Branchenreport

Attraktives Angebot

25.08.2010

Ausweitung: Die vertikalen Drehmaschinen sind in der Großserie etabliert und haben – beispielsweise bei Bremsscheiben – Bearbeitungsverfahren revolutioniert. Nun schicken sie sich an, kleine Losgrößen und damit die Lohnfertiger zu erobern. fertigung-Chefredakteur Wolfgang Pittrich versucht eine Bestandsaufnahme.

Bisher überwiegend in der Großserie zuhause, bieten vertikale Drehmaschinen mittlerweile Vorzüge, die sie auch für die Kleinserienfertigung attraktiv machen. Denn: Sie geben Antworten auf zukünftige Fragestellungen und Herausforderungen – gerade im Bereich der Lohnfertigung. Vor allem die einfache Automatisierung über die sich selbst beladende Pick-up-Spindel sowie die Integration unterschiedlicher Bearbeitungstechnologien sprechen für sich.

Nach wie vor stehen die Auftragsfertiger unter enormem Kostendruck. Zudem gehen die Kundenaufträge immer kurzfristiger ein, und die Losgrößen pro Auftrag werden kleiner. Heruntergebrochen auf die Fertigungsmittel bedeutet das: Bei ausgereizten Hauptzeiten müssen die Nebenzeiten minimiert werden; nicht nur aus Kostengründen, sondern auch und gerade aus Sicht der Durchlaufzeiten.

Thorsten Rettich, Leiter Konstruktion und technische Koordination beim Drehmaschinenhersteller J. G. Weisser Söhne, St. Georgen, sieht die vertikalen Drehmaschinen für diese Herausforderungen bestens gerüstet: „Durch neue Umrüststrategien und flexible Werkzeuge ist der Einsatz selbst bei kleinen Losgrößen heute sinnvoll und wirtschaftlich. Mittlerweile werden Werkzeugwechsler und Frässpindeln oder Doppelrevolver in Pick-up-Maschinen integriert, was die Anwendungsbereiche zunehmend vergrößert.“

Die Auswirkungen dieser Aufrüstung kann der Anwender laut Thorsten Rettich direkt am eigenen Geldbeutel festmachen: „Mehrstufige Produktion wie Drehen, Fräsen, Bohren, Gewinden, Verzahnen, Messen auf einzelnen Werkzeugmaschinen wird durch den Arbeitsraum einer einzelnen vertikalen Weisser-Drehmaschine ersetzt.“ Nicht umsonst ist seine Erfahrung: „Daher werden unsere verfahrensintegrierten und automatisierten Werkzeugmaschinen für Lohnfertiger immer interessanter.“

Eine ähnliche Entwicklung beobachtet auch Christa Vergnes, Marketingleiterin der Emco Ges.m.b.H, A-Hallein: „Im Bereich der vertikalen Drehmaschinen gab es in den letzten Jahren einiges an Entwicklung, so dass der Einsatz dieser Maschinen für kleinere Losgrößen oder Werkstückfamilien immer interessanter wurde. Die Maschinen werden immer flexibler.“

Als Beispiel führt sie die VT 250 von Emco an, bei der sich die Teilezuführung nach den individuellen Wünschen der Kunden konfigurieren lässt. Softwareseitig hilft eine parametrische Programmierung über Anwenderzyklen – speziell bei Werkstückfamilien – Umrüsten und Programmieren in einem überschaubaren Rahmen zu halten.

Auch das oft recht mühsame Wechseln des Spannfutters bei Durchmesseränderungen hat sich mittlerweile erledigt: „Viele Anbieter von Spannfutter bieten Schnellwechselsysteme an, bei denen nicht das gesamte Futter getauscht werden muss, um auf einen anderen Werkstückdurchmesser zu gelangen, sondern nur die Backen.“

Selbst im Bereich der Werkzeugbestückung hat sich die vertikale Drehmaschine zu einem echten Hingucker gemausert, wie Eike Fretzer, Global Product Leader VTC Machine Centers von MAG IAS, bestätigt: „Mit der VDM 1000 stellen wir in diesem Jahr eine hochflexible Maschine vor. Sollte der 8-fach- Revolver nicht ausreichen, bieten wir einen Werkzeugwechsler in mehreren Versionen an: Als Rundmagazin mit 30 Werkzeugen, als Flächenmagazin mit rund 100 oder für besondere Anforderungen ein Robotermagazin mit über 150 Werkzeugen.“

