Unikate rationell rüsten

Die Herausforderung ist nicht untypisch für ein Werkzeugbauunternehmen: Auf der einen Seite wird es immer schwieriger, genügend qualifizierte Fachkräfte zu bekommen. Auf der anderen Seite ist der Preisdruck nach wie vor sehr hoch, und an der Wettbewerbsfähigkeit muss ständig gearbeitet werden. Das alles bei Werkstücken, die meist in Losgröße 1 zu fertigen sind.

Zwar setzt auch Otmar Gutmann bei Color Metal in Sachen Fachkräfte verstärkt auf „Eigengewächse“ – unter seinen 80 Mitarbeitern sind immerhin zehn Auszubildende. „Langfristig müssen wir unsere Prozessketten jedoch sinnvoll straffen und unsere Mitarbeiter so einsetzen, dass sie ihr Können und Wissen möglichst effizient umsetzen können“, betont der Unternehmer. „Das bedeutet für uns, dass wir überall dort, wo es Sinn macht, den Weg in die Automatisierung gehen.“

Verkürzung der Prozesskette
Im vergangenen Jahr hatte Gutmann in ein Fertigungssystem investiert, das aus zwei Grob-Maschinen – je einer G350 und einer G550 – an einem Schuler-LoadMaster-Regalsystem besteht. Gespannt werden die Werkstücke entweder direkt in den Bohrungen (Meusburger) oder über ein Prägespannsystem von Lang. „Speziell das Lang-Nullpunktspannsystem Quick-Point hat sich für uns als ideal erwiesen“, betont Gutmann. „In Verbindung mit eigenen Elementen können wir damit nahezu alle anfallenden Spannaufgaben bewältigen.“

Eine Verkürzung der Prozesskette – das bedeutet für Gutmann auch, die Zahl der Aufspannungen deutlich zu reduzieren und Werkstücke möglichst mit nur einem Rüstvorgang fertig zu bearbeiten. „Früher haben wir Werkstücke auf zahlreichen Maschinen bearbeitet, jedesmal umgerüstet, dazwischen gab es viele Liegezeiten“, erklärt er. „Heute versuchen wir, möglichst alles auf einer Maschine fünfachsig fertig zu bearbeiten.“ Damit konnte Gutmann seinen Maschinenpark deutlich reduzieren – die Halle, in der einst Maschinen und bearbeitete oder noch zu bearbeitende Werkzeugkomponenten dicht gedrängt standen, ist deutlich übersichtlicher geworden.

Das sagt die Redaktion

Mut zu neuen Wegen
Bei Color Metal verlässt man offenbar gern ausgetretene Wege: Die große Vielfalt an Werk­stücken fordert die Mitarbeiter täglich aufs Neue. Mit viel Phantasie und auch mit unkonventionellen Mitteln machen sie für ihre Kunden auch das Unmögliche möglich. Gut, wenn da ein Spannsystem wie das Quick-Point-System von Lang genügend Raum lässt, um mit eigenen Entwicklungen spezielle Anforderungen an die Bearbeitung prozesssicher in den Griff zu bekommen. Denn diese Kreativität, allen Widrigkeiten zum Trotz zu einer optimalen Lösung zu kommen, ist eine Tugend, die gute Werkzeugmacher auszeichnet. Auch – oder vielleicht gerade? – in einem hoch automatisierten Umfeld.
Richard Pergler

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Die Paletten werden mit dem aufgespannten Werkstück automatisch und bedienerunabhängig in das Bearbeitungszentrum geladen.

Bei einem ganzheitlichen Ansatz reicht es nicht, nur in Maschine, Spannsystem und Automation zu investieren: „Wer etwa an den Werkzeugen spart, macht einen Fehler – das, was er hier am Einkauspreis weniger bezahlt, verliert er unter Umständen mehrfach über Maschinenlaufzeiten und Bearbeitungsqualität“, betont Gutmann. „Wir verwenden inzwischen hauptsächlich Hitachi-Werkzeuge – die sind nicht die billigsten, aber über ihre Standzeit und Prozesssicherheit machen sie sich sehr schnell bezahlt.“

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An der Prägestation werden die Rohlinge
geprägt. So können sie formschlüssig im
Spannmittel aufgenommen werden.

Trend zur Komplettbearbeitung
Selbstverständlich hat der Trend zur Komplettbearbeitung tiefgreifende Folgen auch für die Art und Weise, wie gerüstet wird. Früher war es dem Mann an der Maschine weitgehend selbst überlassen, wie er das Werkstück mit Pratze und Schraubstock auf der Maschine fixiert. Das war auch in Ordnung, so lange der Bediener in der Regel auch an der Maschine die Bearbeitung programmierte und so auch den Ablauf stets im Griff hatte.

