Die Vero-S-Nullpunktspannmodule und die Kontec-KSC-Basisspanner bilden auf den Schunk-Spannpyramiden ein perfektes Team.
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Spannmittel

Wie Spannmittel zum Erfolgsfaktor werden

Die Euler Feinmechanik zeigt mit Schunk-Spannmitteln, wie sich das Potenzial der Maschinenselbstbeladung steigern lässt.

Spannmittel können zum Erfolg beitragen. Das zeigt die Geschichte von Euler. Leonard Euler ist Denker und Macher zugleich. 2015 ist er in die Geschäftsleitung des von Großvater Erich Euler Anfang der 1960er-Jahre gegründeten Feinmechanikbetriebs eingestiegen. Seither trimmt er das Unternehmen gemeinsam mit seinem Vater Hans in Sachen Qualität, Prozesssicherheit und Effizienz: Der Umsatz hat sich seither fast verdreifacht, die Anzahl der Mitarbeiter und Maschinen verdoppelt. Programmierung, Dreh- und Frässtrategie, Werkstückspannung, Magazinierung sowie Handling sind heute sorgfältig aufeinander abgestimmt. „Schnell rüsten und flexibel fertigen“ – so lautet die Prämisse, nach der der Juniorchef die Fertigung ausgerichtet hat. „Alles muss schnell umgebaut und standardisiert sein“, betont Leonard Euler. „Dazu brauchen wir flexibel einsetzbare, standardisierte Spannmittel, die von allen verstanden werden.“ Kurze Vorlauf- und Durchlaufzeiten seien entscheidend für den Erfolg.

Rüstzeiten verkürzen

„Mein Ziel war es von Anfang an, die Rüstzeiten zu verkürzen, definiert aufzubauen und zu standardisieren“, berichtet der Unternehmer. Bei der Definition der unterschiedlichen Spannstrategien greift der Wirtschaftsingenieur konsequent auf das Portfolio und die Kompetenz von Schunk zurück. Gerade in der Anfangsphase der Umstellung hatten sich die flexiblen Schunk-Mehrfachspanner Kontec KSM2 als idealer Einstieg erwiesen, damals noch fest installiert auf 3-Achs-Maschinen. Im Handumdrehen lassen sich auf ihnen mehrere Teile gleichzeitig nebeneinander spannen. Schlanke Backen ohne überstehende Störkonturen ermöglichen eine hohe Teiledichte und eine optimale Zugänglichkeit. Eine gehärtete und geschliffene Spitzverzahnung sorgt für maximale Robustheit, Präzision und Formstabilität. Unabhängig von der Werkstückgröße bewirkt ein Keilspannsystem, dass das Werkstück beim Spannvorgang automatisch niedergezogen wird.

Schneller Wechsel der Spannbacken

Mit Einführung eines CAD/CAM-Systems, der Umstellung von SK- auf HSK-Schnittstellen und dem Siegeszug der 5-Achs-Maschinentechnologie war für Leonard Euler schnell klar, dass vor allem Palettensysteme und Werkstückspeicher künftig die erforderliche Flexibilität und Effizienz bringen würden. In einem ersten Schritt investierte er in ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum Hermle C 22 U mit einem robotergestützten Regalmagazin, das er bei Hermle entwickeln und mit Schunk-Kontec-KSC-65-Basisspannern ausstatten ließ. Fein säuberlich aufgereiht stehen 39 dieser kompakten Spanner nebeneinander – die meisten fertig gerüstet und automatisch abrufbar.

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Effiziente Allrounder

Die effizienten Allrounder für die Roh- und Fertigteilbearbeitung vereinen hohe Spannkräfte, eine komfortable Bedienung und kurze Rüstzeiten. Sie können direkt in die Paletten des auf Hermle-Maschinen gebräuchlichen Erowa-Nullpunktspannsystems integriert werden, wodurch das Gewicht beim Roboterhandling minimiert wird. Der vollständig gekapselte Antrieb sowie ein integrierter Späneabfluss sorgen für eine besonders hohe Prozessstabilität und minimalen Verschleiß. Dank Backenschnellwechselsystem können werkstückspezifische Spannbacken mit wenigen Handgriffen gewechselt und ein breites Werkstückspektrum abgedeckt werden.

