Erhöhte Flexibilität und weniger Kosten in der industriellen Fertigung

Autor / Redakteur: Alexander Müller* / Jan Vollmuth

Der Maschinenbauer Staufermatic setzt bei der neuen Montageanlage für Radträger, die das Unternehmen im Auftrag eines namhaften schwäbischen Automobilherstellers entwickelt hat, auf Füge- und Überwachungstechnologien von Kistler.

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Bei automatisierten Füge- und Einpressaufgaben zeigen die elektromechanischen NC-Fügesysteme von Kistler gegenüber herkömmlichen Systemen deutliche Vorteile: Sie tragen markant dazu bei, Energiekosten zu verringern, die Anlagenauslastung zu steigern und die Wirtschaftlichkeit der Produktion insgesamt zu erhöhen.
Bei automatisierten Füge- und Einpressaufgaben zeigen die elektromechanischen NC-Fügesysteme von Kistler gegenüber herkömmlichen Systemen deutliche Vorteile: Sie tragen markant dazu bei, Energiekosten zu verringern, die Anlagenauslastung zu steigern und die Wirtschaftlichkeit der Produktion insgesamt zu erhöhen.
(Bild: Kistler)

Stück für Stück ein Unikat: Jede Maschine, die der Göppinger Maschinenbauer Staufermatic GmbH entwickelt, wird nach spezifischen Kundenbedürfnisse hergestellt. So auch Beim Auftrag, den das 40 Mitarbeiter zählende Unternehmen für einen namhaften schwäbischen Automobilhersteller realisiert, geht es um eine neue Produktionsanlage für Radträger. Das Thema Sicherheit und damit verbunden eine hundertprozentige Qualitätskontrolle in der Produktion standen bei der Planung der Anlage von Anfang an in Fokus. Denn Radträger sind für die Autohersteller besonders sicherheitsrelevante Komponenten, da jedes schadhafte Teil ein potenziell hohes Risiko für die betroffenen Verkehrsteilnehmer bedeutet.

Produktion auf hohe Stückzahlen auslegen

Weitere Herausforderungen kamen gemäß Geschäftsführer Holger Zilian hinzu: „Unsere Aufgabe war es, eine Anlage zu konzipieren, die nicht nur sicherheitstechnisch höchste Ansprüche erfüllt, sondern dem Endkunden eine hohe Flexibilität in der Produktion ermöglicht.“

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Eine der Vorgaben bestand also darin, die Produktion auf hohe Stückzahlen auszulegen. Denn beim Vorgängermodell wurde der Autohersteller gleichsam Opfer des eigenen Erfolgs: Die hohe Nachfrage führte plötzlich zu einem Produktionsengpass und damit verbunden zum Kauf einer Zweitanlage. Dieses Szenario möchte man beim neu lancierten Modell, durch eine auf hohe Stückzahlen ausgelegte Anlage, von Anfang an ausschliessen.

Aufgrund der begrenzten Platzverhältnisse im Werk wünschte der Kunde zudem, dass die neue Fertigung mit einer einzigen Montageanlage realisiert werden soll. Holger Zilian erinnert sich: „Wir standen vor der Herausforderung, eine kompakte Produktionsanlage für Radträger zu konstruieren, die sicherer und schneller produzieren kann und gleichzeitig wenig Platz benötigt. Aufgrund des Konzepts, das wir dem Auftraggeber schliesslich vorlegten, erhielten wir den Zuschlag. Dabei war von Anfang an klar, dass wir hierbei Kistler-Technologie miteinbeziehen.“

Hohe Präzision sichergestellt

Für den Bau der neuen Radträger-Produktionsanlage benötigte Staufermatic rund 12 Monate. Das primäre Augenmerk lag laut Zilian in der Sicherstellung der Präzision: „Beim Einpressen der Gummilager in die Radträger auf ein fixes Mass ist höchste Genauigkeit gefordert. Dies ist mit konventionellen hydraulischen Systemen nicht möglich. Mit einem solchen Verfahren besteht die Gefahr, dass der Gummi eingedrückt werden könnte. Deshalb setzten wir wie bereits bei ähnlichen Projekten auf die NC-Fügesysteme von Kistler.“