Komfortable Online-Hilfen

Jenseits der reinen Hardware hat sich MAG auch um komfortable Tools für die Maschinenbedienung gekümmert. Wenn auch einiges davon noch Zukunftsmusik ist, macht laut Fretzer der Einsatz von internetbasierten Online-Hilfen durchaus Sinn: „Durch den Einsatz des Freedom-eLog-Programms könnte man die letzte Serie auflegen und Feierabend machen. Die Produktion und Maschinenzustände können bei Bedarf bequem von zu Hause am PC überwacht werden. Man kann sich sogar über eine SMS an das letzte Teil erinnern lassen.“

Meine Meinung

Vertikale Drehmaschinen galten in der Vergangenheit als probate Problemlöser für die Großserie. Mittlerweile haben die einschlägigen Hersteller auch ihre Zuneigung für Lohnfertiger entdeckt – nicht ohne Grund: Die einfache Automatisierung über die Pick-up-Spindel, die Multifunktionalität der Maschine, die inzwischen gute Zugänglichkeit und die schnelle Umrüstbarkeit sprechen eindeutig die Sprache der kleinen Stückzahlen und des flexiblen Einsatzes. Jetzt muss nur noch die Zielgruppe davon überzeugt werden. Eine Möglichkeit dazu bietet die AMB in Stuttgart. Dort zeigen wir auf unserem Stand B 92 in Halle 3 unter anderem, was genau unter schnellem Umrüsten auf Vertikaldrehmaschinen zu verstehen ist. Sie sind herzlich dazu eingeladen.
Wolfgang Pittrich, Redaktion fertigung

Soweit die Aussagen der Hersteller. Machbar scheint vieles, doch was sagen die Anwender dazu? Eher reserviert in Richtung Flexibiliät äußert sich Hermann Rumpel von der Rumpel Präzisionstechnik: „Wir setzen unsere Vertikalmaschinen bei Wiederholteilen ein, wenn die Losgröße grob gesagt über 2000 Stück liegt und problemlos bearbeitbare Werkstücke vorliegen.“ (Siehe auch Interview.) Fairerweise gibt er zu, dass er mit seinem Teilespektrum von schwierig zu bearbeitenden Werkstoffen wie Inconel 713C „sicherlich ein Exot unter den Bearbeitern“ ist.

Ganz anders nämlich beurteilt Hans-Ludwig Ringhoffer von der Ringhoffer Verzahnungstechnik GmbH die Möglichkeiten seiner vertikalen Drehmaschinen: „Die Automatisierungslösung mit dem Transportband und der Pick-up-Spindel, die als Teil des Portalschlittens das Greifen und Ablegen der Teile übernimmt, hat mir sofort zugesagt und war bei der Investition mit entscheidend. So rechnet sich bei den Maschinen die Automatisierung ab 50 Stück. Wir greifen da auch nicht mehr in den Prozess ein.“

Der Punkt Prozesssicherheit war auch bei der Festool GmbH ausschlaggebend, gleichwohl in Kombination mit sehr kleinen Losgrößen. Damit wollen die Wendlinger Elektro- und Druckluftwerkzeugehersteller ihren Umlauf- und Lagerbestand so niedrig wie möglich halten. Risiko dabei: Fällt eine Produktionsanlage aus, steht spätenstens am übernächsten Tag das Montageband.

Die Bearbeitungszeit der Werkstücke liegt bei Festool zwischen 20 s und 2,5 min. Alle zwei Tage werden im Schnitt 58 verschiedene Werkstücke bearbeitet. Die Umrüstzeit der vertikalen Drehmaschinen beträgt zwischen 5 und 15 min. Prozesssicherheit und Flexibilität sind hier also keine Lippenbekenntnisse, sondern gelebte Realität.

Sowohl bei Festool als auch bei Ringhoffer kommen vertikale Drehmaschinen der VL-Reihe der Emag-Gruppe zum Einsatz. Die Salacher Werkzeugmaschinenhersteller sehen sich als Wegbereiter der Vertikaldrehbewegung und als Marktführer. Bereits im Jahr 2000 hat Emag mit der VL eine Maschinenreihe speziell für die wechselnden Bedürfnisse der Lohnfertiger aufgelegt. „Die VL ist bei der Futterbearbeitung ein echter Kostenkiller“, sagt dazu Oliver Hagenlocher.

