Maschine wächst mit dem Produktionsvolumen

Produktiv wie eine Transfermaschine und zugleich flexibel wie ein Bearbeitungszentrum – so beschreibt die Mikron SA Agno ihr Produktionszentrum Multistep XT-200. In der Basisvariante besteht die Anlage aus einem Be- und Entlademodul sowie einem Bearbeitungsmodul. Mit steigendem Auftragsvolumen kann der Anwender bis zu drei weitere Bearbeitungseinheiten anfügen und so die Produktivtät steigern. Die Investitionen fallen dadurch erst dann an, wenn tatsächlich Bedarf besteht.

Welches Potenzial in dem Produktionssystem steckt, zeigt beispielsweise ein Hersteller von Turboladergehäusen aus gegossenem AlMgSiCu. Er konnte seine Stückkosten durch den Einsatz des modularen Zentrums um 35 % senken. Die fünf Gehäusevarianten werden je nach Ausführung in einer Aufspannung auf 5½ Seiten mit 30 bis 40 Bearbeitungsschritten unter anderem gedreht, gefräst und gebohrt. Das Produktionszentrum hält dabei Toleranzen von ± 25 µm mit einem Prozessfähigkeitsindex cpk 1,67 ein.

Das Unternehmen fertigt in variablen Losen von 500 bis 10 000 Stück pro Jahr etwa 500 000 Turboladergehäuse. Früher benötigte es dafür zwölf Mitarbeiter, vier Bearbeitungsmaschinen und eine Fabrikationsfläche von 300 m2. Für die Bearbeitung waren zwei Aufspannungen nötig. Gefräst wurde auf Mehrspindel-Bearbeitungszentren, gedreht auf Drehautomaten. Das Be- und Entladen erfolgte manuell. Insgesamt schlugen 80 min Rüstzeit zu Buche. Mit zwei Multistep-XT-200-Produktionszentren schaffen heute sechs Mitarbeiter auf einer Fläche von 165 m2 denselben Produktionsumfang. Eine Maschine bearbeitet die Teile nun komplett. Sie verfügt über ein automatisches Lade- und Entlademodul, sowie ein Palettiersystem und eine zeitparallele Rohteilvermessung. Die Gesamtrüstzeit sank auf 20 min.

Neben der Produktivität und der Umrüstflexibilität sind die Präzision im µm-Bereich, voll automatisierte Produktionsabläufe, die Möglichkeit „endloser“ Beladung und ein geringer Betriebsmittelbedarf weitere Kennzeichen der Maschine. Das Umrüsten auf ein neues Werkstück dauert weniger als 30 min. In einer Aufspannung können Teile mit einer Größe von bis zu 200 mm x 200 mm x 200 mm auf 5½ Seiten bearbeitet werden, mit automatischem Umspannen auf 6 Seiten.

Auch im Vollausbau mit allen vier Bearbeitungsmodulen entstehen im Werkstückfluss keine Staus oder Wartezeiten. Die Werkstückträger werden von einem Doppelgreifer-Wechselarm paarweise von Modul zu Modul weitergereicht – ohne Umspannen und innerhalb von 5,5 s. Ein Mitarbeiter reicht aus, um alle vier Module zu bedienen. Das Anliefern der Rohteile zur Beladeeinheit und die Entnahme aus der Entladeeinheit sind sowohl von Hand als auch mit integriertem Handlingsystem möglich. Das Entgraten und Reinigen der Teile, erfolgen hauptzeitparallel im Entlademodul.

Jedes Modul verfügt über fünf interpolierende Achsen. Zwei davon sind Arbeitsspindeln mit je einer fest montierten, 18 Plätze umfassenden Werkzeugmagazinscheibe. In jedem Modul können also 36 Werkzeuge eingewechselt werden. Im Vollausbau kann das Produktionszentrum so mit bis zu 144 Tools spanen. Die Werkzeuge fürs Drehen, Fräsen, Bohren, Reiben, Hohen, Anfasen, Senken, Gewindeschneiden, Rändeln, Gravieren oder Entgraten sind über Chip und Lesegerät codiert. Ein elektronisches Messsystem erkennt Werkzeugverschleiß und sorgt dafür, dass rechtzeitig ein geschärftes Tool einwechselt wird. Die Span-zu-Span-Zeiten liegen unter 1 s.

Mehrere Faktoren wirken zusammen, wenn es darum geht, die Fertigungspräzision zu sichern. So misst ein Taster die Rohlinge hauptzeitparallel bereits im Lademodul und schleust Teile, die außerhalb der Toleranz liegen, gleich aus. Die Steuerung übernimmt die Messergebnisse zur automatischen Koordinatenverrechnung. Bei der In-Prozess-Messung in den einzelnen Bearbeitungsmodulen erfassen Messtaster Referenzflächen, Bohrungen oder Konturen. Anhand der Messergebnisse korrigiert die Steuerung etwa Werkstücknullpunkte oder bestätigt den einwandfreien Zustand.

Da auf der Maschine alle zerspanbaren Werkstoffe bearbeitet werden können, bietet sie die Voraussetzungen, die Produktion von Klein- und Mittelserien in unterschiedlichen Branchen zu optimieren. Mit steigender Modulzahl steigt auch die Produktivität, die Stückkosten hingegen sinken.

Neben der beschriebenen Bearbeitung von Turboladergehäusen steigerten Multistep-XT-200-Zentren auch bei anderen anspruchsvollen Bearbeitungen die Produktivität, etwa bei ABS-Gehäusen, Turbolader-Impellern, Gehäusen für Hydraulikpumpen, Düsenhaltern für Common-Rail-Einspritzsystemen, Pumpengehäusen oder Kühlkörpern.

Axel Warth Mikron SA Agno, Lugano/Schweiz

Mikron auf der AMB: Halle 3, Stand D72