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Wirtschaftliche Einzelteilefertigung

: Starrag Group


„Kunststoffmaschinen nach Kundenwunsch“ heißt das Erfolgsrezept des Kunststoffmaschinenherstellers ENGEL. Die Erfüllung von sehr unterschiedlichen Wünschen sichert eine hohe Zufriedenheit der Kunden. Die Fertigung steht damit vor der Aufgabe, eine entsprechend hohe Flexibilität auf möglichst wirtschaftliche Weise zu erreichen. Aus diesem Grund installierte ENGEL ein Flexibles Fertigungssystem, das aus drei Bearbeitungszentren des Unternehmens StarragHeckert besteht, die über ein Automatisierungssystem von Fastems verkettet sind.

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Flexibles Fertigungssystem bei ENGEL: Drei StarragHeckert-Bearbeitungszentren HEC 1250 Athletic sind über das MLS-XHD-Fastems-System verkettet.

Flexibles Fertigungssystem bei ENGEL: Drei StarragHeckert-Bearbeitungszentren...

Neben hohen Forschungs- und Entwicklungsleistungen gehört zum Erfolgsrezept des inhabergeführten, oberösterreichischen Unternehmens ENGEL die ganzheitliche Ausrichtung auf die Wünsche der Anwender von Spritzgießmaschinen. ENGEL liefert Maschinen nicht nur in allen Größen und Ausstattungsvarianten, sondern setzt ebenso auf stetige Reduzierung des Energieverbrauchs. Genau an dieser Stelle treffen sich die Unternehmensphilosophien von StarragHeckert und ENGEL.

Präzisionsfertigung garantiert lange Standzeiten

Zu den hervorzuhebenden Leistungen der Schwertberger zählt die Konstruktion von holmlosen Spritzgießmaschinen. „Holmlose Maschinen von ENGEL“, hebt Gerhard Stangl, Geschäftsbereichsleitung Produktion von Klein- und Mittelmaschinen, hervor, „bieten den freien Zugang zur Schließeinheit. Auf diese Weise können Entnahmeroboter ohne störende Hindernisse schneller zugreifen.“

„Unsere Spritzgießmaschinen“, so Gerhard Stangl weiter, „bieten eine hohe Plattenparallelität. Sie basiert auf der Präzisionsfertigung der zu bearbeitenden Teile. Im Ergebnis stehen lange Standzeiten der Spritzgießwerkzeuge. Wir fertigen insgesamt über 30 Maschinentypen und bieten dazu Sonderapplikationen nach Kundenwunsch. Beispielsweise haben wir ein hochproduktives Verfahren entwickelt, mit dem Tuben in einem Fertigungsschritt erzeugt werden können. Für die Automotivindustrie lässt
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Werkstückspeicher mit über 400 Plätzen.

Werkstückspeicher mit über 400 Plätzen.

sich beispielsweise faserverstärkter Kunststoff in die Maschine einspritzen. Das alles erfordert eine hohe Flexibilität der Präzisionsteilefertigung. Wir haben uns auf dem Markt umgesehen und für unsere Produktion in Schwertberg drei StarragHeckert Bearbeitungszentren HEC1250 Athletic gekauft, die über ein automatisiertes Palettenregal der Firma Fastems verkettet sind.“

Effiziente Logistik sichert optimalen Fertigungsprozess

Zur Konsequenz, prinzipiell nach Auftragseingang zu fertigen, gehört die Einzelteilfertigung. Zu den Voraussetzungen, Teile in der Losgröße 1 in höchster Effizienz zu fertigen, zählt die automatisierte Fertigung, weil nur sie ein Maximum der produktiven Werkzeugeingriffzeit verwirklicht. Das setzt jedoch eine sichere Rohteilzuführung, ein rechtzeitiges Bereitstellen der Bearbeitungsprogramme, Betriebsmittel und Werkzeuge voraus. „Diese Prozesse haben wir in die Hände unserer Bedarfslogistik gelegt. Ausgehend vom Montagebeginn einer bestellten Kunststoffmaschine plant die Bedarfslogistik den Teiledurchlauf so, dass alle Teile just-in-time an die Montage geliefert werden. Ausgangspunkt der Planung ist dabei der Montagebeginn“, erklärt Gerhard Stangl.

Bereitgestellt von den Werkzeugspeichern der drei StarragHeckert Bearbeitungszentren HEC1250 Athletic, gelangen die Werkzeuge über einen Werkzeugwechsler an die Spindel. Die Werkzeugspeicher bieten über 400 Plätze. Die Verwaltung der Werkzeuge einschließlich
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Übergabe an der zweiten Be- und Entladestation.

Übergabe an der zweiten Be- und Entladestation.

Kontrolle der Standzeiten übernimmt der Fastems-Master-PC.

