Der Linear­roboter des Chame­leon 5. – Bild: werkzeug&formenbau

Bewährt: Der Linear­roboter des Chame­leon 5 übernimmt das Handling­ von Elektroden und Werkstückpaletten. – Bild: werkzeug&formenbau

| von Richard Pergler

Bei Weform im niederbayrischen Viechtach entstehen hochwertige Spritzguss- und Druckgussteile für Kunden in den unterschiedlichsten Branchen, angefangen bei Elektrotechnik über Telekom, Spielwaren, Agrar, Verpackungen, Maschinenbau bis hin zur Medizintechnik.

Der eigene Werkzeugbau, der den Großteil der Mitarbeiter des Unternehmens beschäftigt, fertigt für die eigene Produktion und für externe Kunden hochwertige Druckguss- und Spritzgussformen (auch Mehrkomponentenwerkzeuge etwa in Drehteller-Bauweise), darüber hinaus aber auch in Lohnfertigung Komponenten für Stanzwerkzeuge oder Maschinenbauteile.

„Wir bearbeiten so ziemlich alles, was mit Eisen zu tun hat“, erklärt Jürgen Freundorfer, der geschäftsführende Gesellschafter des zur Zellner Group gehörenden, aber eigenständig und frei am Markt agierenden Unternehmens. „Dazu gehören neben Einzelstücken durchaus auch Kleinserien, etwa bei Maschinenbauteilen.“

Die Werkstoffe reichen von gängigen Werkzeugstählen über pulvermetallurgische Stähle und Hartmetall bis hin zu hochfesten und hochzähen Werkstoffen.

Neben der Eigen- und Auftragsfertigung in Stahl und Eisen werden aber auch Graphitelektroden bei Weform in Lohnarbeit gefertigt: „Auf Kundenwunsch bieten wir auch fertige Programme dazu an“, erklärt Freundorfer. „Hier schnüren wir für unsere Kunden genau das Leistungspaket, das sie benötigen.“

Auf einen Blick: Den richtigen Partner wählen

Nur die wenigsten Werkzeugmacher sind per se Automatisierungsprofis für zerspanende Metallbearbeitungsprozesse oder fürs Erodieren. Unmöglich für Laien, die ganzen Fallstricke in einem Automatisierungsprojekt vorauszuahnen und sicher zu vermeiden. Deshalb ist die Wahl des richtigen Partners, der seine möglichst umfassende Erfahrung aus zahlreichen erfolgreichen Projekten mit einbringt und weiß, worauf es ankommt, ein entscheidender Faktor. Automatisierung beginnt­ im Kopf – es nützt wenig, bislang manuell verrichtete Arbeitsgänge eins zu eins beispielsweise auf einen Roboter zu übertragen. Erst wer seine Prozesskette komplett auf den Prüfstand stellt, sie entsprechend­ entrümpelt und auf die tatsächlichen Bedürfnisse ausrichtet­, wird reif für die Automatisierung. Und hier kann ein erfahrener Partner ein wertvoller Sparringspartner sein.

Einschichtige Arbeitsweise bietet großes Potenzial

Die Werkzeugbauer arbeiten einschichtig. „Als es darum ging, im Rahmen unseres Hallenneubaus für die wachsenden Ansprüche unserer Kunden entsprechende Fräskapazitäten aufzubauen und in ein leistungsfähiges 5 Achs-HSC-Bearbeitungszentrum zu investieren, stellte sich gleichzeitig die Frage, wie man die mannlosen Zeiten sinnvoll nutzen kann“, berichtet der Geschäftsführer. „Neben einer besseren Auslastung der Maschine waren weitere Ziele, eine gleichbleibende, von menschlichen Einflussfaktoren weitestgehend unabhängige Qualität sicherzustellen und sie auch zu dokumentieren – wir wollten alle Teile vermessen.“ Auch die Graphitelektroden, deren Handling bislang bei Weform manuell erfolgte.

