Mannarme Fertigung Wirtschaftliche Fertigung: Mechanikkomponenten

Redakteur: Anne Richter

Wer als Anbieter hochpräziser Mechanikkomponenten aus einem Hochlohnland bestehen will, muss sich nicht nur qualitativ, sondern auch preislich vergleichen lassen. Daher setzt Polymeca auf Spitzen-Technologie zur Sicherung der Qualität sowie auf mannarme Vollauslastung seiner Anlagen dank Automationslösungen.

Firmen zum Thema

Bei der Bearbeitung wird das Bauteil durch einen Schwall aus exakt temperiertem Kühlschmierstoff thermisch stabilisiert.
Bei der Bearbeitung wird das Bauteil durch einen Schwall aus exakt temperiertem Kühlschmierstoff thermisch stabilisiert.
(Bild: Klaus Vollrath)

«Ursprünglich gehörten wir zur Firma Leica und fertigten für die Gruppe hochpräzise Achssysteme, Einzelteile und Montagebaugruppen für den Bereich Geosystems», erläutert Heinz Staub, Verkaufsleiter der Polymeca AG in Heerbrugg. Mit der Aufteilung des Unternehmens in Teilbereiche entstand aus der früheren Mechanik- Fertigung eine separate Firma mit rund 120 Mitarbeitern, welche jetzt als Zulieferer selbständig am Markt agiert. Kernkompetenz des mittlerweile zur Hexagon-Gruppe gehörenden Unternehmens ist die Herstellung von Präzisionskomponenten, Achssystemen und kompletten Baugruppen für anspruchsvolle Kunden aus der Feinmechanik, Optik, Messtechnik, Lasertechnik, Medizintechnik sowie Militärtechnologie. Verwendet werden die gängigen Ingenieurwerkstoffe von Aluminium und Messing über Magnesium und Titan bis zu Stahl und Edelstahl. Dabei geht es weniger um Einzelstücke als vielmehr um Serienfertigung in kleinen bis mittleren Losgrössen. Dank einer sehr guten Anlagenausstattung sowie der hoch qualifizierten und motivierten Belegschaft kann man höchste Anforderungen bezüglich Präzision und Qualität erfüllen. Über die Herstellung der einzelnen Komponenten hinaus übernimmt man zusätzlich alle gewünschten Aufgaben von der Montage zu Baugruppen über die Bestückung mit Elektronik- und Optikkomponenten bis zur transportgerechten Verpackung und der termingerechten Anlieferung an die Fertigungslinien des Kunden.

Wirtschaftlichkeit durch Automation

«Eine unserer besonderen Stärken ist die Senkung von Kosten durch permanent umgesetzte Rationalisierungsprojekte, verbunden mit einer kontinuierlichen Automation der Fertigung», ergänzt H. Staub. Möglich mache dies ein hauseigenes Spezialistenteam, welches alle diesbezüglichen Aufgaben selbständig umsetzt, d.h. von der Konzeption, Konstruktion, Steuerungsbau, Programmierung von Handling und Schnittstellen, Herstellung der erforderlichen Vorrichtungen und Aufnahmen bis zur Implementierung in den Fertigungsverbund. Dadurch erreiche man eine 24/7-Fertigung mit hoher Produktivität und geringem spezifischem Personaleinsatz. Die optimale Auslastung der Maschinen ermögliche eine auch im internationalen Vergleich sehr attraktive und wettbewerbsfähige Kostenstruktur. Weiterer wesentlicher Pluspunkt von eigenen Automatisierungs-Experten seien die erheblich kürzeren Umsetzungszeiten neuer Projekte. Die dadurch deutlich verkürzte «time to market»-Phase sei für die Kunden sehr attraktiv.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 13 Bildern

Beherrschte Präzision

«Bei der mechanischen Bearbeitung ist Temperaturkontrolle das A und O zur Beherrschung enger Fertigungstoleranzen», weiss H. Staub. Schon kleine Temperaturunterschiede führen zu thermischer Ausdehnung und damit zu Dimensionsänderungen sowohl am Werkstück als auch an den Maschinen. Deshalb habe man gewisse Bereiche der Fertigung klimatisiert und andere temperaturstabilisiert. Darüber hinaus sind die Bearbeitungszentren mit Hochgenauigkeitsoptionen ausgerüstet, wozu auch die Temperierung wesentlicher Anlagenkomponenten sowie der Kühlschmierstoffe gehört. Dank dieser Massnahmen sei die Beherrschung von Abmessungstoleranzen im Bereich < 0,02 mm Standard, bei bestimmten Bearbeitungen wie dem Innen- und Aussenrundschleifen könne man auch noch deutlich genauer arbeiten und Durchmessertoleranzen bis herab zu < 0,001 mm gewährleisten. Interessant für die Kunden sei in diesem Zusammenhang, dass man die zugesicherten Genauigkeiten auch im Mehrschichtbetrieb sowie über lange Zeitintervalle einhalten könne. Der Abnehmer könne sich auch beim siebten und beim 25. Abruf und auch nach etlichen Jahren darauf verlassen, dass die Produkte aus dem neuen Abruf exakt denjenigen der ersten Serie entsprechen. Die Fähigkeit, eine solche Langzeitstabilität der Bearbeitung sicherzustellen, sei beileibe keine Selbstverständlichkeit. Viele Lohnfertiger könnten zwar die gewünschte Genauigkeit innerhalb eines geschlossenen Fertigungsloses einhalten, täten sich damit bei Folgeaufträgen jedoch schwer. Dabei sei eine solche Langzeitstabilität der Toleranzen gerade für Hersteller hochwertiger Systeme, die eventuell nur in kleineren Stückzahlen, aber dafür über etliche Jahre hinweg vermarktet werden, ein wichtiger Aspekt.

