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Reiden Technik AG News

Stahlzerspanung: Produktiver durch Jobintegration und Automation

„Wir stellen radgetriebene, geländegängige Fahrzeuge für Polizei, Territorialverteidigung und Streitkräfte her“, sagt Andreas Bürgin, Leiter der Driveline Produktion (Driveline umfasst den kompletten Antriebsstrang inklusive allen Getrieben und Fahrwerk) bei GDELS Mowag in Kreuzlingen (Schweiz). Die Fahrzeuge reichen im Gewichtsbereich von etwa 7-32 t und müssen höchste Anforderungen an Geländegängigkeit, Robustheit und Zuverlässigkeit erfüllen. Zum Mutterkonzern gehören rund 100.000 Mitarbeiter, der Absatz erfolgt weltweit. Die Fahrzeuge sind sehr kundenspezifisch ausgelegt und für verschiedene Konfigurationen spezifisch ausgerüstet. Die Stückzahlen der Getriebekomponenten sind zumeist zu gering, als dass sich eine externe Fertigung durch die typischen Zulieferer der LKW-Branche rechnen würdeDeshalb muss mit hoher Fertigungstiefe gearbeitet werden. Niedrige Stückzahlen und zahlreiche Varianten bedingen hohe Anforderungen an die Flexibilität der Fertigungsanlagen, d.h. sie müssen sich für möglichst viele unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben eignen. Aufgrund der internationalen Aufstellung des Mutterhauses würden die einzelnen Fertigungsbetriebe auf weltweiter Basis verglichen. Daher müsse er ständig unter Beweis stellen, dass der Standort in Kreuzlingen ungeachtet der hohen Schweizer Arbeitskosten bei den Stückkosten vergleichbar oder besser ist als andere Niederlassungen.

 

Ziel: Eine „intelligente“ Produktion

„Um bestehen zu können, müssen wir eine höhere Produktivität erzielen als andere Standorte“, ergänzt A. Bürgin. Da die Geschwindigkeit der Bearbeitung nicht wesentlich gesteigert werden könne, müsse man stattdessen die Produktionsabläufe intelligenter organisieren und aus der Ausrüstung möglichst viel herausholen. Damit könne er zugleich den wesentlichen Vorzug seiner Belegschaft ins Spiel bringen: Die hohe Qualifikation, Motivation und Gewissenhaftigkeit der vielfach aus der Region stammenden Mitarbeiter, die mit anspruchsvollen Maschinen und komplexen Abläufen bestens vertraut sind. In erster Linie bedeutet dies möglichst weitgehende Automation und Integration von Arbeitsabläufen, damit die Anlagen möglichst lange mannlos durcharbeiten und der logistische Aufwand in der Wertschöpfungskette möglichst niedrig gehalten werden kann. Dies wiederum führt dazu, dass bei der Beschaffung neuer Maschinen Forderungen erfüllt werden müssen, die mit Standard-Katalogprodukten kaum darstellbar sind. Deshalb werden die Hersteller geeignet erscheinender Werkzeugmaschinen aufgefordert, ihre Anlagen so ausgestattet und konfiguriert zu liefern, dass sie den von Mowag definierten Pflichtenkatalog vollumfänglich erfüllen.

 

Vorzug für vielfältig nutzbare Maschinen

„Aufgrund der großen Fertigungstiefe müssten wir im Prinzip zahlreiche Arbeitsgänge sequentiell auf unterschiedlichen Maschinentypen durchführen“, verrät A. Bürgin. Dazu gehören beispielsweise Drehen, Fräsen, Tieflochbohren sowie die Herstellung von Verzahnungen. Werden diese Arbeitsgänge auf verschiedenen Anlagen durchgeführt, so müssen die Werkstücke jeweils abgespannt und neu aufgespannt oder sogar extern bearbeitet werden. Dies ist nicht nur zeitaufwendig, sondern erfordert auch mehr Messaufwand nach jedem Umspannvorgang. Durch das Umspannen sinkt die Genauigkeit . Zudem bedingen die Transport- und Lageroperationen Kosten und erhöhen neben der Durchlaufzeit  auch die Schadensrisiken.

Im vorliegenden Fall sollte eine Maschine beschafft werden, die sämtliche Bearbeitungsvorgänge an den beiden Hälften eines zweiteiligen Getriebegehäuses aus vergütetem Stahlguss ausführen kann. Die Wahl fiel auf die RX12 der Fa. Reiden, ein fünfachsiges Fräsbearbeitungszentrum in Portalbauweise mit Schwenkkopf sowie einem auf einer Linearachse verfahrbaren, direkt angetriebenen Rundtisch. Der Arbeitsbereich in x-, y- und z-Richtung beträgt 1.300x1.450x1.000 mm. Bei der RX12 kann der Drehtisch auf seiner horizontalen Linearachse soweit unter dem Portal hindurchfahren, dass das Werkzeug in vertikaler Stellung die gesamte Tischfläche bearbeiten kann. Dies ermöglicht es z.B., vertikale Bohrungen über die gesamte Fläche des Rundtischs hinweg im rein dreiachsigem Betrieb ohne Einsatz der Drehachse einzubringen, was der Genauigkeit zugutekommt.

