Lehrausbildung

Universalfräsmaschinen: manuell und CNC

| Autor / Redakteur: Peter Klingauf / Anne Richter

Teil des neuen Werks sind zwei hochmoderne Lehrwerkstätten für die Bereiche Metall und Elektro.
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Teil des neuen Werks sind zwei hochmoderne Lehrwerkstätten für die Bereiche Metall und Elektro. (Bild: Benninghoven)

Das beste Rezept gegen Fachkräftemangel ist die eigene Ausbildung der Mitarbeiter. Der Anlagenbauer Benninghoven bildet seine Mitarbeiter in zwei hochmodernen Lehrwerkstätten zum Grossteil selber aus und setzt dabei auf Universalfräsmaschinen von FPS mit Handrad und CNC.

Asphalt soll bereits in der Antike als Dichtmaterial verwendet worden sein. Bis zur Hauptanwendung im Strassenbau vergingen jedoch noch viele hundert Jahre. Anfang des 19. Jahrhunderts war es so weit. Seither sind Strassen die Grundlage technologischer Integration, sozialer Vernetzung und Motor der Wirtschaft. Entsprechend hoch ist die Bedeutung der Asphalt-Herstellung. Zu den Innovationsführern dieser Branche zählt die zur Wirtgen Group gehörige Benninghoven GmbH & Co. KG. Sie entwickelt und produziert Anlagen zur Herstellung von Asphalt im rheinland-pfälzischen Wittlich. Ein Standort, zu dem sich Geschäftsführung und Gesellschafter zu hundert Prozent bekennen. Bester Beweis: Der Anlagenbauer hat von Mitte 2016 bis Mitte 2018 ein neues Werk im Wert von 130 Mio. Euro errichtet, lediglich zehn Kilometer vom bisherigen entfernt.

Flexible Fräsmaschine: vertikal oder horizontal

CNC-Fräszentrum

Flexible Fräsmaschine: vertikal oder horizontal

25.06.15 - Für die Einzelteil- und Kleinserienfertigung ausgelegt, steht seit Ende 2014 die kompakte, dreiachsige CNC-Fräsmaschine FPS 600U-NC von FPS Werkzeugmaschinen dem deutschen und internationalen Markt zur Verfügung. Neben hoher Qualität zeichnet die Maschinen ein Drehmoment von 450 Nm aus, und es ist einfach möglich, von vertikaler auf horizontale Bearbeitung umzustellen. lesen

Permanente Aus- und Weiterbildung

Entscheidend dafür war laut einem Unternehmenssprecher neben der guten Infrastruktur vor allem das qualifizierte Fachpersonal am Standort: «Wir brauchen unsere Mitarbeiter, denn deren Know-how ist die entscheidende Basis unseres Erfolgs. Entsprechend wichtig ist uns eine permanente Aus- und Weiterbildung.» Ein Signal, das bei den Mitarbeitern gut ankommt und dessen Bedeutung der Geschäftsführer nicht zuletzt durch die ins neue Werk integrierte Ausbildungswerkstatt für Metall- und Elektrotechnik unterstreicht. Die Anlagen von Benninghoven werden aus vielen Komponenten mit verschiedener Struktur zusammengesetzt, die oft aus komplexen, extrem grossen und sehr filigranen Teilen bestehen. Genau auf diese Anforderungen ist der Maschinenpark des Unternehmens ausgelegt, zu dem verschiedene CNC-Bearbeitungszentren, Bohr-, Räum- und Nutenziehmaschinen gehören. Diese gilt es, sicher und schnell zu bedienen, um maximale Qualität und Produktivität zu erreichen. Entsprechend umfangreich und vielseitig wird laut Ausbilder Marc Lucas qualifiziert. Der Industriemeister erklärt: «Wir haben eine Ausbildungsquote von rund zehn Prozent. Dabei zählen die universell einsetzbaren Industrie- und Konstruktionsmechaniker zu unseren Kernausbildungsberufen. Sie lernen den Umgang mit verschiedenen Technologien, zu denen natürlich das Zerspanen mit Fräsmaschinen gehört.»

Manuelles Fräsen mit dem Handrad

Die Entscheidung, die Lehrwerkstatt mit Universalfräsmaschinen von FPS auszustatten, fiel nach ausführlichen Vergleichen diverser Angebote. Ganz vorne im Anforderungskatalog standen Flexibilität, Bedienbarkeit und Qualität der Maschinen. Allesamt Schlüsselthemen von FPS, hebt Wilhelm Buchholz, Vertriebsingenieur bei FPS, hervor: «Die bei Benninghoven eingesetzten FPS 620 M-plus und FPS 620 M-NC lassen sich manuell mit mechanischem oder elektronischem Handrad bedienen. Darüber hinaus ist die ‹plus› mit der Streckensteuerung TNC 128 und die ‹NC› mit der High-End-Steuerung TNC 620 von Heidenhain ausgestattet. Es lässt sich also das gesamte Spektrum des Fräsens mit diesen Maschinen erlernen.» Marc Lucas bestätigt die Aussagen und erläutert: «Wer ein guter Industriemechaniker werden will, muss ein Gespür für Metall entwickeln. Das heisst, er muss zum einen mit gewöhnlichen Handfeilen das Material bearbeiten, zum anderen gilt es, manuell mit Handrädern zu fräsen. So fühlt er, wie tief und schnell sich diverse Werkstoffe abtragen lassen und dass sich Unterschiede im Härtegrad enorm auf die erreichbare Zerspanungsleistung auswirken.» Die Schutzscheiben der FPS-Maschinen sind abgeklappt und die Handräder aktiviert. So arbeiten die Azubis von Benninghoven bereits im ersten Lehrjahr diverse Nuten, Bohrung oder Gewinde von Hand ein und können diesen Zerspanprozess aus nächster Nähe beobachten.