Maschinenpaletten mit fest montierten Spannvorrichtungen

Die Spannvorrichtungen sind auf 58 Maschinenpaletten der Größe 1.250 x 1.000 mm aufgespannt. „Es handelt sich dabei“, erläutert Gerhard Stangl, „um sehr unterschiedliche Vorrichtungen. Wir haben jeder Bauteilgruppe entsprechend eingerichtete Maschinenpaletten zugeordnet. Das bedeutet, man kann zu jeder Zeit ein aktuell gewünschtes Werkstück bearbeiten. Dazu schleust das Fastems-System die Maschinenpalette mit der entsprechenden Spannvorrichtung über eines der beiden Be- und Entladestationen aus, damit sie mit dem gewünschten Rohteil hauptzeitparallel bestückt werden kann. Entsprechend der unterschiedlichen Teile setzen wir hydraulisch arbeitende Spannsysteme und manuell zu schließende Vorrichtungen ein.“

Flexible Produktion mit hoher Fertigungstiefe

Um die hohe Fertigungsflexibilität zu sichern“, berichtet Gerhard Stangl, „spannen wir die zu bearbeitenden Teile recht kurzfristig auf, nur Stunden vor Start der Bearbeitung. In der Regel fertigen wir die Teile in zwei Aufspannungen, so dass ein Umspannen erforderlich ist. Als zweckmäßig hat sich dabei herausgestellt, ein Teil der Werkstücke in der ersten und den anderen Teil in der zweiten Aufspannung zu bearbeiten. Das heißt bei jedem Umspannen nehmen wir Fertigteile aus der Vorrichtung und besetzen die freien Stellen mit Rohlingen. Ausgewählte Werkstücke, beispielsweise Schließzylinder, bearbeiten wir einzeln.
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Bedienung der Maschinen und der beiden Be- und Entladestationen auf Fußbodenniveau.

Bedienung der Maschinen und der beiden Be- und Entladestationen auf Fußbodenniveau.

Schließzylinder gehören auch zur Werkstückgruppe, die wir hydraulisch spannen. „Wir“, betont Gerhard Stangl, „konstruieren alle Spannvorrichtungen selbst und lassen die hydraulisch arbeitenden Vorrichtungen von einem Spezialisten bauen. Unser Ziel ist es, möglichst lange Palettenlaufzeiten zu organisieren. Derzeit nehmen unsere Vorrichtungen maximal acht Bauteile auf. So erreichen wir Laufzeiten von etwa drei bis fünf Stunden. Bei der Realisierung von Sonderoptionen sind teilweise bis zu acht Stunden Bearbeitungszeit notwendig.“

Sämtliche Mechanikteile bearbeitet man bei ENGEL selbst. „Daher suchten wir Maschinen, die sowohl kleine Teile als auch die großen Schließzylinder mit anspruchsvollen Verfahren präzise und zuverlässig fertigen. Bei der Projektausarbeitung hatten die Maschinenlieferanten das Problem zu lösen, das Flexible Fertigungssystem auf einem recht engen Platz bei niedriger Raumhöhe zu installieren. Unsere größten Werkstücke sind knapp zwei Meter hoch. StarragHeckert und Fastems konnten uns mit ihrem ausgearbeiteten Konzept überzeugen. Das Fastems-System wurde um 1,8m tiefer gesetzt. Das führte dazu, dass auch die Maschinen – gemessen am Hallenboden – 400mm tiefer liegen. Daraus entstand der Vorteil, dass die Bediener sowohl die Maschinen als auch beide Be- und Entladestationen vom Fußbodenniveau aus bedienen können. Die ergonomische Gestaltung zeigt sich darüber hinaus in der Installation einer Hebebühne neben der ersten Be- und Entladestation. Von dort aus lassen sich auf einem sicheren Podest Teile in hohen Positionen auf die Vorrichtungen bringen, ohne auf eine Leiter steigen zu müssen“, beschreibt
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Fastems-Regalbediengerät nach der Übergabe einer Maschinenpalette an ein StarragHeckert-Bearbeitungszentren HEC 1250 Athletic mit 2-fach-Palettenwechsler.

Fastems-Regalbediengerät nach der Übergabe einer Maschinenpalette an ein StarragHeckert-Bearbeitungszentren...

Gerhard Stangl das System.

HEC 1250 Athletic steht für wirtschaftliche Schwerzerspanung

Für die zu bearbeitenden Teile wurden drei StarragHeckert-Bearbeitungszentren HEC1250 Athletic ausgesucht – diese Maschinen entwickelte StarragHeckert für wirtschaftliche Schwerzerspanung. Die drei Maschinen sind über ein Fastems-System verkettet. Über den Master-PC des Fastems-Systems erhalten die Sinumerik 840D Steuerungen der HEC1250 Athletic die NC-Bearbeitungsprogramme und die Befehle zum Start der Bearbeitungen.

