Automatisierung + Standardisierung

werkstückspannen

Intelligent gespannt

25.05.2010

Automatisierung: Wie jeder Automobilzulieferer unterliegt die zbg Motorentechnik GmbH & Co. KG in Bruck in der Oberpfalz einem extremen Kostendruck. Nicht zuletzt mit Hilfe intelligenter Spanntechnik konnte eine automatisierte Fertigungszelle für Pkw-Ölwannen realisiert werden, die hinsichtlich Produktivität kaum Wünsche offen lässt.

Die jüngste Weltwirtschaftskrise hat auch bei zbg Motorentechnik GmbH & Co. KG in Bruck in der Oberpfalz ihre Bremsspuren hinterlassen. Im Oktober 2008 kam es von einer Woche auf die andere zu einem Umsatzeinbruch von 50 Prozent. Erst ein Ölwannen-Großauftrag führte zu einem Neuanlauf im Herbst 2009: Die eigens dafür realisierte flexible Fertigungszelle arbeitet hochautomatisiert, so dass sich die Umsatzzahlen wieder auf die Vorkrisenwerte einpendelten.

„Unser größter Wettbewerbsvorteil ist die automatisierte Fertigung.“ Siegfried Schmid, Geschäftsführer bei zbg, begegnet dem extremen Kostendruck mit Automatisierung und personalarmer Produktion: „Die zbg Motorentechnik bewegt sich in einem Marktbereich, in dem zahllose konkurrierende Anbieter dem Preisdiktat weniger Abnehmer ausgesetzt sind. Wir wollen nicht weltweit agieren, sondern hauptsächlich den deutschen und mitteleuropäischen Markt beliefern.“

Dokumentierte Qualität, Zuverlässigkeit und Liefertreue werden heute vorausgesetzt. Verkaufskriterium ist oft nur noch der Preis. Um in diesem Wettbewerb bestehen zu können, führt an der Automatisierung kein Weg vorbei – entscheidend sind die Lohnkosten. „Momentan liegt der Lohnkostenanteil zwar noch bei etwa 15 Prozent“, erklärt Schmid. „Mit unseren Automatisierungs-Investitionen wird dieser Wert jedoch wieder auf etwa 10 Prozent zurückgehen, so dass wir damit auch mit Fernost konkurrieren können.“

Unterschiedliche Varianten möglich
Die automatisierte Fertigungszelle zur Bearbeitung von Ölwannen besteht aus drei doppelspindligen und zwei einspindligen Bearbeitungszentren, die von drei Robotern bedient werden und über einen Teile-Shuttle verknüpft sind. Dazu kommen eine Montagestation und eine kameragestützte Dichtheitsprüfstation. Auf der Anlage können derzeit bis zu drei verschiedene Varianten von Ölwannen für Vierzylinder- und zwei verschiedene Varianten für Sechszylinder-Dieselmotoren bearbeitet werden. Zwei Ölwannen für Benzinmotoren sollen hinzukommen. Die Anlage wurde von der zbg Motorentechnik konzipiert, von der für Automatisierungslösungen zuständigen erst 2008 gegründeten Schwesterfirma FS Technologies GmbH & Co. KG konstruktiv umgesetzt und ging gegen Ende des Jahres 2009 in Betrieb. Sie ersetzte eine bestehende Ölwannen-Fertigungszelle, die bereits neun Jahre lang dreischichtig produziert hatte. Nun waren aber zunehmend neue Teilevarianten gefordert, die mit der alten Anlage wirtschaftlich kaum noch zu fertigen waren. Hinzu kam der steigende Kostendruck – die Produktion drohte nach Indien abzuwandern.

Ursprünglich war eine komplette Neuinvestition geplant. Mit dem plötzlichen Umsatzeinbruch waren aber vorhandene Maschinen und Einrichtungen frei geworden. So hat man das System überdacht und vorhandene Produktionseinheiten zu einer neuen automatisierten und hochproduktiven Fertigungszelle verknüpft. Mit den drei Doppelspindlern können Ölwannen komplett bearbeitet werden bis zur Vierzylindervariante. Die Sechszylinder-Ölwannen werden auf den beiden Einspindelmaschinen mit zweiter Spannlage bearbeitet.

Bei dieser Präzisionsbearbeitung ist absolute Zuverlässigkeit oberstes Gebot, die Teile müssen sauber und funktionsgenau gespannt werden – und dafür ist die verwendete Spanntechnik von entscheidender Bedeutung. „Deshalb wurden bei diesem Projekt ausschließlich AMF-Spannelemente verwendet“, erläutert Hans Eckl, Betriebsleiter bei FS Technologies, „Wir haben mit diesem Hersteller sehr gute Erfahrungen hinsichtlich Liefertreue, Qualität und Preis“. Speziell für diese Anwendung hat AMF aufgrund der besonderen Anforderungen einige Spannelemente neu entwickelt, etwa einen Ausgleichsspanner oder einen hydraulischen Niederzugsspanner – beide sind inzwischen als Standardelement im AMF-Katalog verfügbar.

Simulation für stabile Prozesse
Bei Niederzugspannern für Aluminium-Gussteile mit unterschiedlicher Höhe kann die Bearbeitung schnell instabil werden. Bei AMF wurde deshalb die geplante Bearbeitung am Rechner simuliert. Dabei werden unter anderem nach vorgegebenen Störkonturen auch Kollisionsbetrachtungen angestellt.

Nach rund vier Monaten Betriebserfahrung sind alle Beteiligten rundum zufrieden. „Aus heutiger Sicht haben wir das Optimum erreicht“, erklärt Schmid. „Die realisierte Lösung entspricht genau unseren Erwartungen und wäre ohne die verwendete Spanntechnik so nicht möglich gewesen.“ Wichtig sind für ihn die Zuverlässigkeit und Stabilität der Spannelemente. Aber auch wirtschaftlich haben sich die Investitionen bezahlt gemacht: Auf der vorherigen Anlage wurden mit 15 Mitarbeitern etwa 350 000 Teile pro Jahr produziert – heute liegt die jährliche Produktionszahl bei 500 000 Ölwannen mit nur noch neun Mitarbeitern.
Walter Frick