Wie Sie die Potenziale eines Spannmittel-Baukastens nutzen

Seit einer Reorganisation der internen Prozesse agiert der Werkzeugbau der Firma Eberhardt schneller, flexibler und effizienter. Zugleich ist der Output spürbar gestiegen. Ein wesentlicher Baustein in dem Konzept ist die übergreifende Standardisierung der Spanntechnik. Sie bewirkt, dass ein fünfachsiges Fräs-Drehzentrum mit Palettenspeicher seine Potenziale voll ausspielen kann.

Als Full-Service-Anbieter vereint Eberhardt Leistungen des Werkzeugbaus und der Stanztechnik. Nach der Eingliederung in die Lauffener Unternehmensgruppe Schunk im Jahr 2018 wurden die bislang etablierten Prozesse des Werkzeugbaus komplett neu definiert. „Der Werkzeugmacher war früher die zentrale Figur im Werkzeugbau“, erläutert Marco Joch rückblickend. Er habe sein Material gerichtet, Wareneingangsprüfungen erledigt, gefräst, geschliffen, Teile zum Härten gebracht, nachgearbeitet, montiert und Schritt für Schritt das Werkzeug aufgebaut.

Heute übernimmt ein Kollege die Wareneingangsprüfung, gibt Teile zum Fräsen und Schleifen und der Werkzeugmacher konzentriert sich ausschließlich auf seine Hauptkompetenz, nämlich den letzten Mikrometer. Statt ein oder zwei Werkzeugen würden auf diese Weise heute drei oder vier Werkzeuge nebeneinander gebaut.

„Da wir im Außenbereich schneller geworden sind und viel mehr Menge an die Fräsmaschine bekommen, musste auch über die Maschinen nachgedacht werden“, so Joch. „Das Problem sind die Rüstzeiten, die wir im Werkzeugbau verlieren, denn jedes Teil ist anders.“

So sei es letztlich zu dem 5-Achs-Fräs-Drehzentrum Hermle C 42 U Dynamic mit Palettenspeicher gekommen, das zwölf Paletten mit ganz unterschiedlichen Komponenten aufnehmen kann. Erfolgsentscheidend sei in diesem Kontext die Standardisierung der Spanntechnik.

Obwohl die Teile sich bezüglich Geometrie und Form stark unterscheiden, sei es möglich gewesen, Werkzeuge und Werkzeugaufnahmen sogar über das 5-Achs-Zentrum hinaus zu vereinheitlichen. Schruppfräser, Schlichtfräser in drei verschiedene Längen, Kernlochbohrer – immer werden identische Spannsysteme aus dem Schunk-Werkzeughalter-Programm genutzt.

Kraftvolle Tendo E Compact oder schlanke, für die 5-Achs-Bearbeitung optimierte Tendo Slim 4ax Hydro-Dehnspannfutter ebenso wie Schunk-Weldonfutter – allesamt ausgestattet mit RFID-Chip - die eine durchgängige Transparenz und Prozesskontrolle von der Werkzeugeinstellung bis in die Werkzeugmaschine ermöglichen.

Gesamtes Portfolio ist aufeinander abgestimmt

Ebenso konsequent ist die Standardisierung bei den Werkstückspannmitteln: „Wir haben Standard-5-Achs-Spanner, kleine Schraubstöcke und Magnetspannplatten.“ Selbstredend, dass man sich auch hier aus dem Portfolio von Schunk bedient. Doch selbst wenn die Unternehmen nicht miteinander verbunden wären, wird schnell deutlich, wo die Potenziale des Schunk-Spanntechnikbaukastens liegen:

Von den Spannpaletten mit Schnittstelle zum Nullpunktspannsystem Vero-S über Basis- und 5-Achs-Spanner der Kontec-Serie bis zur Magnos Magnetspanntechnik ist das gesamte Programm sorgfältig durchdacht und aufeinander abgestimmt. „Früher mussten die Kollegen immer individuell entscheiden, welche Leisten lege ich unter, ist die richtige Leiste überhaupt vorhanden und wie weit spanne ich aus. Jetzt haben wir Standardbacken. Der Kollege definiert die Einspanntiefe und damit die Backe.“

Im CAM-System sind sämtliche Spannmittel inklusive der unterschiedlichen Backen hinterlegt. Zeitaufwendige Abstimmungen an der Maschine fielen seither beinahe komplett weg. Stattdessen sind die CAM-Programmierer gefordert, mit dem Takt der Maschine Schritt zu halten.

Jede Maschine hat einen eigenen Programmierer

War früher die Zerspanung der Engpass, ist es heute die Programmierung - so effizient ist die Fertigung mittlerweile organisiert. Um eine möglichst hohe Auslastung zu erreichen, hat jede Maschine einen eigenen Programmierer. „Es ist eine große Hilfe, mit diesen Schraubstöcken und den Paletten zu arbeiten. Damit sind die Rüstzeiten gewaltig in den Keller gegangen“, meint Marco Joch begeistert.

Auch seitens der Mitarbeiter sei die Akzeptanz hoch, weil mit dem Redesign der Prozesse zahlreiche Erleichterungen verbunden waren und mit der Standardisierung Fehlerquellen systematisch eliminiert wurden. „Die Maschine läuft und läuft“, schwärmt Joch. Da für alle Werkstücke der Werkstoff, die Position, das Programm und das Einstellblatt gespeichert werden, können Ersatzteile flexibel innerhalb kürzester Zeit gefertigt werden.

