Automatisiertes BAZ mit Spanntürmen und Workbuddy

Die Spanntechnik gilt als Schlüssel zur erfolgreichen Fräsbearbeitung. Wer ergonomisch, prozesssicher und dabei flexibel fertigen möchte, sollte die Auswahl der Spannmittel hoch priorisieren. Mit Standardspanntürmen und individuellen Spannbacken fertigt Wessel-Hydraulik auf einer neuen Automationsanlage hochgenaue Werkstücke und ersetzt dabei drei herkömmliche Fräsmaschinen. 

Die Wessel-Hydraulik GmbH ist seit 65 Jahren ein international führender Anbieter von innovativer hydraulischer Antriebs- und Steuerungstechnik in der Mobil- und Stationärhydraulik. Über 130 Mitarbeiter stellen am Standort Wilhelmshaven rund 100.000 bis 120.000 Ventile pro Jahr her. Der Fokus liegt hierbei neben Standardventilen auf der Sonderhydraulik, wobei kundenspezifische Lösungen realisiert werden.

„Wir haben eine sehr hohe Fertigungstiefe, wir bauen aus einem bis zu 200 kg schweren Rohmaterial das nahezu fertige Produkt in einer kompletten Baugruppe“, betont Produktionsleiter Heiko Horn. „Mit 20.000 Einzelteilen haben wir eine hohe Teilevielfalt, die wir mit unserer Produktion abdecken müssen“.   Neue Produkte werden mit der Zeit immer komplexer und anspruchsvoller. „Wir hatten schon Teile mit vier Spannungen - durch die Schrägbohrungen kamen wir nicht anders an das Werkstück heran. Ziel war es, auf maximal zwei Spannungen zu reduzieren.“, erzählt Pascal Severin, Leiter der Arbeitsvorbereitung. Um den hohen Anforderungen und den Genauigkeiten mit Toleranzen von wenigen Mikrometern gerecht werden zu können, reichten die bestehenden Produktionsmittel nicht mehr aus. „Die Fräsmaschinen sind seit mehr als 15 Jahren im Dreischichtbetrieb im Einsatz. Nach dieser langen Anwendungszeit müssen die Maschinen sukzessiv erneuert werden, um auf dem aktuellen Stand der Technik zu bleiben“, ergänzt Horn.

Wessel-Hydraulik hat seine Anforderungen an verschiedene Maschinenhersteller herangetragen, um die passende Fertigungsanlage zu realisieren. „Als es dann an die Auswahl der Spannmittel ging, kam von einigen Maschinenherstellern die Empfehlung für Allmatic“, erzählt Severin. Der Spanntechnikexperte arbeitet eng mit verschiedenen Maschinenherstellern zusammen, einige gemeinsame Projekte konnten in den letzten Jahren erfolgreich umgesetzt werden.

Bearbeitet werden kleine bis mittlere Losgrößen zwischen 20 und 200 Stück bei einem minimalen Spannrand von 3 mm. „Für die Spannmittel war es uns aus ergonomischen Gründen wichtig, mit möglichst wenig Anzugsmoment zu spannen. Zeitgleich wollten wir eine möglichst hohe Spannkraft erzielen, um unsere großen Bauteile sicher zu fixieren. Da haben wir uns schnell für Allmatic entschieden“, betont Uwe Dierks, Leiter der CNC-Bearbeitungszentren. Die kraftverstärkte Allmatic-Spindel macht dies möglich.