Eine Maschine für Serienteile

„Ich wollte einen Palettenspeicher für kleine Teile mit Rohteilmaßen bis 100 mm × 100 mm × 100 mm und zugleich eine intelligente Automation, mit der wir sehr flexibel sind“, unterstreicht Euler. Wenn nicht gerade Prototypen produziert oder Neuteile eingefahren werden, laufen auf der Maschine Serienteile. Als klar wurde, wie groß der Effekt war, investierte Euler Feinmechanik in den zurückliegenden vier Jahren in zwei Hermle C22 UP sowie eine Hermle C32 U dynamic – alle konsequent ausgestattet mit Palettenspeichern und unterschiedlichen Spannmitteln von Schunk. Gerüstet wird seither hauptzeitparallel anhand werkstückspezifischer Rüstpläne. Unproduktive Nebenzeiten wie Umspannen, Ausrichten oder die Bestimmung des Nullpunkts werden konsequent aus dem Arbeitsraum der Maschine verbannt.

Möglichst lange mannlos fertigen

Leonard Euler geht mit seinem Automatisierungskonzept noch einen Schritt weiter: Im Werkstückspeicher sollen so viele Teile wie möglich Platz finden, um möglichst lange mannlos fertigen zu können und Leerphasen in der Einzelteilfertigung produktiv zu überbrücken. Bei neuen Aufträgen analysiert er daher gemeinsam mit seinem Team und den Spanntechnikspezialisten bei Schunk, wie sich die Anzahl der Teile pro Magazinplatz erhöhen lässt. Im Falle der Kleinteilefertigung in den Kontec-KSC-65-Basisspannern werden bis zu fünf Teile in einem einzigen Spanner produziert. Am Ende der Bearbeitung sind die Teile nur noch über einen Steg miteinander verbunden. Auf diese Weise kann die C22 UP insgesamt 20 Stunden am Stück produzieren, ohne dass ein Bedienereingriff erforderlich ist. 95 % der Zerspanung sind damit automatisiert erledigt. Lediglich zum Planfräsen werden die Teile noch manuell auf einer anderen Maschine gespannt. Tagsüber steht dann die personal- und know-how-intensive Fertigung von Kleinserien und Einzelstücken auf dem Programm.

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CAM-Programmierer Andreas Csermak, Maschineneinrichter Thomas Karbus, Geschäftsführer Leonard Euler und Schunk-Fachberater Marco Sauer (v. li.) haben gemeinsam eine optimale Bearbeitungs- und Spannstrategie entwickelt.

Dünne Teile werden direkt gespannt

Zur Spannung deformationsempfindlicher Bauteile nutzt Euler Feinmechanik Schunk-Spannpyramiden, die mit Vero-S-NSE-138-Nullpunktspannmodulen ausgestattet sind. Pro Spannpyramide lassen sich so drei Bauteile gleichzeitig spannen, im Palettenspeicher platzieren und mannlos auf die Maschine einwechseln. Indem die dünnwandigen Werkstücke auf Paletten geschraubt und quasi direkt, sprich ohne weiteres Spannmittel, in den Spannmodulen gespannt werden, sind ein schneller Werkstückwechsel und eine verzugsfreie Spannung gewährleistet. So war es möglich, die hohen Präzisionsanforderungen der Bauteile prozesssicher in Serie zu gewährleisten. Aufgrund der langen Laufzeiten ist das 5-Achs-Bearbeitungszentrum C22 UP mit einem voll bestückten Werkstückmagazin ein komplettes Wochenende lang mannlos ausgelastet.

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Das Werkstückmagazin des Bearbeitungszentrums ist mit 39 Kontec-KSC-Basisspannern ausgestattet. Die Spanner werden hauptzeitparallel gerüstet und per Roboter auf das Nullpunktspannsystem eingewechselt.

