Leuchtendesigns von Erco. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel

Die funktionalen wie ästhetisch interessanten Leuchtendesigns von Erco stellen sehr hohe Ansprüche an den Werkzeugbau. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel

| von Sabine Königl

Beim Unternehmen Erco geht man seit Jahren in der Lichttechnik neue Wege. So war man 2015 der erste klassische Leuchtenhersteller mit einem Produktprogramm, das vollständig auf LED Technologie basiert. Damit lässt sich das Licht über verschiedene Ebenen bündeln. Neben der hohen Effizienz realisiert man so in Lüdenscheid Lichtverteilungen von sehr eng bis sehr weit und kann diese in sehr eng tolerierten Spezifikationen anbieten.

Diese innovative Lichttechnik erfordert Bauteile mit Strukturen in den Oberflächen, die das Licht lenken, dabei ebenfalls homogenisieren und mischen. Hier stieß der Werkzeugbau bei Erco 2017 aufgrund der gestiegenen Anforderungen an die Teilepräzision an seine Grenzen. Die bis dahin eingesetzte Erodiermaschine war in die Jahre gekommen, entsprach nicht mehr dem Stand der Technik und den internen hohen Ansprüchen an Fertigungsqualität.

Trends µ-genau: Know-how inklusive

Die Hardware war für OPS-Ingersoll Standard. Die Anwendung bei den sehr anspruchsvollen Bauteilen dagegen erforderte entsprechendes Know-how. Aufgrund des großen Umbruchs mit Einführung der neuen Prozesskette hatte man für Erco ein komplettes Dienstleistungsangebot inklusive intensiver Schulung geschnürt.

Mit dieser Situation standen die Verantwortlichen um Jens Dieckmann, Gruppenleiter Verfahrenstechnik und stellvertretender Abteilungsleiter Produktion und Werkzeugbau, vor einer großen Herausforderung: „Allein mit einer neuen Senkerodiermaschine war es nicht getan, weil die Investition nur dann effizient nutzbar ist, wenn die Prozesskette von der Datenaufbereitung der Werkzeugkonstruktion bis zum bearbeiteten Werkzeugteil ganzheitlich betrachtet wird“, erklärt er. „Wir mussten also zusätzlich in eine Fräsmaschine investieren, die im Wechsel Grafit und Stahl bearbeitet, sowie in eine automatisierte Zelle. Deshalb haben wir uns an namhafte Hersteller gewandt, die solch ein Komplettpaket anbieten.“

Erodiermaschine Gantry Eagle 500. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel
Feinste Oberflächen ohne Schattierung sind mit der Erodiermaschine Gantry Eagle 500 problemlos möglich. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel

Entschieden hat man sich dann für die schlüsselfertige Komplettlösung von OPS-Ingersoll. An einem Abnahmebauteil konnte damit unter anderem die Durchlaufzeit von 80 auf 8 h reduziert werden. Bestandteile dieser Zelle sind eine Erodiermaschine Gantry Eagle 500, eine fünfachsige HSC Fräsmaschine Type V5 und die Automation Multichange Flexible mit einem 6-Achs-Roboter.

Außerdem hat man sich bei Erco für einen programmgesteuerten Wechsel mit Chip-Identifikation sowie einer Parts-Manager-Software zur flexiblen Abarbeitung komplexer Abläufe entschieden.

Dieckmann sieht neben der enormen Reduzierung der Durchlaufzeiten das Komplettpaket als den großen Schritt nach vorne: „OPS-Ingersoll ist es sehr schnell gelungen, alle bestehenden Anforderungen als eine im System funktionierende Komplettlösung anzubieten. Hier war uns ein Partner, dem wir vertrauen, besonders wichtig. Außerdem konnte mit dem Konzept, speziell mit der Zuführung der Teile und Elektroden und vor allem der Daten die Anzahl an Fehlern reduziert werden. Fehleingaben beim manuellen Eintippen gibt es nicht mehr.“

Automationszelle von OPS-Ingersoll. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel
Mit der Automationszelle von OPS-Ingersoll konnten die Bearbeitungszeiten teilweise um den Faktor zehn reduziert werden. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel

