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Flexibilität ist Trumpf
25.08.2009
Automatisierung: In der Luftfahrtindustrie verstärkt sich der Trend hin zu komplett
automatisierten Systemen. Handtmann A-Punkt Automation bietet dazu wirtschaft-
liche Lösungen komplett aus einer Hand. Die jüngste Entwicklung sind zwei
Universalbearbeitungszentren UBZ HP mit Portallader für Magellan Aerospace.
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Seit knapp 25 Jahren entwickelt und baut der schwäbische Maschinenbauer Handtmann A-Punkt Automation HSC-Bearbeitungszentren für die hoch wirtschaftliche Bearbeitung von Titan, Stahl, Aluminium und Composite. Mit seinen Fräsmaschinen etablierte sich das Unternehmen im Fenster-, Türen- und Fassadenbau und auch in der Automobilindustrie. In den vergangenen Jahren fokussiert Handtmann A-Punkt Automation seine Entwicklungen zusehends auch auf die Aerospace-Industrie. Handtmann-Bearbeitungszentren sind heute in den Fertigungen namhafter Flugzeughersteller wie EADS, Airbus oder Boeing anzutreffen. Darüber hinaus ist Handtmann mit seinen effizienten Bearbeitungszentren erste Adresse für die gesamte Zuliefererkette der großen Flugzeugbauer.
Ein führender Tier-1-Supplier von Luftfahrtsystemen und -komponenten ist die Magellan Aersopace Corporation in Kanada. Vor kurzem wurde in deren Tochterunternehmen in England eine automatisierte Anlage, bestehend aus zwei Universalbearbeitungszentren UBZ HP mit Portallader, des schwäbischen Maschinenbauers installiert. Gefertigt werden darauf Teile für die Airbusfamilie vom A318 bis hin zum A340.
Geprägt von neuen Materialien wie Composites und Titan setzt die Aerospace-Industrie fertigungstechnisch eigene Akzente. So wachsen mit den Bauteilgrößen auch die Anforderungen an die Bearbeitung. Umso wichtiger ist es, dass sich Anlagenhersteller und Zulieferer frühzeitig zusammensetzen. Wolfgang Ziemann, Vertriebsleiter bei Handtmann A-Punkt Automation, skizziert die Ausgangssituation bei Magellan Aerospace: „In diesem Fall lagen uns zunächst Bauteilzeichnungen der Strukturteile vor. Die Teile mit einer maximalen Länge von 10m bestehen aus Aluminium und sollten aus Plattenmaterial gefertigt werden. Dementsprechend hoch sind in diesem Bearbeitungsfall die geforderten Zerspanleistungen. All diese Randbedingungen werden schon in der Konzeption der Maschine berücksichtigt. Anschließend werden die Eckdaten mit dem sogenannten Mengengerüst – den geforderten Stückzahlen, die pro Teil beispielsweise in einer Wochenproduktion durchzuschleusen sind – kombiniert. Darauf basiert dann unsere Gesamtlösung.”
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Durchgängig und wirtschaftlich
Weiterhin werden dann die Maschinenlaufzeiten kalkuliert und die Anzahl der 
benötigten Maschinen errechnet. „Aus diesem Gerüst ergibt sich dann die Beschickung der Maschine um genügend vorgerüstete Paletten bereithalten zu können, um in diesem Fall zwei Maschinen permanent bestücken zu können”, erklärt Ziemann. „Eine unserer Stärken ist, dass wir sehr frühzeitig auf die kundenspezifischen Anforderungen eingehen. Von Anfang an hat auch hier eine sehr enge Kooperation mit dem englischen Flugzeugbauer stattgefunden. Letztendlich hat unsere durchgängige und wirtschaftliche Automatisierungslösung mit dem Portalhandling überzeugt”, bringt es der Vertriebsleiter auf den Punkt.
Das Ergebnis der Automatisierungslösung für Magellan Aerospace sind zwei identische 5-Achs-Universalbearbeitungszentren UBZ HP mit einer Tischgröße von jeweils 10×1,5m und Spindeln mit einer Leistung von 100kW sowie einer Zerspanleistung von 13000 cm3/min. Die sogenannte „Tandemanlage” verfügt über eine gemeinsame Rüststation sowie vier Ablageplätze. Bestückt wird sie von einem gemeinsamen Portallader.