 

Intensive Entwicklungspartnerschaft

„Als die Anfrage von Mowag Anfang 2016 bei uns einging, waren wir vom Umfang der Kundenwünsche überrascht“, erinnert sich Mario Steinmann, technischer Verkaufsberater der Reiden Technik AG in Reiden (Schweiz). Diese betrafen weit mehr als nur eine ziemlich umfassende Zusatzausstattung, wozu eine Sinumerik 840D sl, ein Palettenwechsler mit fünf Plätzen und ein Werkzeugmagazin mit insgesamt 266 Plätzen gehörten. Es ging auch um mehr als nur gewisse Modifikationen an der Maschine wie zwei Sonderplätze im Magazin für Werkzeuge mit erhöhtem Durchmesser oder einen zweiten, überaus langen Funk-Messtaster in L-Form. Der Kunde verlangte die Gewährleistung einer ganzen Reihe von Bearbeitungsprozessen an einer Vielzahl von Komponenten einschließlich der Beschaffung geeigneter Werkzeuge und der Erstellung der entsprechenden CAM-Programme. Somit war von vornherein eine enge Entwicklungspartnerschaft erforderlich. Beispielsweise wurden die erforderlichen bauteilspezifischen Spannvorrichtungen von Mowag und Reiden gemeinsam konzipiert und von Mowag hergestellt. Der Umfang dieser Entwicklungszusammenarbeit lässt sich daran abschätzen, dass die gesamte Projektlaufzeit mehr als zwei Jahre betrug.

 

Große Herausforderungen…

„Für uns als mittelständisches Unternehmen war dieses Projekt eine enorme Herausforderung“, setzt M. Steinmann hinzu. Statt lediglich die Einhaltung der Maschinenparameter wie Achsgeschwindigkeiten oder Spindelleistung gewährleisten zu müssen, ging es hierbei um die Übernahme der Gesamtverantwortung für die Einhaltung der qualitativen wie quantitativen Ergebnisse von Bearbeitungsvorgängen an konkreten Bauteilen. Dazu mussten Werkzeuge ausgesucht, beschafft und am Bauteil getestet, Bearbeitungsstrategien ausgearbeitet und schließlich die CAM-Programme erstellt und validiert werden. Auf allen Ebenen war hierbei eine stetige und enge Zusammenarbeit mit Mowag erforderlich. Angesichts des Größenunterschieds beider Firmen – hier Mittelstand, dort international aufgestellter Großkonzern – sowie des Auftragsvolumens ergaben sich nicht unerhebliche Risiken für den Fall, dass die Kooperation nicht von beiden Seiten in einvernehmlicher Atmosphäre verlaufen sollte. Bei Reiden war man dennoch gewillt, sich dieser Herausforderungen zu stellen und auf die schweiztypische Bereitschaft zur partnerschaftlichen, sachorientierten Kooperation zu vertrauen.  

 

…wurden erfolgreich gemeistert

„Als Ergebnis des Projekts weisen die an Mowag gelieferten RX12-Anlagen gegenüber den Standardsystemen eine ganze Reihe von Besonderheiten auf“, bilanziert M. Steinmann. So verfügen die Wechselpaletten über gleich zwei Nullpunktspannsysteme, einmal das Standardsystem auf der Unterseite für den eigentlichen Wechsel und zusätzlich ein zweites auf der Oberseite, das der Aufnahme der speziell angefertigten Werkstückspannvorrichtungen dient. Zudem ist es die erste RX12 mit 5fach-Palettenwechsler, die zugleich über eine Drehfunktion verfügt: Die Palette kann kontinuierlich mit bis zu 400 UPM rotieren, was eine Mill-Turn-Funktion ermöglicht. Beim Werkzeugspeicher wurden zwei Sonderplätze für Werkzeuge mit 270 mm Ø und 25 kg Gewicht fest eingerichtet. Für künftige Aufgabenstellungen wurden Spindel und Steuerung für eine zusätzliche U-Achse vorbereitet, um beispielsweise Aussteuerwerkzeuge betreiben zu können. Last but not least ist die Sinumerik 840D-sl-Steuerung zu erwähnen, die nicht nur alle Anforderungen an das Handling der Maschine sowie der Peripherie erfüllt, sondern im Hintergrund auch vielfältige Überwachungs- und Dokumentationsaufgaben erledigt.

Besonders aufwendig waren die Lösungen für das Wälzschälen von Verzahnungen (Power Skiving), wobei das exakt zum Drehtisch synchronisierte Werkzeug mit definiertem Anstellwinkel und definierten radialen sowie vertikalen Vorschüben verfahren wird, sowie das Tieflochbohren in vergütetem Stahl, obwohl auf den Einsatz von Öl verzichtet werden musste. Stattdessen sollte die Bearbeitung allein mit KSS-Emulsion vorgenommen werden. Auf Maschine 1 werden zweiteilige Getriebegehäuse aus Stahlguss mit einer Zeitvorgabe von 24 h bearbeitet. Diese konnte um ein Stunde unterboten werden. Maschine 2 wird im Mischbetrieb für eine Vielzahl weiterer Komponenten wie z.B. Planetenträger eingesetzt und dient zugleich als Reserve, um die Versorgung der Montage nie zu gefährden. Auch bei den hier bearbeiteten Teilen konnten die Zeitvorgaben durchweg unterboten werden. „Aus unserer Sicht hat sich die Entwicklungspartnerschaft mit Reiden besten bewährt: Beide RX12-Anlagen sind inzwischen in Produktion und erbringen alle geforderten Leistungen“, fasst Andreas Bürgin seine Erfahrungen zusammen.

Klaus Vollrath b2dcomm.ch

 

Adressen

Reiden Technik AG Werkzeugmaschinen, Werkstrasse 2, CH-6260 Reiden, Schweiz, T.: +41-62-749-2020, F.: +41-62-749-2021, info(at)reiden.com, www.reiden.com

 

GDELS Mowag GmbH, Unterseestrasse 65, CH-8280 Kreuzlingen, Schweiz, T.: +41-71-677-5500, F.: +41-71-677-2886, [email protected], www.gdels.com

Verantwortlich für den Inhalt dieser Pressemitteilung: Reiden Technik AG

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