstücks steht die Funktion „Cutting Adviser“ zur Verfügung, die auf intelligente Weise Programmabschnitte, in denen wichtige Parameter wie Drehzahl, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe bereits vor dem ersten Anschnitt eingestellt werden können, identifiziert. Die Funktion ermöglicht zudem die optische Darstellung von Bearbeitungsdaten wie Werkzeugauslastung, Zerspanungsvolumen, Zerspanungslast und Bearbeitungszeit.
„Die theoretische Schulung bot einen sehr guten und hilfreichen Einstieg. Weitere Features der neuen Steuerung werden in der Praxis nach und nach ausprobiert und angewendet. Wir hatten gleich zu Beginn das Glück, dass ein Mazak-Anwendungstechniker wegen eines komplexen Werkstücks ins Haus kam und uns bei der Gelegenheit viel Wissen vermittelt hat,“ erläutert Alexander Lange, der für Neuprojekte zuständig ist. „Die automatische Vibrationserkennung wird bei uns viel genutzt; sie ist bei unterbrochenem Schnitt sehr wichtig. Ebenso wichtig für uns ist die Prozessüberwachung mit Korrekturfunktion.“
Die für die Roboterautomation wichtige Smooth-RCC-Funktion (Robot Cell Controller) bietet hochentwickelte Automatisierungsfeatures wie die Überprüfung von Werkzeugen und Vorrichtungen, während der Robot Setup Assist eine effiziente Programmierung des Roboters innerhalb des Koordinatensystems der Maschine ermöglicht. Beide Funktionen sind über die SmoothAi-Schnittstelle zugänglich.
Kompakt und hochproduktiv – die QTE-300 SG
Das 2-Achs-Drehzentrum QTE-300 SG hat einen großzügigen Schwenkdurchmesser von 695 mm. Die verwindungssteife Spindel ist darauf ausgelegt, im unteren Drehzahlbereich mit hohem Drehmoment bearbeiten zu können. Das günstige Beschleunigungs- und Verzögerungsverhalten der Spindel sorgt für höhere Produktivität.
Da durch das Fehlen einer mechanischen Kraftübertragung keine Leistung verloren geht, ist der eingebaute Motor während des Schneidens leistungsstärker. Gleichzeitig werden während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs Schwingungen reduziert, wodurch eine außerordentlich hohe Oberflächengüte und maximale Lebensdauer der Werkzeuge gewährleistet werden.
Ein hydraulisch gespannter, servoangetriebener Revolver mit 12 Positionen ist serienmäßig mit verschraubten Werkzeugen ausgestattet, wobei alle Positionen für die Aufnahme angetriebener Werkzeuge geeignet sind. Dank Servomotor wartet der Trommelrevolver mit schneller, hubfreier Revolverschaltung bei minimaler Kollisionsgefahr auf. Eine hohe Produktivität bei Fräsarbeiten wird durch eine leistungsstarke 5,5-kW-Frässpindel mit einer maximalen Drehzahl von 4500 min-1 oder optional 6000 min-1 realisiert.
Die QTE ist mit der neu entwickelten CNC-Steuerung Mazatrol SmoothEz mit den Funktionen Ez Machining, Ez Operation und Ez Setup ausgestattet. Diese Funktionen sorgen für einfaches Einrichten, leichte Programmierung und hochproduktive Bearbeitung.
„Der Roboter legt sehr akkurat und wiederholgenau ein. Das spart natürlich Rüstzeit. Gleichzeitig registriert er jede Ungenauigkeit am Rohteil sofort, besser als ein Mensch das könnte. Wir mussten ihm nur beibringen, dass er dann nicht in Störung geht, sondern einfach das fehlerhafte Teil wieder ablegt und ein anderes wählt.“ sagt Industriemeister Thorsten Pflumm, der Andreas Lange in der Fertigungsleitung unterstützt.
Das Fazit für die beiden neuen Mazak-Maschinen und ihre Automation nach rund einem Jahr Maschinenlaufzeit ist überaus positiv: Nach nur sieben Tagen Einrichtzeit liefen Maschinen und Roboter einwandfrei und tun es noch heute. Lediglich bei den Spannmitteln für die Integrex-Maschine musste der Lieferant zu Beginn nachjustieren. Die automatisierte QTE läuft sechs Tage die Woche rund um die Uhr – zur großen Zufriedenheit von Christine Lange, die inzwischen schon mal einen Platz in der Fertigung für eine weitere QTE sucht. Die dann natürlich wieder mit einem Roboter ausgestattet ist und bei der Lange GmbH für die nächste Produktivitätssteigerung sorgen wird.
Yamazaki Mazak
Deutschland GmbH
www.mazakeu.de
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