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Manufacturing-Execution-SystemeDie selbstregelnde Fabrik

Mobile MES-Anwendungen mit Hydra von MPDV

Begriffe wie Selbstregelung, Selbstoptimierung oder selbstlernende Maschinen tauchten bereits in den Anfängen der Industrie 4.0 auf. Sie halten sich hartnäckig, werden in jüngster Zeit sogar häufiger genannt.

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Stechdrehen, VorsteuerungEin guter Stich

Selbst entwickelt und selbst geschliffen haben früher die Experten der Firma Nass Magnet die meisten Formwerkzeuge. Durch den Einsatz von Hartmetallwerkzeugen hat sich vieles bei dem Spezialisten für elektromagnetische Vorsteuerungen geändert. In der Anschaffung zwar teurer, steigern sie die Produktivität: Mit den Pentacut-Stechdrehwerkzeugen von Iscar wurde durch Eingrenzen der Toleranzen die geforderte Bearbei- tungsqualität sichergestellt und gleichzeitig die Standzeit verdoppelt.

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Vorsteuerung: Ein guter Stich

Wenn es sich bei rund 85 Prozent der zu bearbeitenden Drehteile um kleine Werkstücke mit unter zehn Millimeter Durchmesser handelt und wenn die Wettbewerbsfähigkeit für die eigene Produktion wie für die Kundenfertigung immer gegeben sein muss, sind Experten wie Carsten Schulze und seine Kollegen darauf bedacht, weitere Produktivitätsfortschritte zu erzielen und dabei die Qualität zu verbessern. Deshalb gaben sie sich auch nicht damit zufrieden, als bei ihrem Unternehmen Nass Magnet der Bearbeitungsprozess für die Werkstücke Magnetkern und Magnetanker aus dem Werkstoff 1.4105 zwar relativ gut lief, sich jedoch sowohl die Standzeiten als auch die Prozesssicherheit als unzureichend erwiesen. Folglich fragte Hans Pauck, in der Teilefertigung verantwortlich für die Werkzeugplanung und Ausrüstung, bei seinen Werkzeuglieferanten und damit auch bei MZT Peter Falkenreck in Bielefeld nach, ob es nicht eine Alternative gäbe. Der zuständige Außendienstler Michael Biermann von MZT brachte Iscar Germany ins Gespräch. Der Werkzeughersteller verfügt speziell in der Stech- und Stechdrehbearbeitung über eine anerkannte Expertise und konnte im Rahmen eines Drehbearbeitungs- und Drehwerkzeuge-Seminars in Köln mit dem Pentacut-Stechdrehwerkzeugsystem das Interesse der Mitarbeiter von Nass Magnet wecken.

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Die hohe Eigenfertigung des weltweit führenden Spezialisten auf dem Gebiet der elektromagnetischen Vorsteuerungen basiert auf gut ausgebildetem, engagiertem Fachpersonal sowie einem modernen, leistungsfähigen Maschinenpark. Um einerseits den eigenen Bedarf immer optimal abdecken und für die Kunden eine hohe Produktverfügbarkeit garantieren zu können, ist der Maschinenpark, was die Kapazität betrifft, nach oben ausgerichtet, sprich: Reserven sind vorhanden. Um trotzdem eine möglichst hohe Auslastung erzielen zu können, wurde vor einigen Jahren der Einstieg in die Teilefertigung als Dienstleistung beschlossen, was sich bis heute zunehmend zu einem guten und wichtigen Zusatzgeschäft entwickelte.