Neue Herangehensweise beim Auswählen der Elektroden

Mit der neuen Prozesskette ging in der Werkzeugerstellung bei Erco ein großer Umbruch einher. Zunächst wurde von Kupfer- auf Grafit-Elektroden umgestellt und für die Elektroden-Erstellung in diesem Zuge auch ein Softwaremodul eingeführt. Die im Unternehmen neu implementierte Technologie des Senkens mit Grafit-Elektroden und ihren spezifischen Eigenarten umfasste unter anderem auch ein neues Herangehen an die Aufteilung von Elektroden, das Auslegen von Untermaßen sowie Frässtrategien und Werkzeuge für Grafit.

Das Vermessen der gefertigten Elektroden kann direkt auf der Fräsmaschine oder einer externen Koordinatenmessmaschine erfolgen. Elementar war dabei aber nicht nur die Technologie, sondern auch der Einstieg in die Automation. Ziel war, damit wirtschaftlicher zu fertigen und gleichzeitig prozesssicherer zu werden.

Elektroden auf der Fräsmaschine vermessen. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel
Elektroden auf der Fräsmaschine zu vermessen, war für das Projektteam ebenso Neuland wie die Programmiersoftware oder auch die speziellen Frässtrategien für Graphitelektroden und deren Aufteilung. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel

Seit einem Jahr wird nun auf der Anlage gefertigt, und mittlerweile ist man bei 100 Prozent der erwarteten Leistung. „Eine besondere Herausforderung bei der Technologieeinarbeitung waren zum Beispiel die Elektroden für Freiformflächen“, erklärt Dieckmann. „An lichtlenkenden Komponenten sind diese nicht nur designrelevant, sondern besitzen eine funktionelle Aufgabe. Für solch eine Freiform einen Elektroden-Satz zu gestalten, ist nicht trivial.

Unabhängig davon haben wir früher fast nur erodiert, wenn wir nicht fräsen konnten. Das hat sich mit dieser Anlage grundlegend geändert.“ Inzwischen setzt man eine extrem große Range an Elektroden-Abmessungen ein. Von nadelähnlichen Abmessungen mit 7/10 Millimeter Durchmesser bis hin zu Elektroden für homogene Flächen bis 300 Millimeter.

Eine extrem große Range an Elektroden. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel
Früher hat man nur erodiert, wenn man nicht fräsen konnte. Das hat sich mit der HSC Fräsmaschine V5 grundlegend geändert. Aktuell bevorratet man eine extrem große Range an Elektroden. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel

Prozess lief schon in der Einarbeitungsphase reibungslos

Interessant in diesem Zusammenhang ist auch, dass es während des Jahres der Einarbeitung kaum Probleme gab. Lediglich für den Roboter, der hochgenau positioniert, mussten einige Punkte neu geteached werden.

Für den Roboter musste ein Teach-in gefahren werden. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel
Während dem Jahr der Einarbeitung gab es kaum Probleme. Nur für den Roboter, der hochgenau positioniert, musste ein Teach-in gefahren werden. – Bild: OPS-Ingersoll, Erco GmbH/Edgar Zippel

Erco fertigt zu einem hohen Anteil auch kundenspezifische, individuelle Sonderleuchten. Für diese Aufträge gelten wesentlich kürzere Bearbeitungszeiten, wenn Werkzeuge notwendig sind. Mit der Automation schafft man jetzt aber die zusätzlich notwendigen Kapazitäten, um eine entsprechende Flexibilität für die Projektentwicklungsprozesse vorzuhalten.

Jens Dieckmann beabsichtigt allerdings, diese Durchlaufzeiten noch weiter zu straffen: „Die Anlage hat das Potenzial. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen wir aber noch an organisatorischen Dingen arbeiten. Besonders erfreulich ist, dass wir damit zeigen konnten, wie sich technologische Grenzen verschieben lassen. Unsere Produktentwicklung hat das mittlerweile registriert und fordert immer mehr. Das heißt, wir schaukeln uns bei dem Machbaren gegenseitig kontinuierlich hoch.“

Quelle: OPS-Ingersoll Funkenerosion GmbH

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