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Hohe Fertigungseffizienz dank Inline-Messtechnik

Prüfung von Zylinderkopfhauben mit Koordinatenmessgeräten
Hohe Fertigungseffizienz dank Inline-Messtechnik

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Mit zwei Zeiss Gagemax Koordinatenmessgeräten in der Fertigung hat Schabmüller Automobiltechnik die Messtechnik automatisiert. Außerdem hat das Unternehmen durch die Messtechnik spürbar Kosten eingespart und eine hohe Fertigungstiefe erzielt. Zugleich gab es seit der Einführung keine Reklamation mehr.

Helmut Häckl sitzt in seinem Büro über einem großen Plan mit technischen Zeichnungen. Der Geschäftsführer von Schabmüller Automobiltechnik wird diesen Plan heute noch länger studieren müssen. Es ist eine Detailplanung für ein neues Bauteil, das sein Unternehmen zukünftig bearbeiten wird. Früher wäre dabei die Qualitätssicherung ein Schmerzpunkt gewesen – ein notwendiger Flaschenhals in der Fertigung, um potenzielle Reklamationen zu vermeiden. Aber eben auch einer, der viele Kosten produziert und Zeit und Personalaufwand bedeutet. Diesen Gedanken kann Häckl schnell abschütteln.

Dank einer automatisierten Messlösung, die Schabmüller in enger Zusammenarbeit mit Zeiss in die Fertigungslinie integriert hat, gehören solche Bedenken der Vergangenheit an.

Das ist auch gut so, denn es gibt viel zu tun für Schabmüller: In der größten seiner drei Fertigungshallen bearbeitet das Unternehmen die Zylinderkopfhaube für alle V6-Benziner-Modelle eines süddeutschen Automobilherstellers weltweit. Etwa 2.600 dieser Bauteile werden bei Schabmüller jeden Tag nach der Anlieferung geprüft, zerspant, gemessen und für die Auslieferung vorbereitet. Im Jahr 2019 macht das 624.000 ausgelieferte Zylinderkopfhauben, in den nächsten Jahren wird diese Zahl noch weiter steigen. „Das ist mit einigem Abstand unser größtes Fertigungsprojekt und auch ein sehr herausforderndes“, so Häckl.

Kosteneffizienz und Qualitätsanspruch
dürfen sich nicht ausschließen

„Der internationale Wettbewerb unter den Automobilzulieferern ist hart, da ist Kosteneffizienz ein großer Faktor.“ Das darf aber keinesfalls zu Lasten der Qualität gehen, an die deutsche Premium-Automobilhersteller hohe Anforderungen haben. Um diese Herausforderung zu bewältigen, setzt Schabmüller seit 2017 auf zwei Gagemax Koordinatenmessgeräte von Zeiss, die die Qualität der produzierten Teile prüfen. Das Besondere daran: In Zusammenarbeit mit Zeiss hat Schabmüller die Messgeräte direkt in die automatisierte Fertigungslinie integriert. Und die Investition hat sich gelohnt: „Seit wir mit Gagemax inline die Qualität sichern, haben wir keine einzige Reklamation gehabt“, berichtet Häckl.

Pro Tag 2.600 Zylinderkopfhauben – diese Menge an Bauteilen kann Schabmüller nur dank einer stark automatisierten Fertigungslinie effizient bearbeiten. Die angelieferten Rohlinge werden noch von Hand in die erste Station eingelegt, dann geht es weitgehend automatisch über insgesamt 96 Bearbeitungsplätze weiter. Der wesentliche Prozess ist das Zerspanen, um hochgenaue Passbohrungen und Dichtflächen exakt nach Maßvorgabe herzustellen. Roboterarme greifen die Rohlinge vom Fließband auf und legen diese in die Zerspanungsmaschinen ein. Von außen sieht man nur Kühlwasser und Metallspäne, die an die Sichtfenster spritzen, am Ende kommt ein sauber bearbeitetes Teil heraus. In der Regel.

Um sich dessen sicher zu sein, ist in der Mitte der Fertigungslinie eine Station mit zwei Gagemax integriert. Auch diese Station ist komplett automatisiert: Ein Roboterarm greift die ankommende Zylinderkopfhaube, hält diese an ein Gebläse, um verbleibende Metallspäne zu entfernen, und spannt sie auf den Beladetisch auf. Die Taster der Koordinatenmessgeräte fahren dann nach einem definierten Programm die relevanten Merkmale des Bauteils ab. 35 besonders kritische Merkmale können so innerhalb von Minuten automatisch erfasst und ausgewertet werden.

Gemeinsam mit Zeiss hat Schabmüller ein Kodierungssystem entwickelt, mit dem jedes Werkstück identifiziert und einem Bearbeitungsplatz zugewiesen werden kann. Basierend auf dieser Kodierung wählt der Roboter an der Messstation Werkstücke zur Prüfung aus oder leitet diese weiter an die nächste Bearbeitungsstation. Fehler können mit diesem System immer direkt auf die betroffene Fertigungsmaschine und Bearbeitungsplätze zurückgeführt werden.

