Enormer Zeitgewinn

Walther Wolf - Deutschland

Messen von Konturen auf der Werkzeugmaschine sichert nicht nur die Qualität, sondern verkürzt das Rüsten erheblich und beschleunigt den Betriebsdurchlauf spürbar. Ein Formenbau- und Lohnbetrieb berichtet über seine Erfahrungen im Einsatz der 3D Form Inspect Software von m&h. Ein Beweis dafür, dass QS eine Fertigung auch beschleunigen kann.

Typisch für die Branche sind bei Walther Wolf, einem Formenbauer und Lohnfertiger im fränkischen Wendelstein bei Nürnberg, die Aufgabenstellungen im Betrieb. Typisch auch die Historie der Firma. Bereits 1907 gegründet, ist die Firma auch heute noch Inhabergeführt, wenngleich von untypisch junger Generation durch den Urenkel des Gründers. 

67 Mitarbeiter haben sich auf die Fertigung von Formen und Einlegeteilwerkzeugen, sowie auf die Lohnfertigung hochgenauer Teile vorwiegend für die Automobilindustrie und den Maschinenbau spezialisiert. Eher untypisch, wie man die tägliche Arbeit auf den Maschinen meistert, mit hohem Automationsgrad und offensichtlich sehr erfolgreich. Der Betrieb arbeitet mit einer Reihe unterschiedlich großer Bearbeitungszentren verschiedener Hersteller. Es werden die verschiedensten Materialien, sowohl weich, als auch gehärtet, zerspant. In der Einmessen der Werkstücke anhand Ihrer Kontur mit „Best Fit“ Elektrodenfertigung wird sowohl Kupfer als auch Graphit zerspant, wobei der Graphitanteil deutlich überwiegt und weiter steigt. Typisch ist auch das Messen der Werkstücke noch in der Aufspannung in der Werkzeugmaschine, was mittlerweile zum Stand der Technik bei vielen Formenbauern geworden ist.

Eher untypisch ist alles weitere in diesem beispielhaften Betrieb. So wird im Formenbau ein Bearbeitungszentrum mit Palettenwechsler betrieben. Ziel ist es, bei geringen Rüstzeiten eine möglichst hohe Ausbringung zu erreichen. Seit die Software 3D Form Inspect von m&h im Einsatz ist, konnte ein erheblicher Zeitgewinn realisiert werden. Auf einem Computer in der Werkstatt wird eine Lizenz von 3D Form Inspect von m&h zusammen mit dem Modul „Best Fit“ wechselweise auf verschiedenen Maschinen eingesetzt, auf einer Hermle C40U ebenso, wie auf Maschinen von DMG und Röders.

„Mit der Einführung des Best-Fit Moduls haben sich die Personalzeiten beim Rüsten an den Maschinen mehr als halbiert,“ berichtet Jochen Dorlöchter, Geschäftsführer bei Walther Wolf stolz. „Die Einmesszeit für Werkstücke ist wesentlich kürzer. Wir sprechen hier von etwa 1,5 Stunden gegenüber 3 Stunden vorher. Heute wird das Werkstück nicht mehr auf der Maschine ausgerichtet.“ Es wird extern nur noch ungefähr auf die gewünschte Position gespannt.

Die Maschine wechselt die Palette ein und mithilfe der 3D Form Inspect Software und den Messtastern von m&h wird anhand der kritischen Bereiche der Werkstückkontur die genaue Lage des Werkstückes ermittelt. Daraus ergeben sich dann die Korrekturwerte für die einzelnen Achsen der Maschine und die Steuerung passt das Bearbeitungsprogramm genau dieser tatsächlichen Lage des Werkstückes an. Immer wieder lässt sich μ-genau die Lage finden, auch bei komplexen Geometrien oder in den Formschrägen
Ein Vorteil der sich auch bei der Lohnfertigung positiv niederschlägt. Hier werden Zahnräder von Kupplungsverzahnungen mit Durchmesser 200 mm für Spezialeinsätze hartgefräst, die eine Härte von 56 HRC aufweisen. Dabei wird höchste Genauigkeit und exakte Passform ebenso verlangt, wie eine Oberflächengüte von Rz 0,8. „Bislang stellte die Positionierung der Zahnräder ein Problem dar, weil es äußerst schwierig war, bei der Nachbearbeitung der Zahnräder die Flanken der Zähne lagegenau zu treffen,“ berichtet Jochen Dorlöchter. „Mit Best Fit wird nun angetastet und die Lage der Zahnflanken exakt ermittelt. Dann wird das Bearbeitungsprogramm in der Steuerung der Lage des Werkstückes in der Maschine angeglichen und nicht umgekehrt. Das Finden der Referenz ist in der Spannung auf der Maschine viel genauer als auf der Messmaschine.“ Zu Beginn des Messens wird automatisch der Taster in der Maschine kalibriert, um Temperatureinflüsse und Achsfehler der Maschine zu kompensieren.

Das Modul „Best fit“ sorgt dann für die rechnerische Anpassung der Achskoordinaten in der Steuerung auf die tatsächlichen Lage des Werkstückes, die Anhand der kritischen Konturbereiche μ-genau ermittelt wurde, auch wenn deutliche Abweichungen von der Sollposition vorliegen. Neben dem enormen Zeitgewinn durch wesentlich einfacheres Rüsten, bedeutet das, auch in der Serienfertigung, eine ebenso markante Verbesserung der Fertigungsqualität. Zudem sind die Bearbeitungsergebnisse prozesssicher wiederholbar und immer gleich. Als vor einiger Zeit ein Qualitätsproblem auftauchte, hatte man zunächst Software und Messtaster von m&h als Verursacher im Verdacht. Daraufhin hat man Vergleichsmessungen auf den Maschinen und auf der Messmaschine gemacht. „Wir können absolut bestätigen, dass m&h mit der selben Genauigkeit misst, wie die Messmaschine,“ bestätigt Jochen Dorlöchter erfreut. Dafür ist die für m&h patentierte, integrierte Kalibrierstrategie verantwortlich. Die Mitarbeiter bei Walther Wolf bestätigen auch, die einfache Bedienbarkeit der Software von m&h. „Das Ding ist einfach zu bedienen und der Mann muss kein Messtechniker sein. Das hat uns überzeugt,“ sagt Jochen Dorlöchter. „Wir fertigen alle Teile heute exakt nach Zeichnung bzw. CAD-Konstruktion. Dadurch sind wir sicher, dass alles passt und austauschbar ist, und zwar ohne viel zu tuschieren.“ 

In Zukunft soll noch mehr direkt auf den Maschinen gemessen werden. Denn wenn die gefertigten Teile genau sind, beschleunigen sich auch sämtliche weiteren Bearbeitungen bis hin zum Zusammenbau der Form. „Wenn ich frühzeitig in der Fertigung Qualitätssicherung betreibe, haben wir hinterher weniger Arbeit,“ schildert Jochen Dorlöchter seine Erfahrung. „Wenn die Fertigung genauer ist, hole ich hinterher die Kosten immer rein.“ Kurze Durchlaufzeiten sind immer ein Gewinn.

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