Drehteile in Massen präzise gefertigt

„Wir sind auf die Fertigung von Serien ab 20.000 Stück spezialisiert und bearbeiten die Werkstoffe Stahl, Edelstahl, Messing, Aluminium und Kunststoff“, erklärt Carsten Schulze, Leiter Teilefertigung im Werk Hannover. „Unser Maschinenpark beinhaltet dafür Kurz- und Langdrehmaschinen genauso wie Mehrspindler und CNC-Drehmaschinen. Um die sowieso vorhandenen Leistungen der Maschinen maximal nutzen zu können, arbeiten wir sehr eng mit Werkzeuglieferanten zusammen, die uns mit Standard- und mit Sonderwerkzeugen versorgen. Früher haben wir die meisten HSS-Formwerkzeuge selbst entwickelt und auch selbst geschliffen. Heute dagegen setzen wir massiv Hartmetallwerkzeuge ein, was uns zwar zunächst erheblich höhere Werkzeugkosten brachte, sich jedoch angesichts einer Produktivitätssteigerung um fast 70 Prozent allemal rechnet!“

Das Pentacut-Stechdrehwerkzeugsystem hat eine hohe Stabilität. Darüber hinaus besitzt es Schneideinsätze mit fünf Schneiden, wobei für alle Schneideinsatz-Breiten grundsätzlich der gleiche Grundhalter verwendet werden kann. Beim Abbruch einer Schneide kann der Schneideinsatz problemlos noch vier Mal weitergedreht werden, bis alle fünf Schneiden aufgebraucht sind. Nass Magnet führte mit einem Standardwerkzeug der Serie eine Versuchsreihe durch und dabei hinterließen die Schneideinsätze einen positiven Eindruck. Die Schwierigkeiten beim Abstechen der Teile aus dem Werkstoff 1.4105 mit Durchmesser acht Millimeter auf „Null“ bestanden unter anderem auch darin, dass die Bearbeitung gratarm und butzenfrei vonstattengehen sollte, und dass die engen Längen-Toleranzen sowie die hohen Anforderungen an die Oberflächen der hochgenauen Werkstücke gerade auch in der Großserienfertigung unbedingt eingehalten werden müssen. Dies bedingt zum einen die besagte hohe Werkzeugstabilität und zum anderen ein „querkraft-neutrales“ Abstechen, das vor allem auch durch die spezifische Gestaltung der Schneidengeometrie zu erzielen ist. In enger Abstimmung zwischen Anwender und Hersteller wurde dann lediglich noch die Schneidengeometrie angepasst.

Verdopplung der Standzeiten

„Das Pentacut-Werkzeug weist eine geniale Kraftauslenkung auf“, Schulzes Begeisterung bleibt nicht verborgen, „und bleibt demnach unter allen Umständen stabil. Wir erreichen damit nicht nur die gewünschte höhere Standzeit und Prozesssicherheit, wir haben die Standzeiten sogar verdoppelt. Und parallel dazu die Toleranzen und die Oberflächenqualität absolut im Griff. Durch die universellen Anwendungsmöglichkeiten der Werkzeuge ließen sich die Bearbeitungsstufen beim Werkstück Magnetanker von vorher fünf auf jetzt nur noch zwei reduzieren, was uns natürlich weitere Produktivitätsvorteile brachte. Schließlich haben wir auch deutlich weniger Werkzeugwechsel- und Umrüstvorgänge zu verzeichnen.“ Bei dem im Hause vorherrschenden Dreischicht-Betrieb und bei 15.000 zu produzierenden Magnetankern pro Tag führt das schon zu erheblichen Verringerungen der Bearbeitungs- und Rüstzeiten. „Hierüber freuen sich natürlich auch die Mitarbeiter“, so Schulze weiter. „Sie haben die neuen Stechdrehwerkzeuge längst akzeptiert und möchten sie nicht mehr missen. Nicht unerwähnt sollte bleiben, dass andere Werkzeuge von in die Evaluation einbezogenen Wettbewerbern in diesem Fall keinen Stich machen konnten. Heute jedenfalls sind wir auf der sicheren und qualitätsvollen Seite, weshalb wir der Produktion von sieben bis acht Millionen Magnetankerteilen pro Jahr doch recht gelassen entgegen sehen.“ ee

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