Automatisierung steigert Ausbringung

„Unsere Kunden erwarten höchste Präzision und kurze Lieferzeiten“, sagt Florian Baldus, Geschäftsführer der Spreyer Werkzeugtechnik. „Um das zu erreichen, verbinden wir handwerkliche Erfahrung mit Automatisierung und investieren kontinuierlich in neue Technologien.“

Die Spreyer Werkzeugtechnik GmbH aus Limburg an der Lahn fertigt seit mehr als 50 Jahren Präzisions- und Sonderwerkzeuge für anspruchsvolle Anwendungen, unter anderem für die Automobilindustrie, den Formenbau und die Holzindustrie. Das familiengeführte Unternehmen deckt Neufertigung, Nachschleifen und Werkzeugmanagement ab. Um steigenden Anforderungen an Präzision, Lieferzeit und Flexibilität gerecht zu werden, setzt Spreyer seit mehreren Jahren konsequent auf Automatisierung.

In den vergangenen drei Jahren arbeitete Spreyer eng mit dem CNC-Werkzeugschleifmaschinenhersteller ANCA zusammen. Installiert wurden unter anderem die Maschinen FX7 Linear, CPX Linear und MX7 Linear sowie Systeme zur Inprozessmessung, RFID-Identifikation und softwaregestützten Automatisierung.

Inside SPREYER Werkzeugtechnik: Innovation in Precision Tool Manufacturing

Rüstzeiten reduziert

Den Einstieg bildete die FX7 Linear. Ausschlaggebend waren die Linearantriebe und die Möglichkeit, Mess- und Korrekturfunktionen direkt in den Schleifprozess zu integrieren. Mit iView und LaserULTRA wird die Werkzeuggeometrie in der Maschine vermessen.

„Mit iView und LaserULTRA wird die Werkzeuggeometrie direkt in der Maschine gemessen“, erklärt Dimitri Stepanow, Vertriebsingenieur bei ANCA Europe. „Dadurch entfällt die externe Messung. Abweichungen können automatisch im Mikrometerbereich kompensiert werden.“

Nach Angaben des Unternehmens sanken die Rüstzeiten um mehr als 20 Prozent. Gleichzeitig wurde der Ausschuss nahezu eliminiert. Auch im mannlosen Betrieb lassen sich enge Toleranzen reproduzierbar einhalten. „Die Prüfung erfolgt jetzt automatisch“, sagt Baldus. „Wir können komplexe Werkzeuge über Nacht und an Wochenenden fertigen – mit gleichbleibender Qualität.“

Rohlinge intern fertigen

Zur Erweiterung der Prozesskette investierte Spreyer in die Rohlingschleifmaschine CPX Linear. Die Maschine arbeitet mit der Pinch-Peel-Methode, bei der Schrupp- und Schlichtscheibe gleichzeitig eingesetzt werden. Das erhöht die Stabilität und reduziert Vibrationen.

„Die CPX Linear ermöglicht es uns, Hartmetallrohlinge selbst zu fertigen – schnell, präzise und mit exzellenter Oberflächengüte“, betont Baldus. „Wir können sowohl Kleinserien als auch große Stückzahlen unabhängig von Lieferanten produzieren.“

Mit einer Spindelleistung von 43 kW erreicht die Maschine hohe Abtragraten. Laut Hersteller werden Oberflächengüten von weniger als 0,2 Ra sowie Rundläufe von unter zwei Mikrometern erzielt. Die Software BlankX unterstützt die geometriegestützte Programmierung und kompensiert den Schleifscheibenverschleiß automatisch.

„BlankX macht die Einrichtung intuitiv“, erklärt Stepanow. „Die Bediener können komplexe Rohlinge in wenigen Minuten erstellen, simulieren und verifizieren. Das reduziert Nacharbeit und Zykluszeiten deutlich.“

Nachschleifen erhöht Ausstoß

Für das automatisierte Nachschleifen setzt Spreyer auf eine MX7 Linear mit RoboMate-Lader und RFID-gestütztem Dynamic Tool Loading. Die Werkzeuge werden über RFID-Chips in den Trägern identifiziert. Die Maschine ruft Programme und Parameter automatisch aus der Datenbank ab.

Im dynamischen Modus enthält jeder Träger einen Mini-RFID-Chip mit einer eindeutigen ID. Wenn der Roboter einen Träger aufnimmt, führt er diesen über einen RFID-Leser, der die ID an die CNC-Steuerung übermittelt. Dort werden das zugehörige Werkzeugprogramm und die Ladeparameter aus der Datenbank des Dynamic Toolgroup Managers abgerufen. Der Roboter platziert den Träger in der Dockingstation, lädt das Werkzeug in die Spannzange und startet den Schleifprozess. Der leere Träger wird abgelegt, während der nächste bereits geladen wird – so läuft die Fertigung kontinuierlich und kollisionsfrei.

„RFID macht das Vorprogrammieren von Plätzen oder festen Werkzeuggruppen überflüssig“, erläutert Stepanow. „Gemischte Werkzeuge können in beliebiger Reihenfolge eingelegt werden.“

Nach Unternehmensangaben ersetzte die MX7 zwei ältere Maschinen. Der Ausstoß stieg um 35 Prozent. „Das RFID-System war ein entscheidender Schritt“, sagt Baldus. „Jetzt produzieren wir gemischte Chargen völlig mannlos – nachts und am Wochenende – und können dringende Aufträge jederzeit einschieben.“

Scripting sichert Fertigungswissen

Zusätzlich nutzt Spreyer ANCA Scripting, um wiederkehrende Programmieraufgaben zu automatisieren. Dabei werden Geometrien, Parameterabhängigkeiten und Prozesslogiken standardisiert hinterlegt.

„Skripte erfassen die Logik, wie ein bestimmtes Werkzeug gefertigt wird“, erklärt Stepanow. „Sie automatisieren wiederkehrende Programmieraufgaben.“

Bei Spreyer verkürzt das die Programmierzeiten deutlich. „Unsere Programmierer benötigen für Wiederholwerkzeuge nur noch einen Bruchteil der Zeit“, sagt Baldus. „So können Werkzeuge jederzeit exakt reproduziert werden.“

Messbare Effekte in der Fertigung

Nach drei Jahren lassen sich die Effekte quantifizieren: höherer Ausstoß, kürzere Rüstzeiten, nahezu kein Ausschuss und eine stabile Qualität im Mikrometerbereich. Für Spreyer ist die Automatisierung Grundlage für weiteres Wachstum. „Diese Technologien ermöglichen uns, mit minimalem Personaleinsatz kontinuierlich zu produzieren“, fasst Baldus zusammen. Für ANCA zeigt das Projekt deutlich, wie integrierte Automatisierung direkte betriebliche Vorteile bringt.