Automatisierte Wellenbearbeitung Maximal flexibel bei vollständiger Automation

Autor / Redakteur: Konrad Mücke / Anne Richter

Mit einem Lademagazin für bis zu 6300 mm lange Stangen und einem Entlader verbindet der Lohnfertiger Minitec Flexibilität mit Produktivität. Bedienerarm kann er 40 bis 1200 mm lange Wellen mit 5 bis 65 mm Durchmesser in kleinen Serien auf einem Drehzentrum komplett bearbeiten.

Firmen zum Thema

Minimale Rüstzeiten: Oliver Sack (hinten), technischer Vertrieb Südwestdeutschland bei FMB, und Stefan Geyer, Produktionsleiter bei Mintec in Waldmohr, überzeugen sich von den Vorteilen der automatisch auf den Stangendurchmesser einzustellenden Führungssegmente.
Minimale Rüstzeiten: Oliver Sack (hinten), technischer Vertrieb Südwestdeutschland bei FMB, und Stefan Geyer, Produktionsleiter bei Mintec in Waldmohr, überzeugen sich von den Vorteilen der automatisch auf den Stangendurchmesser einzustellenden Führungssegmente.
(Bild: FMB / Konrad Mücke)

Die im Jahr 1986 gegründete Minitec GmbH & Co. KG fertigt und montiert in Schönenberg-Kübelberg in der Westpfalz in Deutschland Profile aus Aluminium für Rollenführungen, Linearsysteme und eine umfassende Palette an Automationseinrichtungen (siehe Infokasten). In Waldmohr produzieren die Spezialisten im Lohnauftrag und für den eigenen Bedarf Drehteile für Wellen und Achsen. Produktionsleiter Stefan Geyer berichtet in Waldmohr, dass in den zurückliegenden fünf Jahren die Anzahl an Lohnaufträgen zum Fertigen komplexer Wellen deutlich zugenommen hat. «An den Wellen sind meist zahlreiche Details zu bearbeiten. Das betrifft neben Fasen, Gewinden, Einstichen und axialen Bohrungen an den Wellenenden auch radiale Nuten, Gewindebohrungen und Schlüsselweiten.» Deswegen bearbeiteten die Lohnfertiger in Waldmohr ehemals die Wellen in mehreren Arbeitsfolgen.

Sägen, drehen, fräsen zunehmend unwirtschaftlich

Zunächst sägten sie Stangenabschnitte, drehten anschliessend auf Länge und bearbeiteten Fasen, Einstiche, Bohrungen und Längsgewinde an den Wellenenden. Auf Fräsmaschinen fertigten sie weitere Geometrien, zum Beispiel radiale Nuten, Bohrungen, Gewindebohrungen, Planflächen und Schlüsselweiten. «Das erwies sich allerdings als langwierig und erforderte hohen Aufwand an Personal. Letztlich war es wegen der aufwendigen Arbeitsfolge, den wechselnden Arbeitsstationen – Sägen, Drehen, Fräsen –, dem mehrfachen Auf- und Abspannen sowie wegen der Zwischentransporte und Liegezeiten unwirtschaftlich. Bei dieser Art zu fertigen befürchteten wir, als Lohnfertiger auf Dauer nicht wettbewerbsfähig arbeiten zu können», erläutert Stefan Geyer.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 7 Bildern

Komplettbearbeitung von der Stange produktiver

Bereits im Jahr 2018 informierten sich die Lohnfertiger deshalb über Möglichkeiten, die Bearbeitungsfolgen deutlich zu beschleunigen. Als wirtschaftlich erkannten sie die Komplettbearbeitung von der Stange. Sie investierten in ein Drehzentrum G220 von Index. Dank grosszügigem Arbeitsbereich (1000 mm Drehlänge), Y-Achse im unteren Werkzeugrevolver, Gegenspindel mit baugleichem Antrieb zur Hauptspindel sowie fünfachsiger Fräseinheit kann diese Maschine in einer raschen Arbeitsfolge selbst komplexe Wellen komplett bearbeiten. Allerdings benötigten die Lohnfertiger in Waldmohr dazu geeignete Be- und Entladeeinrichtungen. Nach einem Vergleich unterschiedlicher Hersteller von Stangenlademagazinen erkannte Stefan Geyer das Konzept von FMB als vorteilhaft. Wie er sagt, ist die Gesamtkonstruktion besonders stabil. «Zudem reagierten die Konstrukteure bei FMB auf unsere speziellen Wünsche und Forderungen sehr schnell und zuvorkommend. Innerhalb kürzester Zeit verwirklichten sie für uns einige besondere Ausstattungsmerkmale», erläutert Stefan Geyer.

Individuell optimiert

Eine für Minitec wichtige Anpassung war, die Lademagazine turbo 5-65 V um eine Variante für 6300 mm lange Stangen zu erweitern. Stefan Geyer berichtet: «Wir fertigen von gehärteten, auf Toleranz h6 geschliffenen Rundstangen. Als Halbzeuge werden diese in nicht exakten Abmessungen, meist etwas länger als sechs Meter, vom Stahllieferanten zur Verfügung gestellt. Unser Wunsch war, einen zusätzlichen Arbeitsgang zu vermeiden – das Ablängen der Rohstangen auf eine für den Lader passende Länge. Mit dem verlängerten Lademagazin haben die Konstrukteure bei FMB dieser Forderung entsprochen.»

