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Automatisierte Gesenkbearbeitung steigert Kapazität

: Hermle


Mit einer Standardisierungsstrategie und einem Bearbeitungszentrum C 22 UP von Hermle rationalisierte der Werkzeug- und Formenbau der WMF Group zunächst seine Gesenk- und Werkzeugbaufertigung und schaffte zudem Freiräume für Dienstleistungen an externe Kunden.

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Maschinenbediener Günter Schulz vor dem 5-Achsen Bearbeitungszentrum C 22 UP von Hermle im Werkzeug- und Formenbau der WMF Group GmbH.

Maschinenbediener Günter Schulz vor dem 5-Achsen Bearbeitungszentrum C 22 UP...

Die Produkte der WMF Group zeichnen sich durch international prämiertes Design, hohe Funktionalität, hohe Qualität und lange Gebrauchsdauer aus. Ein wesentlicher Aspekt für die lange und anhaltende Erfolgsstory ist der hohe Eigenfertigungsgrad. Nach wie vor werden viele Produkte durch hochwertige Schmiede-, Stanz-, Umform-, Tiefzieh- und weitere Blechbearbeitungsverfahren sowie nach stringenten Qualitätsvorgaben in den konzerneigenen Werken gefertigt. Dafür braucht es natürlich viele hochleistungsfähige Werkzeuge, welche die WMF Group im hauseigenen Werkzeugbau in Geislingen (D) zum größten Teil selbst fertigt. „Mit unseren 30 Werkzeug- und Formenbau-Spezialisten stellen wir pro Jahr etwa 20 komplette Werkzeugsysteme her. Außerdem setzen wir nach Bedarf Werkzeuge instand, führen Reparatur- und Änderungsarbeiten durch, fertigen Task-Force-Teile für die Produktion, produzieren Vorserienteile und kompensieren Lieferantenausfälle, sodass wir im besten Sinne als hochflexibler interner Dienstleister anzusehen sind“, erklärt Axel Spadinger, Head of Tool Engineering & Making bei der WMF Group GmbH, zu den Aufgaben seines Verantwortungsbereichs.

Fertigungskapazität in neuer Dimensionen

Die Leistungsfähigkeit der Abteilung Werkzeug- und Formenbau ist nicht nur an der 30 Fachkräfte zählenden Mannschaft abzulesen, sondern auch am fertigungstechnischen Equipment, das rund 50 konventionelle und vor allem CNC-gesteuerte Werkzeugmaschinen aller Disziplinen umfasst. Seit dem Jahr 1980 kommen im Werkzeug- und Formenbau von WMF verstärkt Universalfräsmaschinen, CNC-Bearbeitungszentren sowie 5-Achsen Bearbeitungszentren aller Baugrößen von Hermle zum Einsatz. Jüngstes Exemplar ist ein 5-Achsen Bearbeitungszentrum C 22 UP mit Palettenwechsler
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Arbeitsraum des BAZ C 22 UP mit dem Schwenkrundtisch mit 320 mm Durchmesser (Achsen A und C) für die 5-Achsen-Komplett-/Simultanbearbeitung von Werkzeugkomponenten in einer Aufspannung.

Arbeitsraum des BAZ C 22 UP mit dem Schwenkrundtisch mit 320 mm Durchmesser...

PW 150, mit dem der Werkzeug- und Formenbau hinsichtlich Fertigungskapazitäten in neue Dimensionen vorstieß.

„Wir haben allein für etwa 30 verschiedene Messermodelle zwischen 100 und 150 Gesenkwerkzeuge, bestehend aus einem Ober- und einem Unterwerkzeug aus gehärtetem Warmarbeitsstahl, im Einsatz“, berichtet Hans Brühl, Meister Teilefertigung und Werkzeugbau. „Diese müssen nach ca. 3.000 Hüben komplett nachgearbeitet werden, um eine reproduzierbare Messerqualität sicherzustellen. Bei jedem Nachsetzen werden etwa 0,5 mm konturgenau abgefräst, was bei den Gesenken bis zu 15 Mal möglich ist. Zu bearbeiten sind demnach zunächst die Neugesenke aus Warmarbeitsstahl und später die nachzusetzenden Gesenke, die eine Härte von 54 HRC aufweisen. Früher haben wir alle diese Fräs- und Nachsetzarbeiten auf einer HSC-Fräsmaschine durchgeführt. Diese konnte aber nur jeweils zwei Gesenke aufnehmen, die dann sukzessive und in mehreren Aufspannungen aufwändig bearbeitet werden mussten. Als nun die Messer-Produktion in Hayingen erhöht und entsprechend mehr Gesenke benötigt wurden, gab es Kapazitätsengpässe, die wir mit Hilfe einer Neuinvestition beseitigen wollten.“

5-Achsen-Fräs-Performance plus Automation

Aus der üblichen Evaluation, welche Versuchsreihen und Bearbeitungen ab dem Schmieden über die Konturtreue und Bearbeitungspräzision bis hin zur Oberflächenqualität und vor allem „sportliche“ Vorgaben hinsichtlich Reduktion der Bearbeitungszeiten beim Nachsetzen beinhaltete, ging schließlich das 5-Achsen Bearbeitungszentrum C 22 UP von Hermle als Sieger hervor. Zusammen mit dem in Sachen Werkzeug- und Formenbau höchst versierten Anwendungstechniker von Hermle, Volker Wichert, entwickelte der Werkzeug- und Formenbau von
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Palettenwechsler PW 150 zum BAZ C 22 UP: im Vordergrund ist der (drehbare) Rüstplatz zur Beschickung der Paletten-/Werkstückaufnahmen mit Werkstücken bzw. zur Entnahme der Fertigteile zu sehen.

