Schwenkeinrichtung Modifizierte Schwenkeinrichtung steigert den Output

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Eine modifizierte Schwenkeinrichtung mit vergrößertem Störkreis an einer 3-Achs-Werkzeugmaschine ermöglicht einem Automobilzulieferer höhere Stückzahlen.

Automobilzulieferer stehen unter besonderem Kostendruck. Das gilt auch für das auf Metallbearbeitung spezialisierte Lohnfertigungs-Unternehmen AVCI in Solingen, das überwiegend im Automotive-Bereich aktiv ist. Dabei geht es immer um eine kostengünstige Serienfertigung mit hohen Stückzahlen. So auch bei der mechanischen Bearbeitung von speziellen Halterungen für Antriebe von Cabrioverdecken.

Nebenzeiten auf ein Minimum reduzieren

Bislang nutzte AVCI eine 5-Achs-Maschine für deren Bearbeitung, um zum Beispiel erforderliche Bohrungen in verschiedenen Winkeln, Nachfräsarbeiten von Auflageflächen und das Fräsen von Gewinden durchzuführen. „Da diese aber nur eine Bearbeitungsstation und somit kein hauptzeitparalleles Rüsten bot, kam die Überlegung auf, alternativ eine 3-Achs-Maschine mit Werkstückwechseltisch um zusätzliche Zweiachs-Schwenkeinrichtungen aufzurüsten “, berichtet Lutz Wassem, Fertigungsleiter bei AVCI. Damit wäre die Maschine hauptzeitparallel rüstbar und so gut wie ständig am Arbeiten. Die Nebenzeiten würden lediglich nur noch Sekunden während des Werkstückwechsels betragen.

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Eine wesentliche Herausforderung bei der Umsetzung dieser Idee war jedoch die Anforderung von AVCI, für die Fertigung von hohen Stückzahlen auf jeder Seite eine Mehrfachspannvorrichtung mit entsprechend dimensionierten Störkreisen auf der C-Achse montieren zu können. Die auf dem Markt angebotenen Schwenkbrücken kamen wegen ihres asymmetrischen Aufbaus jedoch dafür nicht in Frage. Insofern galt es, einen Anbieter zu finden, der die Planscheibe nicht seitlich, sondern mittig unter Beibehaltung der Stabilität positioniert und damit einen genügend großen Störkreis bietet.

Die schwierige Suche nach einer Sonderlösung

Mit diesem Wunsch wandte sich AVCI an das Bielefelder Unternehmen ARO-tec, das im Kerngeschäft Werkzeugmaschinen von Hyundai WIA vertreibt, die AVCI dort auch schon erworben und damit gute Erfahrungen gemacht haben. Sowohl Hyundai WIA als auch ARO-tec zeigten großes Interesse und eine ausgeprägte Kooperationsbereitschaft.

Rundtisch

Hightech-Positionierung für Zukunftstechnologie

Schwieriger gestaltete sich die gemeinsame Suche nach einem Anbieter von Schwenkeinrichtungen, der offen war für die angestrebte Sonderlösung. „Wir haben mehrere Firmen angefragt, aber alle boten lediglich ihre standardisierten Baukästen an, die für uns keine Lösung darstellten“, erzählt Wassem. „Zwar gibt es auch Anbieter, die ein komplettes Bearbeitungszentrum mit Werkstückwechsel und Schwenkeinrichtung und insofern einer fünfachsigen Bearbeitung angeboten haben, ergänzt Michael Kesterke, Sales Engineer bei ARO-tec, „doch konnten die im Vergleich preislich in keinster Weise mithalten.“ Denn das wiederum hätte für deutlich zu hohe Stückkosten gesorgt, mit entsprechend nachteiligen Konsequenzen gerade in der wettbewerbsintensiven Automobilbranche.