In der neu realisierten Anlage stehen jetzt drei NC-Fügespindeln vom Typ NCFN von Kistler. Die drei Spindeln kommen an drei von insgesamt vier Stationen zum Einsatz, um die Gummilager in die Radträger einzupressen. Dabei führen sie unterschiedliche Fertigungsschritte aus. An der ersten Station werden sogenannte Schubstrebenlager mit einem Kistler Fügemodul eingepresst. An der zweiten Station erfolgt das automatisierte Einpressen der Federlinkerlager. Nach dem Verschrauben der Radlager an der dritten Station wird schliesslich der Radflansch – wiederum mit einer NCFN Spindel von Kistler – eingepresst. Dabei wird das Bauteil jeweils von einem Roboter von Station zu Station weitergereicht.

Prozess voll unter Kontrolle

Überwacht wird der Einpressvorgang durch Maxymos NC von Kistler. Laut Zilian stellt das Gerät klar den Standard im Bereich der integrierten Prozessüberwachung dar: „Mit Maxymos ist eine integrierte Prozessüberwachung und damit die 100%-ige Qualität der produzierten Teile gewährleistet, da durch den Einsatz von Kraft-Weg-Überwachung jedes Teil im Prozess gemessen und bewertet wird. Der Einsatz von Maxymos bringt aber auch uns Maschinenbauern viele Vorteile bei der Planung solch komplexer Anlagen.

Das Prozessüberwachungssystem Maxymos erlaubt ein freies Programmieren und damit eine einfache Integration von weiteren Montageeinheiten. Nicht zuletzt dank der Technologie von Kistler konnten wir sowohl die Anforderungen bezüglich Qualität und Stückzahlen, als auch jene bezüglich Platz und Kosten elegant erfüllen.“ Diese Flexibilität nützt aber auch dem Endkunden – denn diese bildet die zentrale Basis zur Erhöhung der Taktzeiten. Mit der neuen Anlage werden die Bauteile in nur 16 s gefertigt, mindestens vier Sekunden schneller als in einer vergleichbaren, konventionellen Anlage.

Schnell und flexibel

Für den Endkunden bietet die Technologie, die in der neuen Anlage integriert ist, gemäss Holger Zilian viele weitere Vorteile: „Dank Maxymos NC ist die gesamte Produktion schneller und flexibler. Wenn unser Kunde zu einem späteren Zeitpunkt ein neues Bauteil integrieren will, lässt sich der Ablauf via Sequenzer Mode einfach umprogrammieren. Damit ist jederzeit ein schnelles Reagieren auf erhöhte Nachfragen möglich.“

Aufgrund der hohen Präzision, der Flexibilität und der hohen Geschwindigkeit der Montageprozesse erreicht der Auftraggeber von Anfang an eine deutliche Reduktion der Produktionskosten. Doch die elektromechanischen Systeme bieten zusätzlichen Mehrwert: Die Produktion ist platzsparend, benötigt weniger Energie und verursacht weder Lärm noch Schmutz.

Optimierte Rückverfolgbarkeit

Aber nicht nur der gesamte Montageprozess profitiert vom Einsatz der Kistler-Technologie, auch die Rückverfolgbarkeit der Radträger wird durch den Einsatz von Maxymos optimiert. Aufgrund der Kennzeichnung mit einem Data-Matrix-Code ist jedes Lot perfekt dokumentiert. Das Maxymos NC sendet die Qualitätsdaten über die QDA-Schnittstelle an den Leitrechner des Kunden. „Das ist gerade in der Automobilbranche äußerst bedeutsam“, meint Holger Zilian. „Denn unsere Kunden stellen immer höhere Ansprüche: Die ganze Datenanbindung zur optimierten Produktionsüberwachung sowie auch das Thema Datensicherheit werden immer wichtiger.“

Holger Zilian ist deshalb stolz auf die neue Anlage und auf die im Team geleistete Arbeit: „Dank der neuen Flexibilität, welche diese Anlage bietet, spart unser Kunde bei der Fertigung nicht nur Zeit, sondern auch Geld – zwei wichtige Faktoren, um sich im Markt der Zukunft erfolgreich zu behaupten!“ (jv)

* Alexander Müller ist Produktmanager NC-Fügesysteme, Kistler Instrumente AG

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