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Senkerodieren neu definiert

: Ops-Ingersoll


Hirschmann Automotive gehört zu den Global Playern, wenn es um maßgeschneiderte Kundenlösungen in der Automobilindustrie geht. Aufgrund der hohen Fertigungstiefe bieten die Vorarlberger neben technischer Kompetenz auch absolut schnelle Reaktionszeiten. Mit der Eröffnung des neuen Werkzeug- und Sondermaschinenbau-Zentrums im Sommer 2017 konnte man die Kapazitäten vor allem in der Herstellung von Spritzgusswerkzeugen nochmals deutlich erhöhen. Eine vollautomatisierte Fertigungszelle samt optimiertem Senkerodierprozess sorgt für eine Produktion rund um die Uhr. Von Ing. Robert Fraunberger, x-technik

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Mit der Inbetriebnahme einer vollautomatischen Fertigungszelle im Werkzeugbau kann man bei Hirschmann jetzt rund um die Uhr produzieren. In der Anlage integriert sind sowohl das Fräsen der Elektroden, das anschließende Senkerodieren als auch das Waschen und Vermessen der Teile.

Mit der Inbetriebnahme einer vollautomatischen Fertigungszelle im Werkzeugbau...

Das Vorarlberger Hightech-Unternehmen Hirschmann Automotive hat sich in den vergangenen 60 Jahren zu einem international angesehenen Automobilzulieferer entwickelt. Am Stammsitz in Rankweil arbeiten rund 1.000 Mitarbeiter, darunter 75 Lehrlinge. Somit ist man einer der wichtigsten Arbeitgeber in der Region. Weltweit beschäftigt Hirschmann an sechs Produktionsstandorten rund 5.000 Mitarbeiter.

Die Kernkompetenz von Hirschmann ist die Entwicklung und Produktion individueller Kundenlösungen. „Unsere Produkte sind sehr individuell, fast alles ist einzigartig und kommt in einer bestimmten Form nur bei einem Kunden vor. Dadurch sind wir ausgesprochen leistungsfähig und führend in unserem Marktsequment“, betont Andreas Bolter, Head of Mechanical Engeneering in Rankweil. Zum umfangreichen Produktportfolio zählen Steck- und Kontaktierungslösungen, Hochvoltanwendungen (Stichwort: Elektroautos), Spezialkabel-Assemblies, Kunststoffumspritz-Technologien und Sensorsysteme. „Aufgrund des langjährigen Know-hows, stetiger Weiterentwicklung unserer Technologien und hochqualifizierter Fachkräfter gewährleisten wir mit unseren Produkten absolute Zuverlässigkeit unter extremsten Bedingungen in hoch beanspruchten Bereichen im Fahrzeug“, so Bolter weiter.

Erweiterung der Fertigungskapazitäten

Für einen Automobilzulieferer ist die rasche Umsetzung vom Prototyp zur Marktreife ein wesentlicher Erfolgsfaktor. Die effiziente und rasche Umsetzung von neuen Produkten und Sonderteilen ermöglicht eine sehr hohe Fertigungstiefe mit eigenem Werkzeug- und Sondermaschinenbau. „Unsere Kunden schätzen vor allem unsere hohe technische Kompetenz, das
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Mit Verfahrwegen von (X/Y/Z) 420 x 300 x 400 mm bietet die Senkerodiermaschine Gantry Eagle 400 höchste Geschwindigkeiten auf kleinstem Raum. Eine integrierte Spindelkühlung, Geometrie- und Temperaturfehlerkompensation sowie die hochpräzise Bestimmung der Positioniergenauigkeit mittels Laservermessung sorgen für höchste Maschinenpräzision.

Mit Verfahrwegen von (X/Y/Z) 420 x 300 x 400 mm bietet die Senkerodiermaschine...

beste Service und absolut schnelle Reaktionszeiten“, ist Bolter überzeugt.

