AMB 2016 Ein Bearbeitungszentrum dreht an Qualität und Zeit

Die Vision war, selbst Grossventile bis Nennweite DN 300 in einer Aufspannung komplett zu bearbeiten, bevorzugt mit einer Drehbearbeitung. Investiert hat die Samson AG in ein Heller-5-Achs-Dreh-Fräszentrum. Erfolgreich, denn auch die Qualität konnte messbar gesteigert werden.

Anbieter zum Thema

Newemag AG

Walter Meier (Fertigungslösungen) AG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Springmann AG/SA

Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH

Eine Fräsbearbeitung bei Ventilen grösser Nennweite DN 300 war aus Gründen der Komplexität nicht möglich. Im oberen Bereich der Gehäuse musste eine Passung H 11, danach eine Passung H 8 und anschlies­send eine 30°-Schräge als Dichtfläche gefertigt werden. Beim Fräsen kam es so häufig zu einem Rattern und zu Schwingungen, es musste zugestellt werden und für die Schräge war zusätzlich ein Brückenwerkzeug mit Durchmesser 300 mm erforderlich. Zudem stellte die Spannung der Werkstücke die Verantwortlichen bei Samson in Frankfurt vor grosse Probleme, denn das Werkstück drohte wegzukippen.

Komplettbearbeitung in nur einer Aufspannung angestrebt

Aus diesem Grund bearbeitete man diese Ventile lange Zeit auf einer Planschiebermaschine. Bei der anstehenden Ersatzinvestition stand deshalb für Ralf Wockenfuss, Leiter der Fertigungstechnologie, fest, dass diese Gehäuse künftig nur über eine Drehbearbeitung gefertigt werden konnten: «Unsere Vision war, diese Ventile in nur einer Aufspannung, wenn möglich nur mit einem Werkzeug, komplett zu bearbeiten. Die Vorteile in der Drehbearbeitung sehen wir in nur einer definierten Schneide. Ausserdem gestaltet sich damit die Bearbeitung wesentlich wirtschaftlicher und flexibler. Nach ersten Gesprächen mit Heller haben wir mit dem 5-Achs-Bearbeitungszentrum CP 8000 gemeinsam Versuche gefahren und uns dann für diese Maschine entschieden.»

So startete die Produktion mit dem 5-Achs-Bearbeitungszentrum im Januar 2015. Die beiden Passungen und die Schräge werden mit einem Schlichtdrehmeissel hergestellt, insgesamt benötigt man inklusive des Gewindes nur vier Werkzeuge. Besonders erfreulich für die Verantwortlichen aber ist die Tatsache, dass man damit auch bei der Qualität sowie den Taktzeiten einen grossen Schritt in die richtige Richtung getan hat. Sämtliche Toleranzen werden problemlos erreicht. Die Reduzierung der Taktzeiten um 15 Prozent führt man dabei weniger auf die Hauptzeiten als vielmehr auf die erreichten Nebenzeiten wie den Werkzeugwechsel sowie die Beschleunigung der Maschine zurück.

Nun gibt es bei Fräs- und Drehzentren verschiedene Hersteller mit unterschiedlichen Konzepten. Nach Auskunft von Winfried Hochhaus, Fertigungstechnik bei Samson, hätte wohl jedes Konzept in Frankfurt funktioniert, aber bei Heller wusste man, was man bekommt: «Der Name Heller hat bei unserer Entscheidung eine grosse Rolle gespielt, denn wir haben zahlreiche Bearbeitungszentren von Heller und in den letzten Jahren gemeinsam viele Entwicklungen vorangetrieben. Mitentscheidend war aber auch die Steuerung von Siemens. Wir programmieren nicht mit Postprozessoren, sondern mit Zyklen und Unterprogrammtechnik, um bei Sondergehäusen schnell Änderungen durchführen zu können.»

Ein völlig neuer Weg: Bearbeitungszentrum mit Roboterzelle

Zu diesen erwähnten gemeinsamen Entwicklungen zählt unter anderem, dass man mit dem Heller-Bearbeitungszentrum H 6000 mit einem integrierten Planzug-Werkzeug Versuche beim Zirkular- oder auch Tangentialfräsen durchgeführt hat. Jeder Entwicklungsschritt war demnach ein kleiner Fortschritt, brachte jedes Mal eine durchschnittliche Verbesserung um 10 Prozent. Ähnliche Erfolge verzeichnet man in Frankfurt derzeit mit einem weiteren Projekt. Ein Dreh-Fräszentrum mit Automation wurde ersetzt. Die Fertigungszelle war zu gross und aufwendig. Von den ursprünglich angedachten sieben Bauteilen wurde zum Schluss wegen des hohen Rüstaufwands nur noch eines gefertigt. Zunächst war dafür wieder ein Dreh-Fräszentrum angedacht, selbst eine vertikale Pick-up-Drehmaschine wurde dafür ins Auge gefasst. Geworden ist es aber dann ein 4-Achs-Bearbeitungszentrum H 2000 von Heller mit Roboterzelle.

Der Schritt hin zu einem Bearbeitungszentrum schien zunächst allerdings schwierig. Es musste damit Schüttgut automatisiert und unterschiedliche Teilefamilien mussten unter anderem mit mehreren Glockenwerkzeugen gefertigt werden. So wurde zwischen Heller und Samson gemeinsam über ein Jahr intensiv kommuniziert und konzipiert, alle Bearbeitungsmöglichkeiten abgewogen und kalkuliert. Obwohl es bei der H 2000 um ein Standard-Bearbeitungszentrum geht, war es schwierig, das Bauteil für zwei Operationen zu spannen und die Schnittstelle zum Roboter herzustellen. Ein Projekt, das bis dahin zwar auch für Heller Neuland war, wofür man dann aber doch abschliessend die Generalverantwortung übernahm. Die Idee, auf ein Bearbeitungszentrum mit Automatisierung zu setzen, hat man seit Anfang Mai in der Serienproduktion realisiert.

Völlig andere Wege zu gehen, sehen Ralf Wockenfuss und Winfried Hochhaus heute so als einzig richtige Entscheidung: «Wir sind bei den Ventilen mit der CP 8000 um circa 15 Prozent schneller und bei der Qualität wesentlich besser geworden. Bei einer Nestbearbeitung dagegen konnten wir bei einer Losgrösse von 30 000 Stück die Taktzeiten von 5,6 auf 4,3 Minuten reduzieren und werden sie noch weiter senken können. In der Summe heisst das für uns, dass man mit Heller über Prozesse sprechen kann. Heller sucht nach Lösungen und die Ergebnisse passen einfach.» SMM

(ID:44217395)