Für rationelles und schnelles Elektrodenhandling. – Bild: werkzeug&formenbau
Für rationelles und schnelles Elektrodenhandling ist das System mit einem Doppelgreifer ausgestattet. – Bild: werkzeug&formenbau

Statt einer Einzelautomatisierung sollten daher mehrere Arbeitsgänge in einer Anlage zusammengefasst werden und die Werkstücke fertig von der Anlage kommen – wenn möglich, auch gleich sauber und vermessen. „In der Anlage sollte also neben dem HSC-Bearbeitungszentrum auch eine Senkerodieranlage, eine Messmaschine und eine Waschmaschine integriert werden“, erklärt Freundorfer. „Wir analysierten also Konzepte verschiedener Hersteller, besuchten Messen und sahen uns auch einige installierte Anlagen vor Ort in Unternehmen an.“

Insbesondere im Entschluss, von Anfang an eine Waschmaschine zu integrieren, sahen sich die Werkzeugbauer bestärkt: „Das von Elektroden und Werkstücken ablaufende Dielektrikum aus den Senkerodieranlagen verschmutzt alles“, erinnert sich Freundorfer an seine Eindrücke aus der Praxis anderer Anwender. „Wer saubere Regalplätze haben will, kommt um eine Waschanlage nicht herum.“

Spritzgießkomponenten für die Elektro­industrie. – Bild: werkzeug&formenbau
Spritzgießkomponenten für die Elektro­industrie: kleine Bauteile mit großen Ansprüchen. – Bild: werkzeug&formenbau

Warum eine Klimatisierung für hohe Präzision unabdingbar ist

Eine weitere Erkenntnis aus der Praxis: Es gibt keine Genauigkeit ohne entsprechende Klimatisierung. „Sonst kann auch die präziseste Maschine ihre hohe Genauigkeit nicht halten, und die Nullpunkte beginnen zu wandern“, verdeutlicht Freundorfer. „An einem heißen Sommertag kommen da leicht ein paar Hundertstelmillimeter Abweichung zusammen.“ Deshalb gehörte eine leistungsfähige Klimatisierung, die temperaturbedingten Wärmegang wirksam verhindert, in der neuen Halle von Anfang an zum Konzept.

Trends µ-genau: Automatisierung

Gerade Unternehmen, die bislang nur einschichtig arbeiten, können am meisten von einer umfassenden Automatisierung profitieren: Hier bleibt in der Regel ein beträchtlicher Teil der verfügbaren Spindellaufzeit ungenutzt. Oft sind aber gerade in diesen Unternehmen die Widerstände besonders hoch, oft mit der Begründung, dass eine Automatisierung die Flexibilität einschränkt. In der Anfangszeit, als Automatisierungskonzepte in erster Linie auf hohe Stückzahlen ausgelegt waren, stimmte das. Inzwischen können die Systeme, die wie das Konzept rund ums Chameleon ja speziell auf die Bedürfnisse von Werkzeugmachern und Einzelfertigung ausgelegt sind, aber auch sehr gut Losgröße 1. Sie sind im Zusammenspiel mit Nullpunktspannsystemen geradezu geschaffen für hochflexibles Arbeiten: „Feuerwehraufträge“ werfen nicht mehr alles­ durcheinander, sondern lassen sich leicht ins Prozessgeschehen integrieren. Wer vernünftige Maschinenstundensätze erreichen will und schnell reagieren muss, kommt an einer sinnvollen Automatsierung nicht vorbei.

Bei der 5-Achs-Fräsmaschine fiel die Wahl auf eine Roeders RXP 601 DSH. Mit dieser leistungsfähigen HSC Fräsmaschinen zerspanen die Werkzeugbauspezialisten sowohl Metall als auch Graphit: „Dieser Mischbetrieb funktioniert hervorragend“, versichert Freundorfer. „Wir zerspanen auch unsere Metallwerkstücke komplett trocken – die sehr effektive Luftkühlung ist in ihrer Wirkung vergleichbar einer MMS-Anlage.“ Die Maschine ist auch bei Freiformflächen sehr präzise – für Aufträge beispielsweise aus der Spielwarenindustrie ein Muss.

Auch Metall wird trocken zerspant. – Bild: werkzeug&formenbau
Auch Metall wird bei Weform trocken zerspant. Die effektive Luftkühlung ersetzt eine Minimalmengenschmierung­ – ohne deren Nachteile. – Bild: werkzeug&formenbau

Dank der Klimatisierung, die die Temperatur in der Halle auf ± 1 Kelvin konstant hält, sind die Toleranzen im einstelligen µm Bereich für Weform keine große Herausforderung mehr: „Unser Ziel ist eine Toleranz von maximal 3 Mikrometern, die wir etwa in Zinkdruckgusswerkzeugen für gratfreie Werkstücke benötigen“, erklärt Freundorfer. „Jetzt erreichen wir das prozessstabil, sind oft in unseren Bearbeitungsergebnissen noch deutlich genauer.“ Als Automatisierungspartner entschieden sich die Werkzeugbauer für Zimmer&Kreim.

