anwenderreportage

Vollautomatische Tiefbohr- und Reibzelle

Steigerung der Prozesseffizienz und Produktionsleistung mit Automatisierung: Als David Rybacki 2015 DRG Manufacturing im Chicagoer Vorort Lake Zurich gründete, begann er mit nichts anderem als dem Versprechen, Fertigungsgesamtlösungen für seine Kunden bereitzustellen. Da er seinen Produktionsprozess nicht auf bereits vorhandene Maschinen stützte, machte er sich daran, automatisierte Systeme und Prozesse zu integrieren, die ihm ein Höchstmaß an Produktivität bieten würden. Einer der Schlüssel zu dieser Produktivität ist die vollautomatische Tiefbohr- und Reibzelle von Unisig.

Die automatisierte Unisig-Zelle ermöglicht DRG Manufacturing Produktionssteigerungen von etwa 150 % gegenüber manuellen Abläufen.

Die automatisierte Unisig-Zelle ermöglicht DRG Manufacturing Produktionssteigerungen von etwa 150 % gegenüber manuellen Abläufen.

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Aufgabenstellung: Steigerung der Prozesseffizienz und Produktionsleistung bei der Herstellung von Komponenten für Schusswaffen.

Lösung: Vollautomatische Tiefbohr- und Reibzelle von Unisig.

Nutzen: Produktionssteigerung von etwa 150 %.

DRG produziert Komponenten für Schusswaffen. In fünf Jahren ist das Unternehmen von sechs auf 40 Mitarbeiter angewachsen und hat den Umsatz verachtfacht. „Das Geschäft lief sehr gut für uns“, betont Rybacki. Sein Engagement, Komponenten in höchster Qualität herzustellen, hat viel mit diesem Erfolg zu tun. DRG fertigt Teile nach drei spezifischen, gleichermaßen strengen Spezifikationen: eigenen internen Spezifikationen, MIL-SPEC-Spezifikationen, die Industriestandards darstellen, und kundenspezifischen OEM-Spezifikationen. Das Unternehmen ist bestrebt, bei jeder neuen Produkt- und Komponentenfertigung den Herstellungsprozess möglichst effektiv zu gestalten.

In der automatisierten Zelle von Unisig bearbeitet DRG Manufacturing Laufrohlinge mit beidseitigen Fasen. Ein Roboter nimmt einen Rohling aus einem Zuführsystem auf und lädt ihn in eine zweispindlige Tiefbohrmaschine Unisig UNE12-2 mit einem maximalen Bohrdurchmesser von 12 mm. Nach Abschluss des Bohrvorgangs bewegt der Roboter den Rohling zu einer zweispindligen Reibmaschine Unisig UNR20.

In der automatisierten Zelle von Unisig bearbeitet DRG Manufacturing Laufrohlinge mit beidseitigen Fasen. Ein Roboter nimmt einen Rohling aus einem Zuführsystem auf und lädt ihn in eine zweispindlige Tiefbohrmaschine Unisig UNE12-2 mit einem maximalen Bohrdurchmesser von 12 mm. Nach Abschluss des Bohrvorgangs bewegt der Roboter den Rohling zu einer zweispindligen Reibmaschine Unisig UNR20.

Infos zum Anwender

DRG Manufacturing bietet Fertigungsgesamtlösungen hauptsächlich für die Feuerwaffenindustrie. In nur fünf Jahren nach der Gründung ist das Unternehmen von sechs auf 40 Mitarbeiter angewachsen und hat den Umsatz verachtfacht.

www.drgmanufacturing.com

Produktionssteigerung von etwa 150 %

Bevor Rybacki in die vollautomatische Tiefbohr- und Reibzelle von Unisig investierte, verglich er mehrere Einlippen-Tiefbohrmaschinen. Die meisten waren auf manuellen Betrieb beschränkt, die die Ziele von Rybacki nicht erreichen würden. Unisig jedoch bot eine robotergesteuerte Zelle an, die die von DRG geforderte Funktionalität und Flexibilität bieten konnte. „Die automatisierte Unisig-Zelle ermöglicht uns eine Produktionssteigerung von etwa 150 % gegenüber den manuellen Abläufen“, unterstreicht Rybacki.

In der automatisierten Zelle bearbeitet DRG Laufrohlinge mit beidseitigen Fasen. Ein Roboter nimmt einen Rohling aus einem Zuführsystem auf und lädt ihn in eine zweispindlige Tiefbohrmaschine Unisig UNE12-2 mit einem maximalen Bohrdurchmesser von 12 mm. Nach Abschluss des Bohrvorgangs bewegt der Roboter den Rohling zu einer zweispindligen Reibmaschine Unisig UNR20.

Sobald die automatische Reibmaschine ihren Teil des Vorgangs abgeschlossen hat, bewegt der Roboter den Rohling zu einer Ausblasstation, um Öl aus dem Inneren des Rohlings zu entfernen. Von dort transportiert der Roboter den Rohling zur Ausgabestation, wo er die automatische Fertigungszelle verlässt. Alle Vorgänge der Zelle sind automatisiert, einschließlich des Bildverarbeitungssystems mit automatischer Kompensation, mit dem DRG jedes Teil einer Qualitätsprüfung unterziehen kann.

Unisigs Drallziehmaschinen der R-Serie verfügen über ein frei programmierbares Drallverhältnis, angetrieben von Servomotoren im geschlossenen Regelkreis, für eine hochpräzise Produktion bei voller Fertigungskontrolle.