Aufgrund der guten wirtschaftlichen Entwicklung der letzten Jahre (Anm.: im Geschäftsjahr 2017 erzielte man einen Umsatz von 340 Mio. Euro) wurden am Stammsitz in Rankweil neben ausführlichen Sanierungsarbeiten 15 Millionen Euro in zwei neue Gebäude investiert. Planungsstart war Mitte 2015. Die neuen Gebäude beinhalten ein Mitarbeiterzentrum mit Restaurant sowie Schulungs- und Konferenzräumlichkeiten. Beste Rahmenbedingungen wurden zudem auf 5.600 m² für das Werkzeug- und Sondermaschinenbauzentrum mit integrierter Lehrwerkstätte geschaffen. „Wir wollten damals sowohl den Betriebsmittel- und Werkzeugbau als auch den Sondermaschinenbau auf komplett neue Beine stellen, um die Leistungsfähigkeit und Produktivität der eigenen Fertigung nochmals deutlich zu steigern“, begründet der Fertigungsleiter. Das neu geschaffene Werkzeug- und Sondermaschinenbauzentrum schaffe nicht nur räumlich die besten Voraussetzungen, sondern sei auch ein strategisch wichtiger Schritt für den langfristigen Gesamterfolg von Hirschmann Automotive. „Ein eigener, hochmoderner Werkzeug- und Sondermaschinenbau ermöglicht es uns nun, exakt auf die Anforderungen unserer Kunden einzugehen. Von der mechanischen Bearbeitung bis zur Steuerungstechnik bieten wir alles aus einer Hand. Das erhöht die Reaktionszeiten enorm – auch im Kundendienst sind wir sehr flexibel“, verdeutlicht Andreas Bolter. Die Entwicklung und Herstellung der Werkzeuge im Haus habe darüber hinaus Auswirkungen auf die gesamte Produktion: „Je genauer wir im Vorfeld planen, umso effizienter sind letztendlich die Produktionsabläufe und umso genauer unsere Produkte.“ Im Sommer 2017 konnte man schließlich die neuen Fertigungshallen beziehen.

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Werkzeugbau als Kernkompetenz

Der Standort Rankweil fertigt pro Jahr zwischen 25 und 50 neue Spritzgusswerkzeuge. Ein Drittel der Arbeitszeit wendet man zudem für die Instandhaltung von Werkzeugen auf. „Die Entwicklung und Fertigung unserer Spritzgusswerkzeuge ist sehr arbeitsaufwändig. Wir stellen 16-, 32- und 64-fach Werkzeuge her“, geht Markus Gapp, Leader Mechanical Manufacturing ins Detail. Dementsprechend groß sei der finanzielle Wert, der dahintersteht. Im Sondermaschinenbau sind es jährlich etwa fünf bis zehn neue Maschinen. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Montageanlagen (Highspeed-Assemblies), die man für die Konfektionierung der Produkte benötigt.

Mit der Eröffnung des neuen Werkzeug- und Sondermaschinenbau-Zentrums konnten die Rankweiler alle Fertigungsbereiche unter einem Dach und auf einer Ebene zusammenschließen, und das in unmittelbarer Nähe zur Produktion – die kurzen Wege fördern zudem den Austausch unter den Kollegen. Die Halle ist natürlich klimatisiert und sehr hell, was letztlich auch der Genauigkeit beim Werkzeugbau dient. „Durch das neue Gebäude haben sich auch neue Möglichkeiten eröffnet und wir konnten unser Ziel einer vollautomatisierten Teilefertigung mit den Prozessen Elektroden-Fräsen, Senk-Erodieren, Waschen und Messen in der Praxis umsetzten“, freut sich Markus Gapp.

Vollautomatisierte Fertigungszelle

Die Fertigungszelle besteht aus vier Gantry Eagle 400 Senkerodiermaschinen von OPS Ingersoll (Anm.: geliefert und betreut über die SHR GmbH), fünf Rotary Magazinspeicher von Erowa mit insgesamt 25 Werkstück-Paletten, 15 ITS 148 Paletten und 1.440
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Die Werkstücke werden per Roboter an die Gantry Eagle 400-Senkerodiermaschinen übergeben und nach einem genau abgestimmten Ablaufplan bearbeitet.