Weitere innovative Detaillösungen tragen dazu bei, dass die Lohnfertiger in Waldmohr wirtschaftlich flexibel in kleinen Serien fertigen können. Wie Stefan Geyer erwähnt, sind jeweils Auftragslose mit 5 bis maximal 100 zwischen 40 und 1200 mm lange Wellen für einen Auftrag oder Abruf zu bearbeiten. Das erfordert häufiges Umrüsten. Üblich bereitet das bei einer vollständigen Automation mit Be- und Entladeeinrichtung Schwierigkeiten. Am Lademagazin mit Stangenvorschub und am Entlader sind gewöhnlich zu viele Komponenten manuell zu rüsten und für jeden Auftrag erneut einzustellen. Doch die Spezialisten bei FMB haben auch hier richtungsweisende und für den Lohnfertiger optimale Lösungen verwirklicht.

Deutlich schneller umrüsten

Beispielsweise haben sie den Stangenvorschub im Lademagazin turbo 5-65 V mit drei zusätzlichen Führungssegmenten aufgerüstet. Das sorgt für eine optimale Führung von Stangen unterschiedlicher Durchmesser. Dazu trägt auch die hydrodynamische, optimal dämpfende Lagerung der Stangen im ölgefluteten Kanal bei, die auch mit den erweiterten Führungssegmenten wirksam bleibt. Die Führungssegmente sorgen zudem für minimale Umrüstzeiten und höchste Flexibilität. Sie stellen sich nach dem Eingeben des Stangendurchmessers am Bedientableau automatisch ein. Somit entfällt es, den Führungskanal manuell umzurüsten und die Vorschubstange zu wechseln. Vorteil ist, dass man das Lademagazin über grosse Durchmesserbereiche sehr schnell umrüsten kann.

Flexibler Entlader

Fertig bearbeitete Wellen zieht der Entlader Vario E mit seiner Entladestange komplett durch den Spindeldurchlass der Gegenspindel des Drehzentrums axial heraus und führt sie über eine Ablaufschräge in sein Magazin. Der Entlader lässt sich ebenso einfach und schnell wie das Lademagazin umrüsten. Er ist ausgelegt, um in raschem Wechsel in kleinen Serien komplett bearbeitete, 40 bis 1200 mm lange Wellen aufzunehmen. Über wenige, einfach einstellbare Schikanen rutschen die fertig bearbeiteten Wellen jeweils schonend und geordnet zum Ablageplatz. Der Entlader sorgt so für maximale Flexibilität und ermöglicht eine bedienerlose Fertigung. Problemlos fasst er in seinem Vorratsmagazin bis zu 100 Wellen kleinerer Durchmesser. Sein Maschinenbett ist besonders stabil und verwindungssteif ausgeführt. So kann der Entlader problemlos eine ausreichende Anzahl von Wellen mit bis zu 65 mm Durchmesser führen sowie im Magazin ablegen und speichern.

Einheitliches Bedienkonzept vereinfacht Parametrieren und Bedienen

Stefan Geyer lobt ausdrücklich die umfassende technische Beratung, das qualifizierte Training und den stets kurzfristig erreichbaren, kompetenten Service durch die Spezialisten bei FMB. Vor allem das Gesamtkonzept für Lademagazin und Entlader mit einheitlicher Bedienung und Programmierung hat ihn überzeugt. «So konnten sich unsere Fachkräfte rasch einarbeiten. Wenige Tage Training und Einweisung bei der Inbetriebnahme des Automationssystems reichten aus, um von Beginn an produktiv zu arbeiten», berichtet er. Besonders vereinfacht das einheitliche Bedien- und Programmierkonzept ERGOLogic über bewegliche (kabelgebundene) Terminals mit Touch-Screen die Arbeit der Maschineneinrichter und -bediener. Zahlreiche Einstellungen führt die Steuerung auf Tastendruck aus. Einmal festgelegte Parameter speichert sie als Datensatz. So können bei Wiederholaufträgen die Maschineneinrichter diese Einstellungen abrufen und das Lademagazin und den Entlader sehr schnell und zuverlässig umrüsten. Die Dialoge am Touch-Screen sind selbsterklärend.

Von Beginn an profitabel

Innerhalb weniger Monate hat sich die Automation am Dreh-Fräszentrum als besonders zuverlässig und profitabel erwiesen. «Mit dem Lademagazin und dem automatisierten Entlader bewältigen wir bei minimalem Fachkräfteeinsatz nunmehr deutlich mehr Fertigungsaufträge als zuvor. Wir können je nach Auftragslos und zu bearbeitenden Wellendurchmessern auch einige Stunden bedienerlos fertigen. Bisher arbeitet die Anlage allerdings so zuverlässig und produktiv, dass wir bei einschichtigem Betrieb sämtliche Lohnaufträge problemlos abarbeiten können. Mit der Automation und der Komplettbearbeitung sehen wir uns aber bestens gerüstet für weiteres Wachstum. Zudem verfügen wir nun über die optimalen Fertigungseinrichtungen, um auch zukünftig wirtschaftlich zu fertigen und insbesondere auch kurzfristige Aufträge innerhalb minimaler Lieferzeiten ausführen zu können. So trägt die Automation dazu bei, unseren Produktionsstandort und qualifizierte Arbeitsplätze hierzulande zu erhalten», fasst Stefan Geyer die Vorteile der automatisierten Wellenfertigung zusammen. SMM

(ID:47102702)