Schrittweise taste sich das Team nun an den mannlosen Betrieb heran. „Unser Ziel ist es, dass die Maschine eine komplette Schicht mannlos läuft.“ Dabei gehe es keineswegs nur um Langläufer, die sich vergleichsweise einfach autonom fertigen lassen. Vor allem kleine Teile habe man in den Blick genommen, deren Fertigung bislang viel Manpower in Beschlag genommen hatte.

Spannmittelbaukasten erlaubt individuelle Kombinationen

Der Vero-Baukasten von Schunk ist mit über 1.000 möglichen Varianten der größte Spannmittelbaukasten für Individualisten. Das modulare Programm, das nahezu uneingeschränkt kombiniert werden kann, ermöglicht ein schnelles und präzises Rüsten von Werkstücken, Spannmitteln oder Vorrichtungen auf modernen Bearbeitungsmaschinen und ist insbesondere auch auf mannlose Prozesse abgestimmt.

So ist die Schwenkbrücke des Fräs-Drehzentrums bei Eberhardt mit vier Vero-S NSE plus 138 Spannmodulen inklusive Medienübergabe zur Ansteuerung pneumatisch bestätigter Spannmittel ausgestattet, die über den Palettenwechsler der Maschine automatisiert mit Schunk Spannpaletten beladen werden. Sperrluft zur Reinigung der Spannmodule sowie eine Staudruckabfrage zur Anwesenheitskontrolle gewährleisten beim Palettenwechsel die erforderliche Prozesssicherheit.

Im Fokus des Spannmittelkonzepts stehen neben der Prozesssicherheit die Faktoren Zugänglichkeit, Flexibilität sowie Taktzeiteffizienz. So gelten die manuell betätigten Schunk-Kontec-KSC-Basisspanner, die Eberhardt vor allem für klassische 3-Achs-Anwendungen einsetzt, als besonders effiziente Allrounder für die Roh- und Fertigteilbearbeitung mit automatisierten Werkstückspeichern.

Sie vereinen hohe Spannkräfte, eine komfortable Bedienung, kurze Rüstzeiten und eine flache Bauweise. Bereits mit vergleichsweise geringem Drehmoment erzielen sie hohe Spannkräfte von bis zu 50 Kilonewton (Baugröße 160). Ein vorgespanntes Zentrumslager ohne Spindelumkehrspiel sowie extra eingepasste Schieber gewährleisten eine exzellente Wiederholgenauigkeit von ± 0,015 Millimeter. Der vollständig gekapselte Antrieb sowie ein integrierter Späneabfluss sorgen für eine besonders hohe Prozessstabilität und minimalen Verschleiß.

Neben der zentrisch spannenden Variante, die bei Eberhardt eingesetzt wird, gibt es den Kontec KSC auch als Einfachspanner mit fester Backe KSC-F sowie als Doppelspanner KSC-D, bei dem mithilfe einer komfortablen Dritthandfunktion zwei Werkstücke nacheinander eingesetzt, fixiert und schließlich gemeinsam sicher gespannt werden können. Alle drei Varianten werden in den Baugrößen 80, 125 und 160 mit unterschiedlichen Grundkörperlängen angeboten.

Für 5-Achs-Anwendungen wiederum nutzt das Team bei Eberhardt 5-Achs-Spanner der Baureihe Schunk Kontec KSX, die eine erhöhte Position der Werkstücke und damit eine optimale Zugänglichkeit ermöglichen. Die kraftverstärkten, wartungsfreien und vollständig gekapselten Spanner gibt es wahlweise mit fester Backe oder mit einstellbarem Zentrum in jeweils zwei Bauhöhen (174 Millimeter, 125 Millimeter). Der Spannbereich des Kontec KSX mit fester Backe, wie er in Cleebronn genutzt wird, beträgt 0 bis 250 Millimeter. Mit Zugstangen- und Grundkörperverlängerungen ließe er sich theoretisch auf bis zu 749 Millimeter erweitern, was angesichts der Palettengröße von 500 Millimeter hier jedoch keine Rolle spielt.

Eine freie Zugänglichkeit der Werkstücke ermöglichen die Magnos-Quadratpolplatten, deren Spannkraft sich in 16 Stufen anpassen lässt, sodass beim Bohren und Fräsen ein optimaler Späneabfluss gewährleistet ist. Ohne dass ein zusätzlicher Rüstaufwand entsteht, können auf der Magnos-Magnetplatte im Wechsel unterschiedliche Werkstücke hochpräzise bearbeitet werden.

Während Eberhardt das fünfachsige Fräs-Drehzentrum von Hermle zur Bearbeitung kleiner Teile nutzt, übernimmt ein dreiachsiges SF-4120-Fräszentrum von Vision Wide Tech die Fertigung großer Werkstücke. Die Besonderheit: Der Maschinentisch mit seinen acht unabhängig voneinander ansteuerbaren Schunk-Vero-S-Magnetspannplatten übernimmt hier die Funktion eines horizontalen Werkstückspeichers, sodass ebenfalls eine mannarme Fertigung realisiert werden kann.

Anhand eines Rüstplans erkennen die Bediener, wo jeweils Polverlängerungen entfernt werden müssen, um Durchbrüche und Durchgangsbohrungen zu fertigen. Effizient gelöst ist auch die Reinigung: Nach der Bearbeitung werden die Werkstücke entfernt und die Magnetspannplatten mit dem Reinigungsgerät Schunk RGG von Spänen befreit.

Quelle: Schunk GmbH & Co. KG