Die Werkstücke werden per Roboter an die Gantry Eagle 400-Senkerodiermaschinen...

Stück ITS50 Elektrodenplätze, zwei Kern Micro Fräsmaschinen für die Elektrodenfertigung, eine Mafac-Waschanlage für die Reinigung der Elektroden und Werkstücke, eine DuraMax-Messmaschine von Zeiss für die Qualitätssicherung und Versatzdatenermittlung sowie einem Erowa-Roboter mit entsprechenden Greifsystemen. Ein Jobmanger von Certa-Systems ist für die optimale Auftragsabwicklung verantwortlich. „Mit der Zelle erreichen wir einen vollautomatischen Senkerodierprozess inklusive Elektrodenfertigung und einer optimalen Endkontrolle der Teile“, so Gapp weiter. Neben einer deutlichen Durchlaufzeitverkürzung profitiert man von einem stabilen Erodierprozess, einer hohen Prozesssicherheit sowie einer deutlichen Kapazitätserweiterung durch mannlose Schichten.

Die Umstellung auf den vollautomatisierten Prozess geschah aber nicht von heute auf morgen, wie Gapp berichtet: „Wir bauten unser das nötige Know-how bereits über die letzten Jahre hinweg auf. Teile der Prozesskette wurden auch schon zuvor automatisiert und die nötigen Programme sukzessive aufgebaut.“

Senkerodieren als Nadelöhr

Markus Gapp und seinem Team im Werkzeugbau war damals bereits klar, dass mit den bestehenden Maschinen der Bereich Senkerodieren zum Nadelöhr wird. „Wenn wir die vollautomatisierte Anlage möglichst produktiv gestalten wollen, mussten wir dieses Nadelöhr unbedingt beseitigen. Wir suchten daher bereits vor zwei Jahren nach neuen, leistungsstärkeren und vor allem schnelleren Senkerodiermaschinen“, erinnert sich Gapp. Und da kam der langjährige Branchenexperte Robert Ruess ins Spiel, der mit seiner Vertretung OPS Ingersoll in Österreich
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zu den potenziellen Partnern für Hirschmann gehörte. „Ich kannte Herrn Ruess bereits aus mehreren Projekten und war immer begeistert von seinem Engagement“, so Gapp.

Man führte also Bearbeitungstests mit verschiedenen Maschinenherstellern durch, um die für Hirschmann optimale Senkerodiermaschine herauszufiltern. „Neben höchster Genauigkeit war die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die Fähigkeit Abbrand und Schmutz schnell aus dem Arbeitsbereich wegzubringen ein wesentliches Kriterium“, bringt sich Tobias Fritz, Leader Sinkeroding Technology bei Hirschmann Automotive, ein. Und bei allen geforderten Punkten setzte sich OPS Ingersoll mit der Gantry Eagle 400 durch.

Erodierprozesse optimal abgestimmt

„Unsere High-End-Senkerodiermaschine Gantry Eagle 400 bietet höchste Präzision auf kleinstem Raum“, betont Robert Ruess. Und Präzision ist bei Hirschmann Voraussetzung. Toleranzen von 0 bis 5 µ bei Dichtflächen sprechen für sich. „Aufgrund der immer weiter steigenden Anforderungen im Präzisions-Formenbau ist ein durchdachtes Maschinenkonzept, das sowohl beste Zugänglichkeit und optimale Bedienfreundlichkeit bietet als auch höchste Genauigkeiten garantiert, die Grundlage für bestmögliche Performance“, so Ruess weiter. Dies biete OPS Ingersoll durch eine stabile Portalbauweise und die konsequente Nutzung von Synergieeffekten in der Maschinenbautechnik des HSC-Fräsens und der Senkerosion. „Zusätzlich haben wir die Maschinen individuell mit einem Genauigkeitspaket ausgestattet“, geht Ruess ins Detail und ergänzt: „Die Präzision und Wiederholgenauigkeit der Gantry Eagle 400 wird dadurch nochmals gesteigert. Eine integrierte Spindelkühlung, Geometrie- und Temperaturfehlerkompensation – ermittelt und eingerichtet
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Die benötige Genauigkeit der Spritzgussteile bei Hirschmann wird über den Werkzeugbau bestimmt. Sowohl die Elektroden als auch die fertig erodierten Teile werden optimal vermessen.

