Meist wird in der automatisierten Bearbeitung von großen Werkstücken die Spanntechnik separat betrachtet. Das liegt einerseits daran, dass bei der Auslegung flexibler Automatisierungssysteme häufig der Maschinenhersteller als Generalunternehmen verantwortlich ist. Andererseits scheint zahlreichen Anwendern nicht bewusst zu sein, welche Einsparpotenziale mit intelligenten Gesamtlösungen in der Spanntechnik möglich sind.
Das Unternehmen lLLIG Maschinenbau, Hersteller von Thermoform- und Werkzeugsystemen zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, in Heilbronn beschäftigt sich seit Jahren intensiv damit und gilt deshalb als „Vorzeige-Betrieb“, wenn es um optimales Werkstückhandling in der Großteilebearbeitung geht. Begonnen hat alles bereits 2006. ILLIG hatte als klassischer Großteilebearbeiter in ein neues 5-Achs-Bearbeitungszentrum mit Horizontal- und Vertikalkopf investiert und stand vor der Frage, wie sich das Potenzial mit schnellem Palettenwechsel optimal ausschöpfen lässt.
Die Herausforderung in Heilbronn ist die Vielfalt der Bauteile. Werkzeuge bis 60 kg Gewicht und 1,0 m Länge sowie Verfahrwege bei den Werkstücken bis zu 2,0 m sind zu bewältigen. Nach einem intensiven Benchmark kam der Kontakt zu dem Unternehmen Vischer&Bolli zustande. Besonders interessant für die Verantwortlichen, allen voran Markus Ott, Meister Fertigungstechnik, war die Tatsache, dass von Vischer & Bolli die Haltekräfte berechnet und die Systeme entsprechend ausgelegt wurden. Außerdem konnte das Schrägzughandling überzeugen und es ist möglich mit Formschluss (Spannzangen) und nicht mit Kugelauflagen zu spannen.
2016 investierte ILLIG in weitere Maschinen und das flexible Fertigungssystem LoadMaster mit zwölf Plätzen für die Großteilebearbeitung. Hinsichtlich der Spannsysteme verglich ILLIG die am Markt angebotenen Lösungen. Dazu Markus Ott: „Die limitierende Anforderung der Systeme war vor allem die zu überbrückende Höhe. Die Regalsysteme sind bis zu zwei Meter hoch, die Spannvorrichtungen bis zu fünf Tonnen schwer. Wir fräsen unter anderem die Maschinen-Werkzeugtische mit einem Quadratmeter Fläche mit Toleranzen von zwei Hundertstel Millimetern.“
„Hierzu kommen auch extrem harte PKD-Werkzeuge zum Einsatz. Wenn wir auf einer Maschine „Hochzeit“ haben, also Werkzeugtisch unten, Werkzeugtisch oben, geht es um zwei Quadratmeter die gegeneinander laufen, mit einem Spaltmaß von vier Hundertstel Millimeter. Um bei diesem Vorgang Vibrationen zu minimieren, benötigen wir ein Spannsystem, das den Bearbeitungskräften standhält.“
„Nach unseren Tests haben wir uns deshalb klar für die hydraulische Version vb Dock Lock entschieden. Diese Ausführung verfügt über starke vibrationsdämpfende Verriegelungskräfte. Das ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber pneumatischen Systemen. Wir arbeiten mit 65 bar Löse-Druck. Das System ist solide und wenig störanfällig, da spannt jeder Spannzangen-Zylinder zwei Tonnen.“
Bei ILLIG wurden in einem solchen Regalsystem schon in einer Höhe von 1.800 mm Löcher mit einem Durchmesser von 110 mm in Vollmaterial gebohrt. Die bei diesem Vorgang entstehenden Vibrationen wirken sich auch auf Werkzeugstandzeiten, Oberflächengüten und Genauigkeit aus. Bei den großen Rasterspannplatten arbeitet ILLIG deshalb mit bis zu 10 Nullpunktspannsystemen Autosafe 30. ILLIG setzt Nullpunktspannsysteme mittlerweile als Safe und Autosafe in den Größen 20 und 30 in der manuellen und in der automatisierten Fertigung durchgängig ein.
Flexibel, unabhängig und äußerst effizient
Das gilt auch für die bereits erwähnten Rasterspannplatten, denn bislang werden Vorrichtungen überwiegend auf Maschinenpaletten fixiert. Für die Fertigung bei ILLIG mit zwölf Bearbeitungsplätzen für Großteile wären das zwölf Maschinentische gewesen. Eine größere Investition, so Marcel Haltiner, Leiter Automation bei Vischer&Bolli: „Zunächst ist es ein Irrglaube, dass man durch unsere Rasterspannplatten an Genauigkeit oder Stabilität verliert.“
„Tatsache dagegen ist, dass man die Rasterspannplatten direkt in die Maschine einwechseln kann und damit gegenüber den Maschinenpaletten die Rüstzeit minimiert. Andere Kunden von uns verfügen über 400 Plätze in der Automatisierung, da ist der wirtschaftliche Vorteil groß. Außerdem ist man damit von den Maschinen unabhängig und flexibel, denn der Kunde könnte die Platten sogar selbst anfertigen. Einzig was er dann noch braucht, sind unsere Spann-Bolzen.“
Vorteile, die auch für das Unternehmen lLLIG von Bedeutung sind, denn investiert man in einen neue Maschine, generiert sich daraus inklusive Automation, Spannmittel und Werkzeuge eine Gesamtkalkulation plus prognostizierter Maschinenlaufzeit, ein Stundensatz pro Bauteil. In der Summe ist es so tatsächlich die intelligente Spanntechnik, die für optimierte Rüstzeiten, eine flexible Fertigung und einen schnelleren Durchlauf sorgt.
So zumindest sieht es auch Markus Ott, denn Automation heißt demnach mannlos ein- und auswechseln. So fertigen die Mitarbeiter in Heilbronn in einer Schicht vier verschiedene Werkstücke. Mit den zwei Palettenbahnhöfen, die vorher im Einsatz waren, wäre das so nicht möglich gewesen. In der Summe heißt das, selbst wenn man kontinuierlich von der Reduzierung der Rüstzeiten spricht, sehen dabei nur wenige die notwendigen Details.
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