Gefragte Spannmittel

Vor allem auf 5-Achs-Maschinen verzeichnet Schunk seit einiger Zeit eine spürbar steigende Nachfrage nach Spannpyramiden. Ohne Zugeständnisse bei der Zugänglichkeit lässt sich mit ihnen die mannlose Maschinenlaufzeit vervielfachen – erst recht, wenn die Beladung wie bei Euler Feinmechanik aus maschineneigenen Palettenspeichern erfolgt. Dass die Spannpyramide nicht nur zur Direktspannung, sondern auch zur Aufnahme herkömmlicher Spannmittel dienen, wird auf dem zweiten C22-UP-Bearbeitungszentrum deutlich: Dort ist die Spannpyramide mit drei Kontec-KSC-125-Basisspannern bestückt. „Verglichen mit herkömmlichen Mehrfachspannern gewinnen wir mit der Kombination aus Spannpyramide, Nullpunktspannmodul und den kleinen Zentrischspannern viel Zeit beim Rüsten“, erläutert Euler. „Weder mit den Mehrfachspannern noch mit den großen KSC sind wir so schnell wie mit den kleinen KSC-Spannern auf der Pyramide. Auch wenn nur die sechste Seite überfräst wird, gehen wir mittlerweile am liebsten auf die Pyramide. Es ist einfach und es geht schnell.“

Die gerüsteten Spannpaletten werden auf dem Hermle-Bearbeitungszentrum C32 U automatisch abgerufen und auf die Maschine eingewechselt.

Spannpyramiden sparen Rüstzeit

Während bei anderen Spannmitteln jedes Mal umständlich geschraubt werden muss, lassen sich die kleinen Spanner auf der Spannpyramide in Sekundenschnelle über Druckluft lösen. Auch bei Einzelteilen und Eilaufträgen bevorzugen die Bediener die Spannpyramiden, nicht zuletzt wegen den Schnellwechselmodulen. Aufträge, die früher auf 3-Achs-Maschinen sechs bis sieben Spannungen erforderten, sind heute dank 5-Achs-Technologie und Spannpyramide in zwei Aufspannungen effizient erledigt. Sollte es aufgrund der Störkonturen eng werden, nutzt Euler Feinmechanik entweder schlanke Tendo-Slim-4ax-Hydro-Dehnspannfutter von Schunk oder Tribos-Werkzeugverlängerungen.

Backenvielfalt sorgt für Flexibilität

Runde Teile und große Platten mit hohen Anforderungen an die Ebenheit werden hingegen vorrangig auf einem Hermle-5-Achs-Zentrum C32 U dynamic bearbeitet, wobei Kontec-KSC-Basisspanner in den Baugrößen 200 und 300 zum Einsatz kommen, die mit Pendel- oder Krallenbacken von Schunk beziehungsweise mit von Euler selbst gefertigten Segmentbacken ausgestattet sind. Ein wesentlicher Pluspunkt des Kontec-Programms ist neben der Baugrößenvielfalt, dass Anwender aus einem großen Standardaufsatzbackenprogramm wählen können, wodurch eine hohe Flexibilität gewährleistet ist. Dank Backenschnellwechselsystem lassen sich sowohl Standardbacken als auch werkstückspezifische Backen mit wenigen Handgriffen wechseln.

Know-how bei der Spanntechnik

„Unser Know-how liegt definitiv bei der Spanntechnik“, unterstreicht Euler. „Wir haben dünnwandige Bauteile für die Filmindustrie mit vielen Geometrien und H5-Passungen, bei denen Form- und Lagetoleranzen von 0,01 mm eingehalten werden müssen und zugleich extreme Oberflächengüten gefordert sind.“ Die Spannpyramide sei auf den 5-Achs-Maschinen als Standard gesetzt. Reicht der Weg in Z-Richtung nicht aus oder sind die Spanner zu klein, erhalten die horizontalen Spanner aus dem Schunk-Programm den Vorzug. „Wir streben einen gesunden Mix an, so dass wir überall volle Auslastung haben“, betont der Juniorchef. Können Werkstücke für die OP20 nicht einfach aufgelegt und gespannt werden, kommen mitunter auch Segmentbacken zum Einsatz, in der Regel auf den Basisspannern Kontec KSC 125-160. Für empfindliche Teile wiederum nutzt Euler hartcoatierte Aluminiumbacken. Um dauerhaft prozesssicher die hohen Qualitäten zu gewährleisten, sind sämtliche Bediener darauf sensibilisiert, die Spannmittel sorgsam zu behandeln und penibel zu reinigen. Effizienzgewinne gibt Euler Feinmechanik in Form einer moderaten Preispolitik an seine Kunden weiter, auch dafür ist das Unternehmen bekannt. Das stärkt die Kundenbindung und ermöglicht eine langfristige Planung bei Investitionen.

cd