High-Mix-Low-Volume-Fertigung: Mehr Flexibilität und Prozesssicherheit durch automatisierte Spannlösungen
Hohe Werkstückvielfalt bei kleinen Stückzahlen: Wie handhabt man eine High-Mix-Low-Volume-Fertigung am besten? Vor dieser Herausforderung standen Fertigungsleiter Bernd Wieser und Technischer Leiter Marc Schäfer der AKM Maschinenbau GmbH aus Eppingen.
Während sich die AKM Maschinenbau bei Firmengründung 1990 noch auf die Herstellung von Fräs- und Drehteilen fokussierte, ist sie heute im Sondermaschinenbau tätig. Das 30-köpfige Team entwickelt, konstruiert, fertigt, programmiert und nimmt Sondermaschinen im Bereich Automation, Automotive, Medizintechnik und Lohnfertigung in Betrieb. Mit dem wachsenden Kompetenzgebiet wurde auch der Wunsch nach mehr Flexibilität und Prozesssicherheit durch automatisierte Spannlösungen grösser.
«Wir wollten in der Lage sein, jederzeit zwischen den verschiedensten Spannmitteln, aber auch Vorrichtungen zu wechseln und relativ hohe Gewichte zu verladen. Daher kam für uns nur eine Palettenautomatisierung infrage», so Marc Schäfer. Die Kundenanforderungen waren also: volle Flexibilität, Prozesssicherheit und eine stabile Werkstück-Spannung. Durch den Einsatz von Spannpyramiden sollten die Maschinenlaufzeiten und Paletten erhöht werden. Gleichzeitig ist durch die Nutzung der GRESSEL-Spannmittel die Durchgängigkeit der Spanntechnik in Bezug auf vorhandenes Spannmittel gegeben.
Die passende Spannlösung: gre4doc, M1, C2.0, SC2.0 und SC5X
In Zusammenarbeit mit GRESSEL-Aussendienstmitarbeiter Frank Scheurer und SCHUNK-Aussendienstmitarbeiter Joachim Schönberger wurde eine passende Lösung für die Maschine Typ DMU 75 monoBLOCK und Palettenautomation Typ PH Cell 300 mit über 21 Paletten erarbeitet. Die Paletten werden auf dem SCHUNK-Nullpunktspannsystem NSL 400-Autmation Vero-S NSE 138 beladen, welches auf dem Maschinentisch aufgebaut ist.
Ausgestattet sind die Paletten mit dem GRESSEL Nullpunktspannsystem gre4doc, dem Mehrfachspannsystem M1, den Zentrischspannern C2.0 und Einfachspannern SC2.0 sowie den 5A-Spannern SC5X. Ergänzend kommen Zubehör und ein umfangreiches Backensortiment zum Einsatz.
Der messbare Nutzen: Maschinenlaufzeit erhöht, Rüstzeiten reduziert
Mit dem Mehrfachspannsystem M1 ist eine hohe Flexibilität durch kombinierte Mehrfach- und Grossteilespannung gegeben. Dadurch konnte AKM ihre Maschinenlaufzeit um rund 20 Prozent erhöhen und so die Teilefertigung pro Schicht deutlich steigern. Dies insbesondere in der Klein- und Mittelserienproduktion.
Um Mehrfachspannung auf engsten Raum zu ermöglichen, stellte AKM eigene Spannpyramiden her, welche mit Zentrischspannern C2.0 sowie Einfachspannern SC2.0 ausgestattet sind. Durch die Mehrfachspannung wurden die Rüstzeiten um circa 60 Prozent reduziert und die Maschinenauslastung konnte signifikant verbessert werden.
Maximale Flexibilität und optimale Zugänglichkeit bei der Bearbeitung von Einzelteilen wurde durch den Einsatz von 5-Achs-Spanner SC5X erreicht. Das Ergebnis: kürzere Bearbeitungszyklen und 15 Prozent weniger Nacharbeit, da die Spannvorgänge präzise und reproduzierbar sind.
Für die direkte Werkstückspannung und einen Spannmittelwechsel in Sekundenschnelle wurde das Nullpunktspannsystem gre4doc gewählt. Damit konnte die Rüstzeit pro Auftrag um bis zu 70 Prozent verringert werden und die produktive Maschinenzeit um etwa 250 Stunden pro Jahr erhöht werden.
Bei gleichbleibenden Personen- und Maschinenbestand konnte die AKM durch die Kombination dieser Spannlösungen eine Produktivitätssteigerung von rund 20 Prozent vermerken. Zusätzlich konnte die Rüstzeit um bis zu 70 Prozent verringert und mehrere hundert zusätzliche Maschinenstunden pro Jahr gewonnen werden.
Kundenzufriedenheit: Erfüllte Anforderungen, mehr Effizienz
«Die Kundenforderungen, also die Senkung der Rüstzeiten, die Erhöhung der Maschinenstunden, die Flexibilität der Spannmittel sowie die einfache Bedienung und das einfachste Handling, konnten wir über unsere umfangreiche Spanntechnik aus dem Standardlieferprogramm abdecken», so Frank Scheurer, Aussendienstmitarbeiter GRESSEL.
«Mit der Lösung sind wir zu 100 Prozent zufrieden. Die Stillstandzeiten an der Maschine haben sich deutlich verringert», sagt Marc Schäfer. Der geringere Rüstaufwand ermögliche es, neue Teile effizienter einzufahren und Programme über das CAM zu optimieren, während parallel bereits andere Bauteile auf separaten Paletten weiterlaufen. Nach der Optimierung könnten begonnene Werkstücke ohne nennenswerten Präzisionsverlust wieder aufgenommen und fertig bearbeitet werden. Insgesamt wird schneller gerüstet und durch die Mehrfachaufspannung können mehr Teile gleichzeitig bearbeitet sowie Stillstandzeiten weiter reduziert werden.