Heute jedoch werden die 5-Achs-Maschinen nicht mehr direkt bestückt, sondern bekommen ihre Werkstücke aus einem Werkstückvorrat geliefert – nicht nur die Grob-Maschinen sind automatisiert, auch an vielen anderen Maschinen findet sich ein Palettenspeicher. So wird aktuell auch eine DMG-Maschine mit einem Lang-Palettenspeicher mit zehn Plätzen und einem Linear­roboter ausgestattet. „Das hat zur Folge, dass Programmieren, Rüsten und Bearbeiten zeitlich voneinander entkoppelt sind – das setzt ein Nullpunktspannsystem zwingend voraus“, ergänzt Gutmann. „Die Veränderung in unserer Prozesskette führte zudem dazu, dass wir die Programmierung weg von den Maschinen holten und heute zentral zusammengefasst haben. Unsere einst besten Maschinenbediener sind heute unsere Top-Programmierer.“

Die besten Programmierer kommen aus der Werkstatt
Dabei zahlt sich aus, dass diese Programmierer versierte Praktiker sind und so die Spannsituation gleich mit berücksichtigen können. „Für die 5-Achs-Bearbeitung ist es wichtig, dass wir die Kontur möglichst ohne Störung bearbeiten können“, erklärt Gutmann. Hier bietet die Spannung über Bohrungen oder über das Lang-Prägespannsystem große Vorteile: „Es gibt keine Pratzen, mit denen das Werkzueg kollidieren kann. Das Werkstück ist von allen Seiten gut zugänglich.“ Um Rohlinge mittels Prägespannung richtig spannen zu können, sind exakte 90°-Winkel notwendig. Die vorhandene Säge konnte das nicht zuverlässig, deshalb investierte Gutmann in eine säulengeführte Kasto-Säge. „Die Investition hat sich gelohnt“, erklärt Gutmann. „Mit den Lang-Schraubstöcken lassen sich höchst unterschiedliche Werkstücke sehr sicher aufnehmen.“

Trends µ-genau

Prägespanntechnik
Das Lang-Spannsystem basiert auf dem Formschluss-Prinzip: Ins Werkstück werden mit einer Vorprägekraft von bis zu 20 t exakt definierte Vertiefungen eingebracht, in die dann die wie Pyramidenstümpfe geformten Zähne der Spannbacken passgenau eingreifen. Die Prägespannung verspricht eine deutlich höhere Haltekraft als die kraftschlüssige Spannung mittels üblicher Schraubstockbacken. Zudem reichen 3 mm Spannrand am Werkstück, um sicher und fest zu spannen. Das Material muss nicht gratfrei sein, auch hochfeste Materialien lassen sich problemlos mit dem System fixieren. Wird ein Werkstück ausgespannt, kann es dank der exakt definierten Prägung mit einer Wiederholgenauigkeit von 2 Hundertstelmillimetern erneut gespannt werden.

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Der Lang-Linearroboter versorgt von einem Palettenspeicher aus eine 5-Achs-Fräsmaschine.

Selbstgefertigte Erweiterung
Komplettbearbeitung bedeutet unter anderem, möglichst viele Bearbeitungsschritte, die früher zum Teil auf verschiedenartigen Maschinen erledigt wurden, in einer Aufspannung zusammenzufassen. „Das hat zur Folge, dass wir in vielen Fällen auch von unten an ein Werkstück herankommen müssen“, erläutert Gutmann. „Mit selbstgefertigten Abstandsbolzen, die wir werkstückseitig direkt in eigens dazu eingebrachte Gewinde mit H7-Passung einschrauben und die wir mittels Aufnahmebolzen referenziert auf dem Lang-Nullpunktspannsystem aufnehmen können, schaffen wir den für die 5-Achs-Bearbeitung notwendigen Raum.“

Und das rechnet sich: „Für einen komplexen Werkzeugeinsatz haben wir früher 40 h Maschinenlaufzeit benötigt“, berichtet Gutmann. „Heute sind es bei einem vergleichbaren Werkstück gerade noch 15 h. Und da sind die Rüstzeiten, die Liegezeiten und vieles mehr noch nicht einmal eingerechnet.“ Schließlich sind die Maschinen leistungsfähiger, ihr Maschinenstundensatz konnte aber dank der Auslastung über die Automatisierung relativ niedrig gehalten werden.

Mit der Investition in Automatisierung, Spannsystem und 5-Achs-Maschine ist es indes nicht getan – auch das gesamte übrige Umfeld muss stimmen. „Vor allem müssen die Mitarbeiter dahinter stehen“, betont Gutmann. „Die Automatisierung muss sich auch für sie auszahlen, sie muss täglich gelebt und weiterentwickelt werden. Nur so können die Möglichkeiten optimal genutzt und auch immer wieder erweitert werden.“