Der Marketingleiter der Emag Gruppen-Vertriebs und Service GmbH weiß aber auch, dass das Schlagwort von den multifunktionalen Kombinationsmaschinen, das sowohl von Emag als auch den anderen Vertikaldrehmaschinenhersteller gerne als Pluspunkt ins Feld geführt wird, nicht bei jedem Anwender greift: „Nur die Wenigsten investieren in eine Kombinationsmaschine, wenn am Anfang des Auftrags nur eine Eintechnologiemaschine gebraucht wird.“

Deshalb hat sich Emag mit der neu entwickelten VLC 250 auf das Thema „Rekonfigurierbarkeit“ eingeschossen. Damit können Maschinen im Laufe ihres Lebenszyklus an veränderte Anforderungen angepasst werden. Hagenlocher ist sich sicher: „Diese Idee wurde noch nie so konsequent umgesetzt wie bei dieser Maschine.“
Das Rennen ist also eröffnet. Jetzt liegt es an den vorausblickenden Lohnfertigern aus den Startlöchern zu kommen, um dem Wettbewerb einen Schritt voraus zu sein.

Ausführliche Statements einzelner Hersteller zu diesem Thema können Sie im Artikel “Umfrage zum Branchenreport” nachlesen.

Interview mit Hermann Rumpel, Rumpel Präzisionstechnik
„Kleine und schnelle Maschine fehlt“

Hermann Rumpel ist Geschäftsführer der Rumpel Präzisionstechnik und hat selbst einige vertikale Drehmaschinen im Einsatz. Sein Fazit in punkto Flexibilität fällt gemischt aus.

Herr Rumpel, eignen sich die vertikalen Drehmaschinen in Ihrem Unternehmen auch für kleine Losgrößen?
Wir setzen unsere Vertikalmaschinen wegen des eindeutig höheren Rüstaufwandes nur noch für größere Serien ab etwa 2000 Teile ein sowie für Wiederholteile. Das Umrüsten an normalen horizontalen Drehmaschinen geht deutlich schneller. Wenn aber an horizontalen Drehmaschinen auch noch die Handlingseinrichtung umgerüstet werden muss, dann geht es wiederum an Vertikaldrehmaschinen schneller. Man darf hier nicht Äpfel mit Birnen vergleichen.

Ab welchen Losgrößen sind die Vertikaldrehmaschinen für Sie wirtschaftlich?
Eine gewisse Rolle spielt hier die Laufzeit der einzelnen Teile. Bei kurzen Laufzeiten unter einer Minute würde ich für mein Unternehmen die Grenze für die Vertikaldrehtechnik bei 4000 bis 5000 Teile sehen; bei längeren Laufzeiten im Bereich von 1000 bis 2000 Stück. Voraussetzung ist aber immer eine problemlose Zerspanung. Wenn man bei sehr hochlegierten Werkstoffen – wie wir sie bearbeiten – viele Probleme mit dem Spanbruch hat oder mit der Standzeit von Werkzeugen, machen Vertikalmaschinen oft keinen Sinn. Der Maschinenbediener muss dann ohnehin den Prozeß überwachen. Und das widerspricht ja dem Gedanken der automatisierten Beschickung.

Welche Vorteile bietet dieser Maschinentyp aus Ihrer Sicht?
Bei entsprechendem Teilespektrum ist die Automatisierung wesentlich einfacher zu machen als bei anderen Handhabungssystemen. Vertikalmaschinen bauen zudem sehr kompakt, das ist bei Platzmangel auch sehr vorteilhaft.

Und die Nachteile?
Nachteilig ist sicherlich, dass bei unseren Maschinen die Handlingszeit voll in die Hauptzeit eingeht. Auch müsste man auf jeden Fall die Span-zu-Span-Zeit verbessern, die bei manchen Typen einfach zu lange ist. Leider hat sich noch kein Hersteller von Vertikalmaschinen dazu entschließen können, eine ganz kleine und schnelle Maschine mit extrem kurzen Nebenzeiten auf den Markt zu bringen. Ich bin der Meinung, dass der Markt dazu da wäre. So eine Maschine muss aber deutlich unter 100 000 Euro zu bekommen sein.

Wie lautet Ihr Fazit?
Wir haben trotz eingeschränkter Einsatzmöglichkeit gute Erfahrungen mit Vertikaldrehmaschinen gemacht und würden auch – entsprechende Teile vorausgesetzt – wieder diese Art von Maschinen kaufen. Sie sind sehr zuverlässig und stabil. Die Verfügbarkeit ist sehr gut.