Hermle RS 1: Flexibel und mannlos fertigen

Das neue Robotersystem RS 1 mit drei Regalspeichermodulen bei der Lugauer GmbH – adaptiert an zwei Hermle 5-Achs-Bearbeitungszentren C 22 U.

Das Unternehmen Lugauer GmbH wurde 1994 von Ing. Hartwig Lugauer gegründet und 1998 vom heutigen Hauptgesellschafter und Geschäftsführer, Herrn Ing. Gernot Lugauer, in zweiter Generation übernommen. Durch permanente Investitionen in den Maschinenpark und kontinuierliche Weiterentwicklung hat sich das Jenbacher Familienunternehmen zu einem zuverlässigen Partner in der Zerspanungsbranche entwickelt. Drehen, Fräsen, Schleifen, Erodieren, Polieren, Läppen oder Honen als auch sämtliche zerspanenden Tätigkeiten werden auf rund 4.000 m² Produktionsfläche mit aktuell 40 Mitarbeitern angeboten. Die Kunden kommen vorwiegend aus dem Maschinenbau, der Automobilbranche, der Halbleiterindustrie sowie der Schleifmittelbranche. „Die Zerspanung ist ganz klar unsere Kernkompetenz. Unser Schwerpunkt hat sich 2010 mit der Anschaffung eines 5-Achs-Bearbeitungszentrums von der Serienfertigung auf die komplexe und hochgenaue Bearbeitung zumeist kleiner Losgrößen verlagert. Im Gegensatz zur Großserienbearbeitung kann man sich mit hochqualitativer 5-Achs- bzw. Komplettbearbeitung und Automation vom Markt differenzieren“, begründet Christian Aigner, Prokurist und technischer Leiter bei Lugauer, den eingeschlagenen Weg.

Als wesentlich sieht er eine laufende Modernisierung des Maschinenparks und der Fertigungsmöglichkeiten an: „Gerade der Schritt zur Automatisierung ist auch für Lohnfertiger unabdingbar. Wir bieten dadurch zu 100 Prozent dokumentierte Qualität und das zu kürzesten Lieferzeiten bei maximaler Flexibilität.“

Auf einer Palette sind zwei unabhängige Spannmittel verbaut, da das zu fertigende Teil doppelseitig bearbeitet wird.

Ing. Gernot Lugauer
Hauptgesellschafter und Geschäftsführer der Lugauer GmbH

„Wenn es um eine automatisierte Fertigung geht, ist Prozesssicherheit und Präzision ausschlaggebend, um personalfreie Zeiten gut nutzen zu können. Trotz hoher Investitionskosten in einer unsicheren Zeit war das der richtige Schritt, um in Zukunft marktfähig zu bleiben.“

Automatisierung als Zukunftsstrategie

Der Maschinenpark des Tiroler Familienbetriebs kann sich durchaus sehen lassen und ist auf dem neuesten Stand der Technik. Er umfasst mehrere 4- und 5-Achs-Bearbeitungszentren, CNC-Drehmaschinen, Schleif- und Erodiermaschinen sowie zahlreiche Oberflächenverfahren und eine Schlosserei sowie eine eigene Konstruktionsabteilung für den Vorrichtungs- und Werkzeugbau. Zwei Koordinatenmessmaschinen sowie eine Vielzahl weiterer Messinstrumente dokumentieren die Qualität der Produkte.

Der Einstieg in die automatisierte Fräsbearbeitung erfolgte bereits im Jahr 2016. Im gleichen Jahr fand auch der Wechsel auf das CAM-System Siemens NX sowie der Start in die Schrumpftechnik statt. Auch das CAD-System in der Konstruktion wurde auf Siemens NX umgestellt, um durchgängig zu sein. „Das waren wichtige Meilensteine in unserer Unternehmensgeschichte. Wir haben damals die Entscheidung getroffen, vermehrt zu automatisieren, um mehr Spindelstunden bei gleichem Personalstand zu erreichen“, erinnert sich Aigner. Ende 2017 wurde daher in ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum C 42 inklusive Handlingssystem HS flex von Hermle investiert. Durch die zunehmende Produktvarianz und dem Wunsch, 24/7 mannlos zu fertigen, hat man sich bei Lugauer Anfang 2020 entschieden, den Maschinenpark mit einer voll automatisierten Fertigungslösung zu ergänzen.

Drei individuell wählbare Regalspeichermodule sorgen für die optimale Teilebereitstellung. Egal ob Paletten, Matrizen, verschiedenste Greifer oder Spannmittel. Alles findet in den Regalspeichern seinen Platz.