So klein und schlank wie möglich

Schließlich wurden ARO-tec und AVCI bei dem Remscheider Unternehmen Peiseler fündig, einem führenden Hersteller von Wendern, Drehtischen, Zweiachs-Schwenkeinrichtungen, Schwenkköpfen und Werkzeugwechseltischen, der auch komplexe Sonderkonstruktionen entwickelt.

Peiseler zeigte sich als einziger Anbieter offen für das Finden einer passenden Lösung. Da eine Zusatzachse immer viel Platz benötigt, galt die Prämisse, diese so klein und schlank wie möglich zu bauen, ohne an Stabilität einzubüßen – und das als Plug-and-Play-Lösung: Denn die vierte und fünfte Achse, die das Wenden des Werkstücks ermöglicht, sollte in kurzer Zeit leicht entfernt werden können, um die Werkzeugmaschine bei einem anderen Einsatz auch als normale 3-Achs-Maschine einsetzen zu können.

Mehrere kleinere Werkstücke nebeneinander bearbeiten

Die Konstrukteure in Remscheid haben für den angestrebten größeren Störkreis das Wiegengehäuse mit zwei veränderten Gusshauben rechts und links verlängert. Statt einem ursprünglich maximalen Durchmesser von 180 mm kann dieser nun bei einem Werkstück bis zu 650 mm betragen. Zwar ist für AVCI nicht die Größe des Werkstücks relevant, doch erlaubt diese bauliche Veränderung die Einrichtung einer hydraulischen Vorrichtung mit mehreren Spannnestern. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, mehrere kleinere Werkstücke nebeneinander zu bearbeiten. Dies und der Einsatz eines Palettenwechslers ermöglichen eine deutlich höhere Stückzahl bei einer zugleich erheblich reduzierten Fertigungszeit.

Serie: Kreativitätstechniken

Mit der 6-3-5-Methode Ideen aufspüren

„Die Entwicklung einer Schwenkeinrichtung mit vergrößertem Störkreis und die erstmalige Umsetzung einer solchen Variantenkonstruktion aus bestehenden Baukastenkomponenten war für uns etwas völlig Neues“, stellt Markus Kocherscheid ergänzend fest, der bei Peiseler im Vertrieb den Kunden ARO-tec betreut. Neben den mechanischen Veränderungen sei die nahtlose Anpassung an die Steuerung der Hyundai WIA F 600 D eine gewisse Herausforderung gewesen. „Diese Anbindung an die Werkzeugmaschine und deren elektrische Schnittstellen hat Peiseler exzellent hinbekommen“, unterstreicht Kesterke. Dies sei keine Selbstverständlichkeit gewesen, aber extrem wichtig.

Ausbringung um 20 Prozent gesteigert

Die Maschine mit der Peiseler-Schwenkeinrichtung laufe inklusive aller Versuche inzwischen seit gut einem Jahr im Drei-Schicht-Betrieb mit wechselnden Bauteilen für Automotive-Kunden. „Dank der außergewöhnlichen Technik profitieren wir von dieser hohen Verfügbarkeit im Dauerbetrieb und den damit möglichen deutlich höheren Stückzahlen“, freut sich AVCI-Fertigungsleiter Wassem. Insgesamt habe man die Ausbringung dadurch um 20 % steigern können. „Und zugleich vermeiden wir die kostenintensiven Nebenzeiten fast vollständig. Das wiederum steigert unsere Wettbewerbsfähigkeit.“

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Ungewollte Bewegungen in Werkzeugmaschinen verhindern

Die Zusammenarbeit aller drei Unternehmen sei absolut reibungslos gelaufen und sehr produktiv gewesen. Peiseler habe sich während des gesamten Prozesses massiv eingebracht. „Wir hatten unsere Vorstellungen und Peiseler hat sie realisiert“, betont Wassem. Wichtig sei dabei sicher auch die technologische Performance und die hohe Präzision gewesen. Gerade wenn es um Dreh- und Schwenkachsen gehe, sei diese besonders wichtig; da zähle jede Bogensekunde.

* Christian Mannigel ist freier Journalist in Handeloh.

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