Die benötige Genauigkeit der Spritzgussteile bei Hirschmann wird über den...

im Arbeitsumfeld der Maschine – sowie die hochpräzise Bestimmung der Positioniergenauigkeit mittels Laservermessung sorgen für höchste Maschinenpräzision.“ In Verbindung mit dem eingesetzten Parotec-Nullpunkt-Spannsystem können so Wiederholgenauigkeiten von < 0,006 mm (24/7) erreicht werden. Darüber hinaus hat man auch für entsprechende Maßhaltigkeit zwischen Werkzeugmaschine und Messmaschine mittels zertifizierter Prüfnormalien gesorgt.

Mit Verfahrwegen von (X/Y/Z) 420 x 300 x 400 mm und einer Traglast von 500 kg passt die Gantry Eagle 400 zudem optimal zum Teilespektrum bei Hirschmann. Mit einer Aufstellfläche von (B/T/H) 1.234 x 2.010 x 2.550 mm benötigt diese auch sehr wenig Platz.

Rund um die Uhr produzieren

Aufgrund der Umstellung auf eine vollautomatische Fertigung der Formen kann man bei Hirschmann jetzt rund um die Uhr produzieren. Da bedarf es natürlich an Feintuning, um eine möglichst hohe Auslastung zu erreichen: „Wir haben Teile mit einer Laufzeit von 300 Stunden und andere mit wenigen Stunden. Da ist gute Organisation gefragt“, weiß Gapp aus seiner Erfahrung. „Unsere Facharbeiter sind sehr selbstständig. Sie schreiben die Programme, bestücken die Maschine, vermessen die Teile falls nötig manuell und sorgen so für einen reibungslosen Ablauf.“

Dass man das Nadelöhr Senkerodieren beseitigt hat, schlägt sich auch deutlich bei der Produktivität der Anlage nieder. „Wir können dadurch bei noch höherer Genauigkeit in Summe rund 25 Prozent mehr Output generieren als zuvor. Und
die Maschinen von OPS Ingersoll haben daran einen wesentlichen Anteil“, so Markus Gapp abschließend.

Mit der Inbetriebnahme einer vollautomatischen Fertigungszelle im Werkzeugbau kann man bei Hirschmann jetzt rund um die Uhr produzieren. In der Anlage integriert sind sowohl das Fräsen der Elektroden, das anschließende Senkerodieren als auch das Waschen und Vermessen der Teile.
Mit Verfahrwegen von (X/Y/Z) 420 x 300 x 400 mm bietet die Senkerodiermaschine Gantry Eagle 400 höchste Geschwindigkeiten auf kleinstem Raum. Eine integrierte Spindelkühlung, Geometrie- und Temperaturfehlerkompensation sowie die hochpräzise Bestimmung der Positioniergenauigkeit mittels Laservermessung sorgen für höchste Maschinenpräzision.
Die Werkstücke werden per Roboter an die Gantry Eagle 400-Senkerodiermaschinen übergeben und nach einem genau abgestimmten Ablaufplan bearbeitet.
Die benötige Genauigkeit der Spritzgussteile bei Hirschmann wird über den Werkzeugbau bestimmt. Sowohl die Elektroden als auch die fertig erodierten Teile werden optimal vermessen.
Das Team bei Hirschmann sorgt für den reibungslosen Ablauf und die möglichst hohe Auslastung der Zelle. Die Facharbeiter schreiben die Programme, bestücken die Maschine und vermessen die Teile falls nötig auch manuell. (Im Bild Tobias Fritz, Leader Sinkeroding Technology bei Hirschmann Automotive und Facharbeiter Marco Lampert.)


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Senkerodiermaschinen, Werkzeug- und Formenbau

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