Palettenwechsler PW 150 zum BAZ C 22 UP: im Vordergrund ist der (drehbare) Rüstplatz...

WMF einen Bearbeitungsprozess, der, unter Einbeziehung eines Werkzeuglieferanten, zu außerordentlichen guten Ergebnissen führte. Es wurde nicht nur die gewünschte, exakte Konturtreue und Oberflächenqualität erreicht, sondern die erwähnten „sportlichen“ Bearbeitungszeitvorgaben konnten deutlich unterschritten werden.

Dank der Ausrüstung des BAZ C 22 UP mit dem Palettenwechsler PW 150 ist es jetzt außerdem möglich, die besagten Nacharbeiten an den Ober- und Untergesenken mannlos, sprich auch nachts und über das Wochenende auszuführen. Dadurch ließen sich zum einen Kapazitätsengpässe beseitigen, und zum anderen standen bzw. stehen nun zusätzliche Kapazitäten für die Bearbeitung weiterer Aufträge auch von externen Kunden zur Verfügung: zumal sich die Arbeitsbereiche/Verfahrwege des BAZ C 22 UP mit (X/Y/Z) 450 mm x 600 x 330 mm sowie das Maschinenkonzept mit drei Achsen im Werkzeug und zwei Achsen im Werkstück als ideal für unterschiedlichste 5-Achsen-Bearbeitungen im Werkzeug- und Formenbau nicht nur der WMF Group erweisen. Dasselbe gilt für die gewählte Maschinenspindel mit 30.000 1/min und mit 32 Nm hohem Drehmoment sowie der Werkzeugaufnahme HSK A 50, für das Werkzeug-Zusatzmagazin ZM 88k mit weiteren 87 Plätzen (65 im Maschinenmagazin also insgesamt 152 Werkzeuge), den Schwenkrundtisch mit 320 mm Durchmesser, das zulässige Werkstückgewicht bis 150 kg sowie auch die Heidenhain-Steuerung TNC 640.

Nachsetz-Hartbearbeitung um 50 % reduziert

In Kombination mit einer von WMF entwickelten und konsequent verfolgten Standardisierungsstrategie bei den Gesenken ist der Werkzeug- und Formenbau des Unternehmens in neue Produktivitätsdimensionen vorgestoßen. Einerseits ist dies auf eine Standardisierung der Gesenke, bezüglich
grundsätzlich gleicher Baubreite bei bis zu vier verschiedenen Baulängen, andererseits auch auf ein selbst entwickeltes Paletten- bzw. Werkstückspannsystem mit 2-fach-Verstiftung und 4-facher Verschraubung direkt auf der Palette sowie natürlich auf die Automatisierung durch den 11-fach Palettenwechsler PW 150 (acht Paletten im Speicher, zwei im Wechsler, eine in der Maschine) zurückzuführen.

„Wir haben bei der Nachsetzbearbeitung der Gesenkpaare nun Laufzeiten von ca. zwei Stunden, konnten die Bearbeitung also um 50 % und mehr reduzieren. Wir führen die Nachsetzbearbeitung zumeist in Nacht- und Wochenendarbeit aus. Gearbeitet wird normalerweise im bedienten 1-Schicht-Betrieb und somit können wir das BAZ C 22 UP demnach am Tag sehr flexibel für alle anfallenden Bearbeitungen nutzen. Aus Redundanzgründen sind auf dem C 22 UP zwei Mitarbeiter geschult, sodass uns die hohe Leistungsbereitschaft dieses Bearbeitungszentrums mit Palettenwechsler auch immer zur Verfügung steht. Verbunden mit unserem mannigfach nachgewiesenen Know-how im Werkzeug- und Formenbau sind wir damit in der Lage, zur Kapazitätsauslastung auch auf den freien Markt zu gehen und externe Kunden termingerecht zu bedienen“, freut sich Axel Spadinger abschließend.

Maschinenbediener Günter Schulz vor dem 5-Achsen Bearbeitungszentrum C 22 UP von Hermle im Werkzeug- und Formenbau der WMF Group GmbH.
Arbeitsraum des BAZ C 22 UP mit dem Schwenkrundtisch mit 320 mm Durchmesser (Achsen A und C) für die 5-Achsen-Komplett-/Simultanbearbeitung von Werkzeugkomponenten in einer Aufspannung.
Palettenwechsler PW 150 zum BAZ C 22 UP: im Vordergrund ist der (drehbare) Rüstplatz zur Beschickung der Paletten-/Werkstückaufnahmen mit Werkstücken bzw. zur Entnahme der Fertigteile zu sehen.
Draufsicht auf den 8-fachen Speicher des 11-fach-Palettenwechslers PW 150 mit acht Paletten im Speicher, zwei Paletten im Wechsler (oben rechts) und einer Palette in der Maschine.
Jeweils ein Schmiedegesenk (Ober- und Unterwerkzeug): links ohne Adapterplatte direkt auf eine Palette gespannt und mittels zwei Passstiften fixiert sowie mittels vier Schrauben gespannt und rechts als fertig bearbeitete Gesenke.
V.l.n.r.: Axel Spadinger, Head of Tool Engineering & Making, Hans Brühl, Meister Teilefertigung und Werkzeugbau, und Günter Schulz, Maschinenbediener, alle vom Werkzeug- und Formenbau der WMF Group in Geislingen.


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