„Ob wir mit unserer neuen Fertigungszelle weltweit alleinstehend sind, kann ich nicht so ohne Weiteres sagen. Doch unsere Kunden bestätigen, dass sie eine vergleichbare Fertigungszelle mit integrierter Messtechnik und diesem hohen Automatisierungsgrad noch nicht gesehen haben“, sagt Christian Hamann, Geschäftsfeldleiter Werkzeugtechnik bei Kleiner Stanztechnik. Das Unternehmen aus Pforzheim ist stolz darauf, seit seiner Gründung Kompetenzen aus dem Bereich Präzisionsstanzteile und Hochleistungsstanzwerkzeuge mit neuen Technologien zu kombinieren.
„Im Moment interagieren Mensch und die einzelnen Komponenten der Zelle noch miteinander“, so Hamann. Die Fertigungszelle in ihrem finalen Zustand soll dann eine völlig autarke Fertigung mit vollautomatischem Ablauf ermöglichen. „Wir übergeben der Zelle einen Rohling, und am Ende erhalten wir ohne weiteren Eingriff ein komplett gefertigtes Werkzeug inklusive Messprotokoll.“
Die Fertigungszelle basiert auf der Kombination unterschiedlicher hochmoderner Technologien und Maschinen. Eingesetzt werden derzeit zwei HSC-Fräsmaschinen, eine Senkerodiermaschine, eine Reinigungsanlage sowie taktile und optische Messtechnik. Ein 6-Achs-Industrieroboter steuert die Fertigung und sorgt für die Bestückung.
Ein Palettensystem wird mit dem Rohling bestückt, das mittels einer Übergabestation an die Zelle beziehungsweise den Roboter übergeben wird. Zunächst übernimmt eine taktile Messstation die Bestimmung der Lage des Werkstücks. Diese Referenzen beziehungsweise Koordinaten werden der Fräsmaschine zugeführt, die dann die Elektrode fräst. Die Elektrode wird in weiterer Folge optisch mit einem System von Alicona (Halle 7, Stand B34) in 3D gemessen und an die Senkerodiermaschine übergeben, die das Werkzeugeinzelteil schlussendlich fertigt.
Die optische Messung der Elektrode erfolgt schon jetzt automatisiert. Die Messergebnisse werden aktuell von einem Mitarbeiter erfasst, der – basierend auf den Messdaten – notwendige Maßnahmen und Änderungen im Fertigungsprozess manuell einleitet.
„Mit Alicona schaffen wir es jetzt schon, dass der Messvorgang in unserem Fertigungsprozess automatisch gestartet und durchgeführt wird“, erklärt Hamann. „Derzeit arbeiten wir an der Vernetzung mit weiteren Maschinen, sodass Maschinenparameter auf der Basis der Messergebnisse automatisch und kontinuierlich angepasst werden“.
Perfekte Positionierung dank Drehachse
Alicona wird hauptsächlich zur Messung von Formen eingesetzt, die in einem Toleranzbereich von bis zu 0, 01 mm liegen. Die Formgenauigkeit spielt eine entscheidende Rolle für die weitere Fertigung und Einhaltung sämtlicher Qualitätsvorgaben der Werkzeuge. Das Stanztechnikunternehmen profitiert besonders von der motorisierten Dreh- und Schwenkeinheit, die gemeinsam mit dem hochauflösenden Messsystem Infinitefocus beschaffen wurde.
„Durch die Drehachse können wir Werkstücke ideal positionieren. Wir messen in nur einem Messvorgang beliebig viele Flächen und Oberflächenmerkmale. Das macht die Messung im Vergleich zu unserem bislang eingesetzten Messmittel nicht nur sehr präzise, sondern aufgrund der geringen Messzeit auch sehr wirtschaftlich“, berichtet Hamann.
Schnelle Messzeiten, hohe Genauigkeit und intuitive Bedienbarkeit waren gemeinsam mit der Vorgabe, Messungen in der Produktion automatisieren zu können, ausschlaggebende Kriterien bei der Evaluierung eines geeigneten Messsystems. Teil des Pflichtenheftes war zudem die Implementierung von offenen Schnittstellen zur Einbindung in die Systemlandschaft der Fertigungszelle. „Spätestens ab dem Zeitpunkt, wo es darum ging, die steilen Flanken unserer Formen zu messen, haben viele andere Messtechnikanbieter nur noch mit den Schultern gezuckt. Lediglich Alicona hat alle von uns gestellten Kriterien erfüllt“, so Hamnn.
Ein zusätzlicher Bonus ist die Messung in registrierter 3D-Echtfarbinformation, die „Anwendern ein erstes eindeutiges und schnelles Ergebnis liefern“, so der Leiter der Werkzeugtechnik. „Unsere Augen erfassen Farbe wesentlich schneller als einfache Zahlenergebnisse. Die Farbinformation ist mittlerweile ein gängig eingesetztes Verfahren, das wir nicht mehr missen möchten.“
Kleiner erwartet sich durch den Einsatz der Fertigungszelle höhere Produktivität bei gleichbleibenden Ressourcen. „Wir können mit der gleichen Mannschaft eine deutlich höhere Produktivität und Effizienzsteigerung erzielen, da wir an Schnelligkeit und Flexibilität gewinnen. Schon heute stellen wir in diesem Stadium der Zelle in kürzerer Zeit mehrere, verschiedene Werkzeugkomponenten her“, fasst Hamann zusammen. ■
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