Mit dem Handtmann-Automatisierungskonzept erschließt sich der Flugzeugbauer zahlreiche Vorteile wie etwa eine höhere Flexibilität. Damit kann er beispielsweise die heute 9,60m langen Holme für die rechte und linke Tragfläche der A320-Familie parallel fräsen oder auf den zwei identischen Maschinen auch unterschiedliche Teile fertigen. Vorteil: Während der Bearbeitung kann so auf den zusätzlichen Rüstplätzen hauptzeitparallel be- und entladen werden.
Apropos Produktivität: „Die Spindel muss arbeiten und darf möglichst wenig stillstehen”, erklärt Andreas Podiebrad, Geschäftsführer Handtmann A-Punkt Automation. „Zudem kann die Anlage jederzeit den aktuellen Bedürfnissen des Flugzeugbauers angepasst und erweitert werden.”
Meine Meinung
Nach der Automobil- und Bauindustrie hat sich Handtmann A-Punkt Automation ebenso erfolgreich am Aerospace-Markt etabliert. Produktivität hat bei den Entwicklungen höchste Priorität und wird perfekt in die Praxis umgesetzt – das „Maximum” stets im Visier. Nicht ohne Grund hält das Unternehmen seit Oktober 2008 den Weltrekord in der Zerspanleistung: Mit 15,063 l/min auf einer Gantry CS hat Handtmann A-Punkt Automation die Messlatte für die Konkurrenz sehr hoch gelegt.
Jürgen Gutmayr, Redaktion fertigung
Schon bei der Inbetriebnahme einer Anlage steht Produktivität stets an oberster Stelle im Pflichtenheft von Handtmann. Ziemann beschreibt die Vorgehensweise beim Flugzeugbauer im englischen Wrexham: „Die erste Fertigungsanlage wurde bei Magellan in Betrieb genommen und parallel dazu die zweite Anlage bei uns im Haus mit der Automatisierungslösung aufgebaut und erprobt. Nach der Abnahme der zweiten Maschine wurde diese dann ausgeliefert und das erste UBZ HP in die Automatisierungslösung mit eingebunden. So wird der Anwender nur geringst möglich in seinem laufenden Fertigungsprozess eingeschränkt.”
In der Praxis hat sich die Anlage bereits bestens bewährt. Der Bediener steht außerhalb des Portalbereichs der Anlage und hat nur noch eine Station an der er die Teile rüstet. Die Beschickung der Anlage erfolgt dann mittels der 10×1,5m großen Paletten über die X-Achsen der Maschinen, ein Nullpunkt-System fixiert diese und anschließend werden die erforderlichen Programme in der Maschine eingelesen. Und schon startet der vollautomatische Bearbeitungsprozess.
In Zahlen ausgedrückt: Der Bearbeitungsprozess des Strukturteils dauert acht Stunden, das Rüsten zirka vier Stunden. Der gesamte Palettenwechselprozess kostet lediglich ein paar Minuten Zeit. Ohne automatisiertes System würde die Maschine also mindestens vier Stunden stillstehen.
Podiebrad ergänzt noch einen wichtigen Aspekt der Handtmann-Automatisierungslösung: „Die Palette ist zum Rüsten ringsherum frei zugänglich und der Bediener kann beliebige Vorrichtungen installieren. Zudem ist die Palette bereits mit Anschlüssen für verschiedenste Spannsysteme ausgerüstet.”
Das abschließende Fazit von Podie-brad ab wann sich Automatisierung rechne: „Automatisierung lohnt sich bereits ab Stückzahl Eins – insbesondere bei langen Rüstzeiten. Der Return-of-Invest einer automatisierten Anlage ist relativ kurz.”
Auf einen Blick
Handtmann UBZ HP im Detail
Dank Optimierung wichtiger Maschinenkomponenten und erhöhter Maschinensteifigkeit erreicht das UBZ HP sehr hohe Genauigkeiten sowie optimale Oberflächenqualitäten bei höchsten Zerspanleistungen. Zwei modular aufgebaute Maschinenvarianten – für die Bearbeitung von Kunststoffen und Aluminium, beziehungsweise von Werkzeugstahl und Titan – liefern beste Ergebnisse in der Schrupp- und Schlichtbearbeitung.
für Kunststoff, Composite, Aluminium, Stahl und Titan
Spindelleistungen bis 180 kW, 30 000 U/min
Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 60 m/min
Tischgröße bis 10 000 x 2000 mm