Robuste Lösung für Qualitätssicherung
in der Fertigung

Für Anlagenfahrer Frederic Kern ist das eine große Erleichterung: „Mir ist wichtig, dass ich mich darauf verlassen kann, dass ‚meine‘ Anlage sauber läuft und gute Qualität produziert. Und mit dieser Lösung habe ich sofort Gewissheit.“ Jeder der 96 Bearbeitungsplätze in der Anlage ist eine mögliche Fehlerquelle. Ein Werkzeugwechsel, und schon kann es zu Abweichungen kommen, die außerhalb der eng gesteckten Toleranzen liegen. „Wenn das so ist, muss ich das sofort mitbekommen“, so Kern, „sonst produzieren wir eine Menge Ausschuss, das wird teuer.“

Mit den Gagemax kann Schabmüller innerhalb von 16 Stunden die Produkte aller Bearbeitungsplätze prüfen und im Bedarfsfall umgehend gegensteuern. Dass die Koordinatenmessgeräte direkt in der Fertigung stehen und eine hohe Messgeschwindigkeit haben, macht das erst möglich. „Das sind natürlich harte Bedingungen in der Fertigung – Staub, Schmutz, Vibrationen, Kälte im Winter und Hitze im Sommer“, sagt der Anlagenfahrer. „Aber die Gagemax halten das prima aus.“

Häckl bestätigt das. Er war 2017 als Projektleiter für die Einführung der Koordinatenmessgeräte verantwortlich. „Es war mir von Anfang an klar, dass wir eine Inline-Lösung brauchen“, betont der Geschäftsführer. „Zeiss hat uns überzeugt, erstens, weil der Gagemax die Robustheit für so eine Umgebung mitbringt. Und zweitens, weil Zeiss unsere Anforderungen versteht und die Kompetenz und Erfahrung damit hat, Messgeräte in eine automatisierte Fertigungslinie zu integrieren. So etwas geht nur in einer intensiven und qualifizierten Zusammenarbeit.“

Große Arbeitserleichterung für den Messraum
durch die Inline-Koordinatenmesstechnik

Vor der Inline-Messung mit den beiden Gagemax lief die Qualitätssicherung bei Schabmüller via Serienmessung im Messraum. Das beanspruchte viel Zeit, es wäre unmöglich gewesen, damit die 96 Bearbeitungsplätze jeden Tag zu prüfen. Jetzt wird den Messtechnikern diese Standardmessung abgenommen. So bleibt Emre Baysal Zeit für eine gründliche Komplettmessung ausgewählter Bauteile inklusive Rauheit und Konturen, die er zweimal die Woche durchführt. „Als Messtechniker finde ich super, dass die Routineprüfung mitarbeiterunabhängig kontinuierlich von den Gagemax durchgeführt wird“, sagt Baysal. „Das spart uns eine Menge Zeit, und wir können uns auf die Aufgaben konzentrieren, für die es tatsächlich einen ausgebildeten Messtechniker braucht.“

Ein großes Plus für den Messtechniker ist auch die Software von Zeiss. Für die Gagemax und die Zeiss-Messgeräte im Messraum ist geräteübergreifend Calypso im Einsatz. Zusätzlich verwendet Schabmüller Piweb zur Visualisierung von Qualitätsdaten. „Das ist natürlich ein riesiger Vorteil“, so der Messtechniker, „weil damit die Messergebnisse aller Geräte eins zu eins vergleichbar und entsprechend aussagekräftig in der Datenbank hinterlegt sind.“ Trends in der Produktion lassen sich somit rechtzeitig erkennen und fehlerhafte Werkstücke gehören der Vergangenheit an. Auch entfiel dadurch bei der Einführung der beiden Gagemax der Schulungsaufwand, weil die Mitarbeiter bereits mit der Softwareumgebung vertraut waren.

All diese Faktoren – Robustheit der Geräte, die Automatisierung der Messprozesse, zuverlässige und schnelle Messergebnisse sowie die vertraute Software – machten Helmut Häckl die Entscheidung für Zeiss einfach. „Wir können damit umfassend die Qualität in unserer größten Fertigungslinie sichern, ohne zusätzliches Personal einstellen zu müssen“, so der Geschäftsführer. Nicht nur löst Schabmüller damit für sich das Problem des Fachkräftemangels, „wir sparen dadurch auch noch Kosten und können uns mit unserer Qualität gegen Wettbewerber aus dem Ausland durchsetzen.“ ■

Carl Zeiss AG
Carl-Zeiss-Straße 22
73447 Oberkochen
Tel. +497364200
www.zeiss.de

Schabmüller Automobiltechnik GmbH
Dieselstraße 10
85098 Großmehring
Tel +49845696770
www.schabmueller.com


Der Autor

Dr. Matthias Ernst

Technischer Redakteur Storymaker

im Auftrag von

Zeiss

www.zeiss.de

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