Schlussendlich fiel die Wahl auf ein Palettenlinearspeichersystem angebunden an drei G550 5-Achs-Maschinen von Grob. Die Kombination der Anlage mit Spanntürmen und dem Workbuddy war für die Anforderungen von Wessel-Hydraulik die effektivste Gesamtlösung. Kleine Bauteile sollen weiterhin von Hand aufgespannt werden, wodurch die teilautomatisierte Version mit dem Workbuddy einer vollautomatisierten Lösung vorgezogen wurde. Dieses System ersetzt drei der ursprünglichen Fräsmaschinen. Mit der neuen Automationsanlage wir eine zusätzliche Geisterschicht generiert. Die strukturschwache Region im Norden und der daraus resultierende Mitarbeitermangel in der Industrie kann so kompensiert werden. „Es ist in aller Munde: Die IG-Metall fordert eine 4-Tage-Woche, Abschaffung der Nachtschicht und Ähnliches. Mit der Automationsanlage haben wir einen gewissen Arbeitsvorrat und können die Maschinen in die mannlose Zeit weiterlaufen lassen“, betont Horn, „Ein weiterer Vorteil hierbei ist, dass drei gleiche Maschinen nun an einem Automationssystem angebunden sind. Fällt eine Maschine aus, kann der Auftrag auf der anderen Maschine fortgeführt werden und es kommt zu keinen Verzögerungen in der Produktion“.

Durch den Spannturmkonfigurator konnten die passenden Spannmittel schon im Voraus ausgewählt werden. In der Anlage kommen insgesamt sechs Titan2 und sechs weitere Duo-Plus Spanntürme in verschiedenen Ausführungen zum Einsatz. Die hohe Teilevielfalt aus Guss und Stahl sollte mit so wenig Spannungen wie möglich abgedeckt werden. Hierfür wurde eine individuelle Backen-Lösung in verschiedenen Breiten umgesetzt, die mit allen Standardspanntürmen kompatibel ist. Dadurch können alle Teile mit minimalem Rüstaufwand in maximal zwei Spannungen gefertigt werden. Diese Lösung deckt also alles in einem ab, was sich zudem als wartungsarm herausstellt.  

Mitarbeiter sollen durch das geringe Anzugsmoment entlastet werden. Zusätzlich wird der Workbuddy an beiden Rüstplätzen eingesetzt. Die elektronische Spannhilfe ermöglicht es, Spanntürme ergonomisch und gelenkschonend zu bestücken.  Zentrales Werkzeug ist ein elektromechanischer Drehmomentschrauber, das Drehmoment wird von der Arbeitsvorbereitung definiert. So ist die Prozesssicherheit gewährleistet und jedes Werkstück wird dauerhaft mit der richtigen Spannkraft fixiert, um eine hohe Wiederholgenauigkeit sicherzustellen. 

„Ausschlaggebend für unsere Entscheidung war auch die bereits vorhandene Zusammenarbeit von Grob und Allmatic. Das war für uns eine sichere Bank ohne Risiko. Zwischen beiden Firmen wurde viel im Hintergrund gearbeitet, um uns die optimale Lösung vorzustellen. Das hat uns vollkommen überzeugt, die jetzige Lösung entspricht absolut unseren Wünschen und Anforderungen“, betont Fertigungsleiter Horn. Das Fertigungsareal in Wilhelmshaven wurde in den letzten Jahren stetig erweitert. Zuletzt kamen 2020 3.000 m² an Produktionsfläche hinzu. „Vorher hatten wir den Platz für weitere Investitionen gar nicht. Durch die Erweiterung war es uns nun möglich das Projekt in Angriff zu nehmen und unsere Abläufe zu optimieren“, ergänzt Dierks.

Das Teilespektrum der Anlage wir zukünftig immer weiter ausgebaut. Durch die flexiblen Spanntürme und die passenden Backen, können viele weitere Teile auf der Automationsanlage gefertigt werden. Das Spannmittel-Portfolio von Allmatic wird in Zukunft immer weiter aufgestockt werden. „Für die Größenordnung des Projekts konnten wir die Anlage mit allen Partnern sehr zügig innerhalb der letzten zwei Jahre umsetzen, sodass die komplette Umstellung bis Ende 2024 vollzogen sein sollte. Alle Beteiligten zeigten vollen Einsatz, man merkte einfach, dass Jedem etwas an diesem Projekt liegt“, schwärmt Severin. Neben Spanntürmen und dem Workbuddy bietet Allmatic eine Vielzahl von mechanischen, elektrischen und hydraulischen Automationslösungen an. Das Sortiment erstreckt sich bis hin zur individuellen, vollständig automatisierten Werkstückspannung. ak