Partnerschaft und Vertrauen

„Wer mit der Zerspanung sein Geld verdient, weiß, dass das Potenzial der dritten Schicht oft ungenutzt bleibt. Wir fertigen auch Bauteile für die Automobilindustrie in mittleren Losgrößen. Für eine möglichst wirtschaftliche und prozesssichere Bearbeitung war hier eine mannlose Fertigung für uns am sinnvollsten“, erklärt GF Ing. Lugauer seine Beweggründe. Das Pflichtenheft wurde schnell erstellt und fündig wurde man wieder beim deutschen Werkzeugmaschinenhersteller Hermle – oder besser gesagt, die Tiroler suchten erst gar nicht, denn sie wussten von Anfang an, dass sie dieses Projekt nur mit einer Komplettlösung aus dem Hause Hermle realisieren wollten. „Wir arbeiten schon lange mit Hermle zusammen. Unsere erste Hermle, eine C 600, kauften wir 2003 auf der Intertool in Wien. Inzwischen haben wir sieben Hermle im Einsatz, das passt einfach“, so Aigner schmunzelnd.

Der technische Leiter zeigt auf, dass man mit Hermle einen Partner aus der Champions League der Werkzeugmaschinenhersteller gefunden hat: „Zugegeben, die Investitionskosten für ein derart hochwertiges Fertigungsmittel sind schon enorm, aber was dann hinterherkommt – die Beratung, der Service, die Zuverlässigkeit, die Qualität – das ist einfach nur top und sucht seinesgleichen.“

Die NC-gesteuerten Langhubspanner und Greifer erlauben einen vollautomatischen und flexiblen Werkstückwechsel.

Gregor Rofner
Vertriebsingenieur bei Hermle Österreich

„Das Robotersystem RS 1 ist eine vollwertige Kombizelle für die Paletten- und Werkstückautomation und überzeugt mit maximaler Flexibilität und Produktivität.“

Mutig trotz Corona-Krise

Die Firma Lugauer konnte schon durch den Einsatz des Handlingssystem HS flex gute Erfahrungen mit einer Hermle-Automatisierungslösung sammeln. „Aufgrund der Teilevielfalt, dem Wunsch übers Wochenende mannlos zu fertigen sowie der geforderten Kombination aus Paletten- und Teilehandling kam bei Lugauer nur eine Automatisierung mit einem Roboter in Frage“, so Gregor Rofner, Vertriebsingenieur bei Hermle und er ergänzt: „Im Projektverlauf kamen wir gemeinsam zu dem Schluss, dass wir die gewünschte hohe Flexibilität und Wirtschaftlichkeit am besten mit einer 2-Maschinenlösung erreichen werden.“

Eigentlich wollten die Verantwortlichen bei Lugauer nur in ein neues Bearbeitungszentrum investieren, aber das von Hermle vorgestellte Konzept – mit all den flexiblen Möglichkeiten – war derart überzeugend, dass die Eigentümerfamilie den Schritt zum Kauf, trotz Corona-Krise und trotz weitaus höherem Budget, wagte.

Pilotprojekt kommt zum Zug

Gestützt wurde diese Entscheidung durch volles Vertrauen in die Firma Hermle, denn 2020 war die gewünschte Automatisierungslösung nur in der Schublade in Gosheim (D) zu bewundern und noch nicht Realität. Die Rede ist vom Robotersystem RS 1. Verkaufsstart und Präsentation wären zur traditionellen Hausmesse von Hermle Ende April 2021 vorgesehen gewesen. „Die Anwendung bei Lugauer, die gewünschte Flexibilität, die Kombination von Paletten- und Teilehandling, die langjährige Partnerschaft und das in uns gesetzte Vertrauen, all dies passte so perfekt auf unser neues System, dass wir uns gemeinsam für dieses Pilotprojekt entschlossen haben“, erzählt Rofner.

Der vollwertige Rüstplatz ermöglicht ein hauptzeitparalleles Rüsten von Paletten und Werkstückträgern.

Christian Aigner
Prokurist und Technischer Leiter bei Lugauer

„Seit über 25 Jahren liefert Lugauer beste Qualität, flexibel und schnell. Die neun Maschinen von Hermle tragen sicherlich viel dazu bei.“

Maximale Flexibilität dank Automatisierung

Der Kaufvertrag wurde Anfang September 2020 unterschrieben, in Gosheim wurden beide Maschinen inklusive Automatisierung und Teilehandling aufgebaut, programmiert und Ende Dezember nach Jenbach geliefert, montiert und schließlich Anfang Jänner nach einer zweiwöchigen Schulung durch die Hermle-Servicetechniker in Betrieb genommen.

Das Robotersystem RS 1 ist eine Kombizelle für die Paletten- und Werkstückautomatisierung und kann an verschiedene Hermle-Bearbeitungszentren angedockt werden. „Dabei ist es völlig egal, ob eine, zwei gleiche oder zwei unterschiedliche Maschinenmodelle miteinander verkettet werden. Bei der 1-Maschinenlösung wird die Zelle mit dem Hermle-Automation-Control-System kurz HACS gesteuert, bei der 2-Maschinenlösung kommt das Fertigungsleitsystem Soflex zum Einsatz“, geht Rofner auf die hohe Flexibilität der neuesten Hermle-Automatisierung ein. Das maximale Handlingsgewicht des Roboters liegt bei 60 kg. Somit schließt Hermle die Lücke zu den bestehenden Systemen der RS 05-Anlage (10 kg) sowie der RS 2-Anlage (240 kg).

