Prozesssicherheit inklusive

Prozesssicherheit inklusive
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19.11.2014 | Die Diskussionen um 5-Achs-Bearbeitungszentren scheinen derzeit unendlich. Während die vermeintlich anspruchsvollere Programmierung oder die höheren Ansprüche an Maschine und Steuerung für einige Skeptiker dagegen spricht, sehen Insider die schnellere Bearbeitung und damit Einsparpotenziale oder auch die höhere Präzision sowie auf Grund der geringeren Fräsweges den reduzierten Werkzeugverschleiß.

Lösungen mit Präzision und Kompetenz in 5 Achsen sowie die ganzheitliche Betrachtung der Prozesskette, unter diesen Aspekten sollten den Besuchern der 7. HELLER WerkTage die Trends von morgen näher gebracht werden. Wie man bei HELLER Produktivität in voller Bandbreite definiert, demonstrierte das Unternehmen dann auch auf sieben BAZ mit den unterschiedlichsten Werkstücken und Anforderungen. So wurden auf drei 4-Achs-Bearbeitungszentren der Baureihe H eine Planzug-Lösung und das Trochoidalfräsen, der universelle Einsatz mit überlangen Werkzeugen oder auch das Bohren in allen erdenklichen Ausprägungen präsentiert. Die Schwerpunkte der 5-Achsbearbeitung setzte man in Nürtingen mit drei 5-Achs-Bearbeitungszentren der Baureihe F. Auf der FP 4000 ging es um die Genauigkeit im messgesteuerten Prozess und die 5-Achs-Bearbeitung auf 6 Seiten, auf einer FT 4000 stand die strategische 5-Achssimultanbearbeitung im Vordergrund. Auf dem 5-Achs-Bearbeitungszentren CP 8000 dagegen wurden HELLER Zyklen und die kombinierte Fräs-Drehbearbeitung verdeutlicht. Diese Live-Zerspanung wurde zudem mit insgesamt drei Neuentwicklungen und zahlreichen Weiterentwicklungen ergänzt. Dazu zählte unter anderem auch die Erweiterung der Prozesskette außerhalb der Zerspanung bei der Kurbelwellengehäusefertigung mit dem HELLER CBC (CylinderBoreCoating).


Diesem Mix an unterschiedlichen Anforderungen wurde man bei HELLER in diesem Jahr erstmals auch mit einer moderierten Podiumsdiskussion gerecht. Podiumsdiskussion deshalb, weil man so entscheidende Fragen gezielt auf den Punkt bringen konnte: Das war einerseits der Bezug zur Praxis oder warum, wann und welche Lösungen gewählt wurden, und wie sich derartige Strategien übertragen lassen. So zeigte Volker Schmitt, Head of Industrial Engineering Manufacturing bei der Linde Hydraulics GmbH in Aschaffenburg unter anderem auf, wie mit dem Einsatz eines 5-Achs-BAZ spezielle Zylinderblöcke von Axialkolbenpumpen wirtschaftlich herzustellen sind. Diese Bauteile wurden demnach bislang mit vier Achsen und einer zusätzlichen Aufbauachse auf der Palette gefertigt. Bei einem Typ an Zylinderblöcken war die Bearbeitung allerdings nur in zwei Aufspannungen möglich. Ein Prozess, der sich sehr aufwändig gestaltete und zudem mit Verlusten in Qualität und Wiederholgenauigkeit verbunden war. Um hier schräge Bohrungen in einer Aufspannung zu realisieren, musste man auf 5-Achsen setzen. Ein ganz entscheidender Vorteil für Linde Hydraulics war hier, dass mit der FP-Baureihe bzw. dem Gabelkopf auch im negativen, das heißt im sogenannten unteräquatorialen Bereich gebohrt kann. Dieser negative Bereich liegt in Aschaffenburg bei 21°.