Fertigungsintegrierte Messtechnik

«Jeder Qualitätsregelkreis kann nur so gut sein wie Rückkopplung der Prüfergebnisse in die Steuerungen der Produktionsanlagen», sagt H. Staub. Aus diesem Grund verwendet das Unternehmen als erste Prüfebene einen leistungsfähigen Messroboter, der sich direkt in der Fertigungshalle befindet. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die Prüflinge direkt nach der Entnahme aus der Produktionsanlage vermessen werden können, ohne dass vorher eine Wartezeit zur Anpassung an die Temperatur des Messraums eingeschoben werden müsste.

Beim Messroboter selbst handelt es sich um ein Spitzenprodukt der deutschen Konzern-Schwester Leitz. Die Messobjekte werden auf magnetisch codierte Paletten gespannt, deren Aufnahmevorrichtungen jeweils fest dem betreffenden Bauteil zugeordnet sind. Diese Zuordnung bleibt solange bestehen, wie das Produkt «lebt», d.h. bis zum endgültigen Auslaufen der Fertigung. Falsche Zuordnungen können somit ausgeschlossen werden. Zeitweilig nicht benötigte Paletten werden in ein spezielles Lager überführt und bei Start eines neuen Fertigungsloses wieder aktiviert.

Der Messroboter selbst ist vollständig in einem temperierten Gehäuse gekapselt, so dass weder Staub noch Schmutz eindringen können. Aus diesem Gehäuse ragt lediglich die Pinole mit dem Messtaster hervor. Für die unterschiedlichen Aufgaben verfügt das System über ein automatisches Tastermagazin. Vor jedem Job erfolgt eine Kalibrierung durch Antasten einer Keramikkugel. Referenziert wird anschliessend direkt am Messobjekt selbst. Die ermittelten Daten werden zentral archiviert und dienen zur Feinjustierung der Fertigungsparameter.

Backup durch Hochpräzisions-Messungen

«Das ist jedoch erst die erste Stufe unserer Qualitätssicherung. Dahinter folgt eine zweite mit einem noch wesentlich höheren Genauigkeitslevel», betont H. Staub. Aufgabe dieser zweiten Stufe, für die Spitzenprodukte der dimensionellen Messtechnik mit Genauigkeiten bis zum Bruchteil eines µm in einem separat klimatisierten Messlabor eingesetzt werden, ist die Kontrolle von Erstmustern, die Serienfreigabe sowie die Überprüfung und Absicherung der ersten Stufe durch Stichproben. Die Erfahrung zeige nämlich, so H. Staub, dass es beim Einsatz von unterschiedlichen Messsystemen immer wieder zu Abweichungen komme, die auf verschiedenste Ursachen zurückzuführen seien. Das reiche von einem suboptimalen Wartungszustand der Anlagen über Schulungsmängel des Bedienpersonals oder Fehler z.B. beim Aufspannen bzw. Referenzieren bis zu nicht optimaler Temperierung des Messraums bzw. nicht ausreichender Zeit für die Temperaturangleichung der Bauteile. Hier habe Polymeca den Vorteil, dass man vom konzernweiten Know-how der Hexagon-Gruppe profitiere und in den verschiedensten Messtechnologien über jeweils mehrere Systeme der Spitzenkategorie verfüge. Mit dieser Ausstattung und der Erfahrung der hier tätigen Mitarbeiter könne man Abweichungen in der ersten Stufe der Qualitätssicherung frühzeitig erkennen und abstellen. Kunden hätten dadurch die Sicherheit, dass die Qualität der Produkte auch langfristig höchsten Ansprüchen genüge.

Marktgerechte Oberflächenveredelung

«Ein weiterer wichtiger Vorteil für unsere Kunden ist die hauseigene Galvanik und Oberflächentechnik», freut sich H. Staub. Dieser «alles aus einer Hand»-Aspekt gewinne gerade bei hochwertigen Spitzenprodukten zunehmend an Bedeutung, da einwandfreie und optisch ansprechende Oberflächen speziell im Premiumbereich zunehmend an Bedeutung gewinnen. Hier erweise sich als unschätzbarer Vorteil, dass man bei der Verselbständigung nicht nur den Bereich der mechanischen Bearbeitung, sondern auch moderne Anlagen für galvanische Prozesse, Eloxalbeschichtung und Surtec-Chromatierung sowie eine sehr gut organisierte Lackierabteilung integrieren konnte. Damit könne man den Kunden eine breite Palette hochwertiger Oberflächenveredelungen anbieten. Zudem verfüge man in diesen Abteilungen über umfassendes Know-how, wie man kritische Funktionsbereiche bei der Beschichtung abdecken könne, damit Passungs- und Gleitflächen bei der Behandlung nicht beeinträchtigt werden – ein wichtiger Vorteil, da die üblichen Lohnveredler dies nur in den seltensten Fällen mit der nötigen Erfahrung und Sorgfalt ausführen könnten. Die Defizite beginnen hier oft schon bei der erforderlichen Langzeit-Archivierung der speziellen, für jedes Produkt exakt masszuschneidernden Abdeckvorrichtungen. Weiterer Vorteil der unmittelbaren Nähe zu diesen Abteilungen sei die Möglichkeit, selektive Beschichtungen und darauf folgende zusätzliche mechanische Arbeitsgänge betriebsintern auf kurzen Wegen nach Belieben miteinander zu kombinieren. «Kurzum, wir haben alle Voraussetzungen, um unseren Kunden mit mechanischen Hochpräzisionsprodukten zu bedienen, die auch optisch höchste Ansprüche erfüllen», bilanziert Heinz Staub. <<

(ID:42925745)