Auf High-End-CNC programmieren und simulieren

Ab dem zweiten Lehrjahr lernen die angehenden Industriemechaniker, CNC-Programme zu erstellen. Hilfreich hierbei: Die FPS 620 M-NC verfügt über ein flexibel schwenkbares Bedienfeld mit 19 Zoll grossem Touchscreen. Dahinter befindet sich die High-End-Steuerung TNC 620 FS von Heidenhain. Der Benutzer führt lediglich eine Vierteldrehung am Schlüsselschalter aus, schon sind die Handräder abgeschaltet und die CNC ist aktiviert. Dank werkstattorientierter Arbeitsschrittprogrammierungen «smarT.NC» (mit der auch die Fräsmaschinen der realen Fertigung ausgestattet sind) wird der Benutzer nun durch grafische Darstellungen zielgerichtet geführt, sodass er schnell ein funktionsfähiges Programm erstellen kann.

Da Sicherheit für die Mitarbeiter und Maschinen bei Benninghoven über allem steht, betrachten die Lehrlinge ihr erstelltes CNC-Programm generell erst als Bildschirmsimulation, zeigen es dann dem Meister und drücken erst nach Freigabe den Startknopf. Auch während des Fräsvorgangs gewährleistet die FPS 620 M-NC höchsten Schutz für die Maschinenbediener, da das Software-Tool «funktionale Sicherheit» in die CNC integriert ist. Hinter dem System steckt eine zweikanalige Logik, die im Fehlerfall oder bei Betätigung des Not-Aus-Tasters zum unmittelbaren Halt der Achsen führt. So können die Lehrlinge durch die Schutzscheibe den kompletten Fräsvorgang beobachten und meist nach wenigen Minuten ihr Werk in Händen halten.

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Präzise Bauteile für die Produktion

Dabei zeigt sich Marc Lucas auch mit der Qualität und Präzision der hergestellten Bauteile sehr zufrieden. «Genauigkeiten von einem Hundertstel Millimeter oder H7-Lagersitze sind mit den FPS kein Problem», bekräftigt der Industriemeister, der noch vor einigen Jahren als Abteilungsleiter in der Zerspanung bei Benninghoven tätig war. Dementsprechend unterstützt er durch gelegentliches Zuarbeiten auch gerne seine Kollegen von der Betriebsmittelkonstruktion, des Prototypenbaus und der Produktion. Schmunzelnd ergänzt er dazu: «Solche Aufträge sind auch für unsere Lehrlinge immer ein gewisses Highlight.»

Die Basis für die hohe Präzision legt FPS durch eine eigensteife, mehrfach verrippte Gusskonstruktion und geschabte Führungen. Darüber hinaus sind direkte Längenmesssysteme von Heidenhain mit einer Positioniergenauigkeit von 5 µm in allen linearen Achsen integriert. Der moderne Spindelmotor leistet in der FPS 620M-NC bis zu 7 kW und erreicht Drehmomente bis 340 Nm. Von Vorteil sieht Ausbilder Lucas auch die kompakten Abmasse der Fräsmaschinen. Mit 2435 mm Breite, 1875 mm Tiefe und 2000 mm Höhe brauchen die Maschinen lediglich rund 4,5 Quadratmeter Stellfläche. Dadurch lassen sie sich perfekt in die Lehrwerkstatt integrieren, haben aber dennoch einen grossen Arbeitsbereich, der Bewegungen zulässt, die bei X = 620 mm, Y = 350 mm und Z = 400 mm liegen.

Hohe Qualität ist kein Zufall

FPS produziert mit hoher Fertigungstiefe zu hundert Prozent in Deutschland. Ein Punkt, der auch die Delegation von Benninghoven beim Besuch des FPS-Werks Anfang 2018 beeindruckt hat, wie Marc Lucas hervorhebt: «Uns imponierte die Leistungsfähigkeit der Produktion in Warngau. Das hat die Entscheidung für diese Fräsmaschinen nochmal bestätigt.» Aus heutiger Sicht zeigt sich der Ausbildungsmeister noch immer sehr zufrieden, denn beide FPS 620 M laufen stets zuverlässig. Dabei macht sich Lucas auch keine Sorgen, falls es mal zum Servicefall kommt. Denn selbst bei Kleinigkeiten reagiert der Kundendienst schnell, wie er aus Erfahrung weiss: «Am CNC-Schwenkarm gab es kurz nach Inbetriebnahme ein Problem mit der mechanischen Befestigung. Die FPS-Techniker haben die Schwachstelle umgehend beseitigt, sodass wir die Maschine in kürzester Zeit wieder einsetzen konnten.» SMM

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