Das Erfolgs-Rezept für zuverlässigen Betrieb

Das Erfolgs-Rezept für zuverlässigen Betrieb
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Für Walter Kreidler, Geschäftsführer der Kreidler GmbH & Co. KG in Horb dagegen sind das Zerspanvolumen, die Dynamik, die Präzision und die Zuverlässigkeit bei HELLER-Maschinen das Maß aller Dinge. Mit einem Werkstückprogramm, unter anderem von führenden deutschen Getriebeherstellern, sind die Anforderungen in Sachen Präzision und Verfügbarkeit in Horb demnach meist extrem hoch und äußerst komplex. Dazu Walter Kreidler: „Diese Anforderungen sind für uns nicht neu, denn mit derart schwierigen Bearbeitungen werden wir fast täglich konfrontiert. Wobei schwierig relativ ist. Es kommt immer darauf an, auf was man das bezieht. Der Druckguss-Bereich ist eine Branche mit hohen Normen und Ansprüchen. Wenn man das weiß, stellt man sich darauf ein und geht entsprechend gewissenhaft vor. Wie man „Präzision und Zuverlässigkeit für einen sicheren Ablauf in der Produktion“ erreicht, dafür hat Walter Kreidler sein eigenes Rezept, das aber seit Jahren erfolgreich zu sein scheint: „Ich kenne die Maschinen von HELLER seit dem ersten Tag und wir wissen, was wir damit machen. HELLER mag zwar kostenintensiver sein als so manch anderes Modell aber die Lebensdauer der Maschinen macht das alles wett. Für einen zuverlässigen Betrieb müssen die Maschinen einfach nur laufen. Rund um die Uhr, weil das Ein- und Ausschalten, das Hoch- und Herunterfahren, die Temperaturschwankungen also, meines Erachtens zu Lasten der Lebensdauer gehen. Hat man konstante Temperaturen, gibt es so gut wie keine Probleme.“ Die erforderliche Präzision erreicht man in Horb dagegen durch die Komplettbearbeitung in einer Aufspannung. Unterschiede zwischen Schruppen und Schlichten werden dabei keine gemacht, denn die Maschinen leiden dadurch nach Auskunft von Walter Kreidler keineswegs: „Wir haben Maschinen seit 15 Jahren, mit den ersten Führungen und wir haben sogar bei Heller eine 11 Jahre alte Maschine, eine MC 16 gekauft. Die wurde aufgestellt, die Maschine ist gelaufen und ist so präzise wie eine neue. Da ist noch nie eine Spindel oder Führungsleisten gewechselt worden. Die Teile kommen runter und stimmen. Auf dieser Maschine fertigen wir derzeit aktuelle Getriebegehäuse.“

Ohne Automation bereits bei einer Verfügbarkeit von 95 Prozent

Eine derartige Vorgehensweise mag da auf Karl Semmelmann, Leiter Technik und Entwicklung bei der MDS-Abele GmbH & Co. KG befremdlich wirken, denn in Mühlacker muss man Cm/Cmk 1,67 prozessfähig nachweisen. Konkret geht es um ein Bauteil, das in seiner Gesamtheit und in einer Wechselbearbeitung sehr präzise gefertigt werden musste. Durch den erforderlichen Nachweis nach Cm/Cmk 1,67 reduzieren sich die Toleranzen zudem von 0,05 mm auf 0,035 mm. Bei täglichen Losgrößen von 50, 220 und 500 Stück geht es darum, die Präzision in Verbindung mit Prozessfähigkeit über einen langen Zeitraum prozesssicher nachzuweisen. In Mühlacker setzt man deshalb auf zwei 4-Achs Bearbeitungszentren H 4000 von HELLER. Die Maschinen wurden 2013 in Betrieb genommen und haben sofort mit der Fertigung begonnen. Obwohl man mit einer gewissen Anlaufzeit gerechnet hatte, ist man ohne Automation bereits bei einer Verfügbarkeit von 95 bis 96 Prozent.


Einen wesentlichen Anteil an dieser hohen Verfügbarkeit hat nach Auskunft von Karl Semmelmann die Stabilität der Maschinen, denn einerseits sichert diese eine hohe Wiederholgenauigkeit. Anderseits kommt es zu keinen Schwankungen bei Steifigkeit und Wärmegang. Nach einer kurzen Warmlaufphase stehen die Maschinen thermisch wie mechanisch zur Verfügung. Statt Zerspanungsleistung stehen bei MDS-Abele hohe Geschwindigkeiten, hohe Vorschübe und Präzision im Vordergrund. Attribute also, die man nicht unbedingt mit horizontalen Bearbeitungszentren verbindet. Für Karl Semmelmann ist das allerdings alles relativ: „Bei Herstellern mit anderen Konzepten muss man sich fragen, ob man hier die Eilganggeschwindigkeiten über den gesamten Verfahrweg überhaupt erreicht. Die H 4000 hat einen Verfahrweg von 800 mm. Was auf diesem Weg beschleunigt wird, muss auch wieder abgebremst werden. In diesem Zusammenhang muss man allerdings auch die Betriebskosten betrachten. Für die Stromaufnahme von Linearantrieben muss man heute ja schon neben jede Maschine einen eigenen Stromerzeuger stellen.“


Genau das kann es in Mühlacker aber nicht sein, denn nach eigenen Berechnungen sind in den letzten 5 Jahren die Stromkosten um 60 Prozent gestiegen. Unabhängig von politischen Entscheidungen geht man davon aus, dass dieser Anstieg auch die nächsten Jahre noch anhalten wird.


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