Am Chameleon 5 sind neben der Röders-Maschine eine Senkerodieranlage Zimmer&Kreim Genius 700 angebunden, eine Waschmaschine Zimmer&Kreim TransClean und eine Messmaschine Mitutoyo 544. Als Schnittstelle für die Werkzeugpaletten fungiert ein ergonomisch gestalteter Rüstplatz. Die Regalkapazitäten umfassen 330 Plätze für Elektroden und 13 für mit einem Partool-Spannsystem ausgestatteten Werkstückpaletten. RFID-Chips von Zimmer&Kreim an Paletten und Elektrodenhaltern sorgen dafür, dass die Daten im Prozess durchgängig verfügbar sind.

Erodieranlage genius 700. – Bild: werkzeug&formenbau
Eine leistungsfähige Erodieranlage Genius 700 ist ebenfalls in die Automatisierung eingebunden. Für Elektroden stehen 330 Regalplätze bereit. – Bild: werkzeug&formenbau

Software-Lösung steigert die Flexibilität

Dabei wurde die Flexibilität der Werkzeugmacher nicht eingeschränkt, sondern sogar deutlich erweitert: „Dank der intelligenten Softwarelösungen von Zimmer&Kreim und dem Nullpunktspannsystem lassen sich laufende Bearbeitungen jetzt einfach per Knopfdruck unterbrechen, sodass sehr eilige 'Feuerwehraufträge' problemlos eingetaktet werden können. Danach kann über das Zimmer&Kreim-Jobmanagement am unterbrochenen Auftrag ebenso einfach an der gleichen Stelle weitergearbeitet werden.“

Nicht zuletzt zugunsten dieser erhöhten Flexibilität wurden inzwischen auch Maschinen außerhalb der Anlage – etwa eine Hermle C42 und weitere Maschinen von OPS-Ingersoll und Mikron – mit dem gleichen Nullpunktspannsystem ausgerüstet.

Partool-Spannsystem. – Bild: werkzeug&formenbau
Das Partool-Spannsystem ist inzwischen auch an Maschinen außerhalb der Automatisierung installiert. Das erhöht die Flexibilität deutlich. Werkstückpaletten. – Bild: werkzeug&formenbau

Der Service der Partner ist gut aufgestellt

Begeistert sind die Werkzeugbauer vom Service sowohl von Zimmer&Kreim als auch von Röders: „Die sind beide sehr gut aufgestellt“, versichert Freundorfer. „Unsere Maschinen und Rechner sind an Teamviewer angebunden – die Servicetechniker unserer Partner können so einen Großteil der auftretenden Probleme schon aus der Ferne lösen.“ Zusätzlich überwachen sechs Kameras die Abläufe im System: So lassen sich die Maschinen auch per App via Handy steuern. Ein Plus an Sicherheit und Lebensqualität für die Bediener.

Abrufbare Bilder der Kameras. – Bild: werkzeug&formenbau
Die Bilder der Kameras sind auch per App vom Handy abrufbar. Zudem können sie Servicetechniker der Maschinenhersteller bei der Hilfe aus der Ferne wirksam unterstützen. – Bild: werkzeug&formenbau

„Der Schritt in die Automatisierung ist gerade für die Unternehmen besonders interessant, die einschichtig arbeiten“, erklärt Freundorfer. „Hier gibt es in der Regel die größten Potenziale, zusätzlich Laufzeiten für die Maschinen zu generieren. Wir können jetzt Kapazitäten nutzen, die wir vorher als 'Totzeiten' abschreiben mussten. Und von der erhöhten Flexibilität einer gut geplanten Automatisierung profitieren alle. Wichtig ist, dass man sich für solch ein Projekt den passenden Partner sucht, der die nötige Erfahrung in der komplexen Automatisierung mit all ihren Fallstricken hat. Und den haben wir mit Zimmer&Kreim gefunden.“

Der Eintrag "freemium_overlay_form_wuf" existiert leider nicht.