Zum Einsatz kommt ein Sondermatrizensystem, welches auf einem Standartmatrizensystem aufgebaut wurde und Platz für 48 Teile bietet.

Ein Kuka-Roboter bedient zwei C 22 U

Die neue Anlage bei Lugauer besteht aus zwei Hermle 5-Achs-Bearbeitungszentren C 22 U und dem Robotersystem RS 1, das mithilfe eines Kuka-Roboters beide Maschinen rund um die Uhr bedient. Drei Regalspeichermodule mit 26 Matrizenplätzen, 16 Palettenplätzen sowie vier Sonderspannmittel- und vier Greiferplätzen sorgen für eine optimale Teilebereitstellung. „Die von uns selbst gefertigten Paletten sind mit einem Lang-Nullpunktspannsystem versehen. Dadurch bleiben wir extrem flexibel und verlieren wenig Höhe in der Z-Achse. Die Anbauteile kommen alle von Hermle“, geht Christian Aigner ins Detail.

Mit einer Aufstellfläche von lediglich 12 m² bietet das Robotersystem RS 1 immer freien Zugang zu den Arbeitsräumen der Maschinen, ganz gleich, ob ein oder zwei Bearbeitungszentren angedockt sind. Die Kombination aus NC-gesteuertem Langhubspanner und NC-gesteuertem Wechselgreifer mit einem programmierbaren Hub von 149 mm erlaubt zudem einen vollautomatischen Werkstückwechsel für unterschiedliche Teilegrößen und erhöht dadurch die Produktivität sowie die Flexibilität um ein Vielfaches.

Die Mitarbeiter von Lugauer (V.l.n.r.: Meister der Fertigung Mathias Hofmann und die Fräs- und Automatisierungsspezialisten auf der neuen Anlage Stefan Kapeller und Alexander Auer) arbeiten gerne mit der neuen Anlage. Sie bietet einen optimalen Zugang zum Arbeitsraum für den Einrichtbetrieb, während der Roboter an der zweiten Maschine im Automatikbetrieb arbeitet.

Spindellaufzeiten optimiert: 24/7

Die hohe Flexibilität des Gesamtsystems ist laut Aigner fantastisch: „In der ersten Schicht fertigen wir auf der ersten Maschine Einzelteile und danach dann mannlos Paletten- oder Handlingsteile. Auf der zweiten Maschine läuft derzeit 24 Stunden, 7 Tage die Woche ein Bauteil für die Automobilindustrie. Auf dieser Maschine produzieren wir jetzt mit zwei Personen in einer Woche gleichviele Teile wie vorher mit zwei Maschinen und vier Personen. Das muss man sich einmal auf der Zunge zergehen lassen“, erzählt Christian Aigner stolz. Möglich macht dies unter anderem der Einsatz eines Schunk-Doppelgreifers, welcher zwei unabhängige Spannmittel auf einer Palette bedient sowie ein Sondermatrizensystem. Eine Matrize bietet Platz für 48 Teile und es sind genügend Matrizen im Einsatz, um, wie von Lugauer vorgegeben, das ganze Wochenende mannlos zu produzieren.

Überhaupt sorgt das Regalspeicherkonzept für eine ausgesprochen hohe autonome Laufzeit, denn Greifer- und Vorrichtungswechsel laufen automatisch ab. Der vollwertige Rüstplatz ermöglicht zudem ein hauptzeitparalleles Rüsten von Paletten und Werkstückträgern. „Für die Mitarbeiter war es am Anfang eine enorme Umstellung. Die Software, der Umgang mit dem Roboter und das Rohteilehandling waren neu und sie mussten lernen, vorauszudenken. Beide Bearbeitungszentren arbeiten in der Nacht bzw. am Wochenende mannlos, da ist eine entsprechende Rüstvorarbeit notwendig“, weist der technische Leiter auf mögliche Startschwierigkeiten hin. Bereits in der Einschulungsphase und auch prozessbegleitend wurde das Lugauer-Team seitens Hermle unter anderem auch auf diese „Softskills“ ausgebildet. „Inzwischen klappt das ganz gut“, so Aigner weiter.

Fazit

„Als Lohnfertiger und Vorrichtungs- und Werkzeugbauer in der Zerspanung sind wir jederzeit gefordert, schnell und wirtschaftlich zu produzieren. Durch die Anschaffung des Robotersystems RS 1 inklusiver der zwei 5-Achs-Bearbeitungszentren C 22 U sind wir hinsichtlich Genauigkeit, Flexibilität und Prozesssicherheit unseren Mitbewerbern einen entscheidenden Schritt voraus. Wir haben diese Investition keine Sekunde bereut. Es erforderte viel Mut und Unternehmergeist vom Eigentümer, aber es war absolut die richtige Entscheidung“, fasst Christian Aigner abschließend zusammen und Gregor Rofner ergänzt: „Die Zusammenarbeit mit der Firma Lugauer könnte nicht besser sein. Es ist ein partnerschaftliches Miteinander und es macht uns auch ein wenig stolz, dass hier in Tirol die weltweit erste RS 1-Anlage in Betrieb genommen wurde.“