Das HEC1250 Athletic bietet einen Störkreisdurchmesser von 2.400mm. Rechtzeitig durch das Fastems-Regalbediengerät bestückt, sorgt der 2-fach-Palettenwechsler an jeder Maschine für erheblich reduzierte Spindelstillstände. Die in Kreuzbettbauweise gefertigte Maschine realisiert Tisch-Längsbewegungen von 2.200mm bis 2.800mm in X-Richtung. In der Support-Senkrechtbewegung sind es standardmäßig 1.600 mm und optional 2.000 mm. Der Ständer bewegt sich entlang der Z-Achse auf einem Weg von 1.850mm. Die erste Maschine, gleich neben der Be- und Entladestation, ist mit einer Pinolenspindel ausgestattet, die einen Hub von 500mm bietet.

„Auf dieser Maschine“, erklärt Gerhard Stangl, „können wir Werkzeuge sogar bei relativ kurzen Schaftlängen tief ins Werkstück fahren und auf diese Weise hohe Genauigkeiten und gute Zerspannungsleistungen erreichen. Die StarragHeckert-Bearbeitungszentren HEC1250 Athletic bieten
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Holmlose Maschinen von ENGEL bieten den freien Zugang zur Schließeinheit.

Holmlose Maschinen von ENGEL bieten den freien Zugang zur Schließeinheit.

Positionsunsicherheiten von nur P ≤ 8 µm, so dass sich Bearbeitungsgenauigkeiten in IT6- bzw. IT7-Qualitäten mühelos verwirklichen lassen. Für die hohe Produktivität sorgt die waagrechte Arbeitsspindel, die mit einem 50kW-Motor ein max. Drehmoment von 1.210Nm erzeugt. Die Maschinen bieten alle Voraussetzungen, um Werkstücke auf hydraulisch arbeitenden und manuell zu betätigenden Spannvorrichtungen zu bearbeiten.“

In der Kombination des über 400 Werkzeuge fassenden, automatisch arbeitenden Werkzeugmagazins mit der automatisierten Übergabe an den Werkzeugwechsler bieten die StarragHeckert Bearbeitungszentren HEC1250 Athletic eine Span-zu-Span-Zeit bei Werkzeugen bis zu einem Gewicht von 15kg von 12Sekunden. Schnelle Bewegungen in den Linearachsen tragen ebenfalls zur hohen Produktivität bei. Digitale AC-Servoantriebe ermöglichen Eilgänge bis 60m/min. Moderne Werkzeuge mit innerer Kühlmittelzuführung sorgen ebenfalls für hohe Zerspanleistungen. In der Standardausführung der HEC 1250 Athletic wird das Kühlschmiermittel mit einem Druck bis 70bar durch die Spindelmitte bereitgestellt.

Rund um die Uhr fertigen

„In guter Zusammenarbeit zwischen den Firmen StarragHeckert und Fastems“, betont Gerhard Stangl abschließend, „wurde das Flexible Fertigungssystem exakt zu den vereinbarten Terminen installiert, übergeben und angefahren. Im November 2010 konnten wir die erste Maschine in Betrieb nehmen. Mit Ende Dezember wurde das gesamte System an die Firma Engel übergeben. Gestartet wurde mit einem 1-Schichtbetrieb und
mit Mai stellten wir das komplette System auf einen 4-Schichtbetrieb um. Vier-Schicht-Betrieb heißt, wir beginnen die Arbeitswoche bereits am Sonntag um 21:50 Uhr und beenden sie samstags um 19:00 Uhr. Auf diese Weise arbeitet jede Maschine pro Woche 141 Stunden. Unser nächstes Ziel ist es, am Samstagabend nach 19:00 Uhr noch eine mannlose Schicht einzuführen. Die technischen Voraussetzen sind vorhanden.

„Die Maschinen laufen stabil und zuverlässig. Die dazu notwendigen, technischen Vorrausetzungen wurden bei der Investition mitberücksichtigt – wie z. B. Werkzeugbruchkontrolle, Leistungsüberwachung und 3D-Meßtaster. Die bisherigen guten Erfahrungen geben uns Gewissheit, dass wir exakt zum geplanten Termin das komplette Bearbeitungsprogramm an die drei Maschinen übergeben und damit die angestrebten Rationalisierungsergebnisse planmäßig erreichen“, betont Gerhard Stangl abschließend.
Flexibles Fertigungssystem bei ENGEL: Drei StarragHeckert-Bearbeitungszentren HEC 1250 Athletic sind über das MLS-XHD-Fastems-System verkettet.
Werkstückspeicher mit über 400 Plätzen.
Übergabe an der zweiten Be- und Entladestation.
Bedienung der Maschinen und der beiden Be- und Entladestationen auf Fußbodenniveau.
Fastems-Regalbediengerät nach der Übergabe einer Maschinenpalette an ein StarragHeckert-Bearbeitungszentren HEC 1250 Athletic mit 2-fach-Palettenwechsler.
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Horizontal-Bearbeitungszentren, Palettensysteme

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