Unisigs Drallziehmaschinen der R-Serie verfügen über ein frei programmierbares Drallverhältnis, angetrieben von Servomotoren im geschlossenen Regelkreis, für eine hochpräzise Produktion bei voller Fertigungskontrolle.

Einsatz im Drei-Schicht-System

Der vollständig automatisierte Einlippen-Tiefbohrprozess von DRG vereinfacht die Ausführung großer Aufträge mit langfristigen Lieferabrufen. Der größte Teil der Aufträge umfasst langfristige Verträge und mehrmonatige Bestellungen für 1.000 Laufrohlinge oder mehr. Dieser Workflow erleichtert die Produktionsplanung, da das Unternehmen Versanddaten festlegen und rückwärts rechnen kann, um den Fertigungsplan zu erstellen. Um ihren Lieferverpflichtungen nachzukommen, arbeitet DRG normalerweise dreischichtig – zwei Schichten durch einen Maschinenbediener betreut, und eine, die nachts unbeaufsichtigt ist. Mit der Unisig-Fertigungszelle verfügt DRG über insgesamt fünf automatisierte Zellen in der Fertigung, die 24 Stunden am Tag arbeiten.

Wenn DRG eine Bestellung erhält, wird die Hälfte des Auftragsvolumens im Voraus bearbeitet, sodass größere Losgrößen es ermöglichen, die Einrichtungskosten über längere Zeiträume zu amortisieren. Darüber hinaus ermöglicht das Kanban-Inventarsystem von DRG, einen erneuerbaren Bestand an Teilen mit hoher Nachfrage für den Versand am selben Tag zu führen. Da das Unternehmen sehr schnell auf sich ändernde Kundenanforderungen reagieren muss, ermöglicht der Lagerbestand die Annahme kleinerer Bestellungen, die DRG sonst ablehnen würde. Ursprünglich hatte DRG die Profilierung und die Lauffertigung ausgelagert. Doch große Aufträge und strenge Qualitätsanforderungen erforderten eine eigene spezielle Maschinenausrüstung. So hat DRG 2017 ihre Tiefbohr- und Reibzelle von Unisig erworben, um selber Laufrohlinge herzustellen.

Obwohl DRG Manufaturing die Option hat, auch eine Unisig R-2A Drallziehmaschine als Teil ihrer automatisierten Fertigungszelle zu betreiben, ist dies ein Prozess, der vorzugsweise manuell durchgeführt wird.

Obwohl DRG Manufaturing die Option hat, auch eine Unisig R-2A Drallziehmaschine als Teil ihrer automatisierten Fertigungszelle zu betreiben, ist dies ein Prozess, der vorzugsweise manuell durchgeführt wird.

12.000 US-Dollar pro Kaliber

Obwohl DRG die Option hat, auch die Unisig R-2A-Drallziehmaschine als Teil ihrer automatisierten Fertigungszelle zu betreiben, ist dies ein Prozess, den Rybacki lieber manuell durchführt: „Wir lassen das Drallziehen manuell laufen, damit wir überprüfen und sicherstellen können, dass alle Aspekte perfekt sind“. Die QS-Abteilung von DRG misst alles, was das Unternehmen herstellt, obwohl die Kosten für die QS-Ausrüstung hoch sind: etwa 12.000 US-Dollar pro Kaliber.

Rybacki ist sich bewusst, dass einige Unternehmen aufgrund der Vorabzeit für Entwicklung und Einrichtung möglicherweise die Implementierung automatisierter Zellen scheuen: „Es geht darum, geduldig zu sein, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Wir können Maschinen von Unisig kaufen, sie bei uns aufstellen und manuell betreiben oder etwa ein paar Monate länger warten und ein vollautomatisches schlüsselfertiges System erhalten, das perfekt funktioniert. Durch die zusätzliche Zeitinvestition war es uns möglich, die Produktion zu verdoppeln, ohne weiteres Personal oder Schichtstunden.“

Experten für Tiefbohrungen

Bei Werkstücken arbeitet DRG mit anspruchsvollen Materialien und engen Teiletoleranzen. Die meisten Teile werden aus vorgehärtetem 416R-Chrom-Edelstahl und 4150 Chrome-Moly Vanadium oder CMV hergestellt. Bei einem 17-Zoll-Laufrohling wird beispielsweise der Gesamtschlag der Anzeige auf unter ein Zehntausendstel gehalten, wobei der Durchmesser unter einem Tausendstel und die Größe innerhalb von ein paar Tausendstel liegt. Die Anwendungsunterstützung von Unisig spielt eine Schlüsselrolle bei der Erreichung der Qualitätsziele von DRG mit harten Werkstoffen. „Sie sind Experten für Tiefbohrungen und haben uns alles beigebracht, was wir wissen mussten. Die Lernkurve war hauptsächlich eine Frage der Beherrschung der Werkzeuglebensdauer, zu der sie uns Vorschläge machten. Nachdem wir von Unisig wichtige Hinweise für unseren Produktionsstart erhalten hatten, konnten wir schnell selbständig übernehmen“, schildert Rybacki.

Für die unmittelbare Zukunft muss die weitere Expansion bei DRG warten. Obwohl DRG die Volumenkapazität nicht erreicht hat, hat ihr Wachstum und Erfolg dazu geführt, dass aktuell keine Werkstattfläche mehr verfügbar ist. Durch die Automatisierung konnte DRG die Prozesseffizienz sowie Produktionsleistung steigern. Rybacki weist jedoch schnell darauf hin, dass Robotik nur zusammen mit den richtigen Mitarbeitern funktioniert: „Du brauchst immer noch Leute. Menschen können mit neuen Möglichkeiten wachsen. Roboter übernehmen nicht vollständig.“

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