Spanntechnik Automatisieren Sie auch bei geringen Stückzahlen!

Autor Mag. Victoria Sonnenberg

Kleine Stückzahlen, großer Roboter? Das passt schlecht zusammen: Roboter sind groß, teuer und rechnen sich in solchen Fällen oftmals nicht. Erst-Maschinenbau zeigt, wie sich der Werkstückwechsel direkt und unkompliziert automatisieren lässt – mithilfe einer Haube.

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So simpel und doch so effizient: der Haubex besteht wie der Name bereits suggeriert aus einer Haube, in die ein Schraubstock fixiert ist.
So simpel und doch so effizient: der Haubex besteht wie der Name bereits suggeriert aus einer Haube, in die ein Schraubstock fixiert ist.
(Bild: Sonnenberg)

Warum Innovationen denn immer nur den Großen überlassen? 2020 sollte für viele in der Industrie ein Jahr des Leerlaufs werden. Einige wenige stellten sich in dieser Zeit allerdings genau diese Frage und nutzten kurzerhand freie Kapazitäten, um frischen Ideen nachzugehen. Frische Ideen gibt es auch für Unternehmen mit geringen Losgrößen. Den Beweis tritt das Team rund um Jürgen Stiglitz, Geschäftsführer des Unternehmens Erst-Maschinenbau, an – und zwar mit dem Haubex, einem zum Patent angemeldeten System für den automatischen Werkstückwechsel.

Das kleine Maschinenbauunternehmen, ansässig in Schorndorf, Baden-Württemberg, hat sich unter anderem auf die Geschäftsfelder Maschinenretrofit sowie die Anpassung von Sondermaschinen spezialisiert. Zum größten Bereich zählt allerdings die Spanntechnik, konkret Zentrumspanner für die Automatisierung, woraus letztendlich auch die Idee rund um den sogenannten Haubex entstanden ist.

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Mir war immer das Einbringen von einem kleinen Schraubstock durch einen großen Roboter ein Dorn im Auge. Der Roboter vor der Maschine braucht zum einen viel Platz. Zum anderen ist er einfach nicht günstig genug dafür, dass er oft nur kleine Schraubstöcke einwechselt.

Jürgen Stiglitz, Geschäftsführer Erst-Maschinenbau

Denn selten ist ein Roboter wirtschaftlich, wenn Unternehmen nur Kleinserien oder Einzelteile fertigen. „Genau für dieses Problem waren wir auf der Suche nach einer Alternative“, blickt der Geschäftsführer zurück. Und dann kam der Gedanke, dass für die Werkzeugmaschine, die sehr genau positionieren und definierte Wege fahren kann, eine Lösung möglich sein muss. Warum den Zentrischspanner nicht einfach ohne einen Roboter in der Maschine platzieren?

Klassischer Zentrumspanner hängt im Werkzeugwechsler

„Wir haben dann über eine Lösung nachgedacht, einiges ausprobiert und irgendwann kam uns die Idee mit dem Haubex. Das ist im Prinzip nichts anderes als ein klassischer Zentrumspanner, den wir mit einer Haube verbunden und somit die Möglichkeit geschaffen haben, ihn einfach im Werkzeugwechsler einhängen zu können“, sagt Stiglitz. Voilà.

Da der Werkzeugwechsler zum Standard einer jeden Maschine gehört, lassen sich problemlos zu den Werkzeugen auch ein paar Haubex-Systeme hängen. Ein großer Vorteil gegenüber dem Roboter, der auf eine Maschine fixiert ist.

„Unsere Hoffnung ist, dass der Haubex, den man ab Stückzahl 2 einsetzen kann, in jeder Maschine zum Standard wird. Während man das erste Teil einfährt und das Programm schreibt, kann man das zweite bereits in den Werkzeugwechsler hängen und auch abends oder in der Mittagspause auf der Maschine laufen lassen.“ Erste Rückmeldungen von Kunden aus dem klassischen Maschinenbau und der Lohnfertigung bestätigen den Zeitgewinn, der sich daraus ergibt, dass Werker die Werkstücke in der Maschine nicht ständig austauschen müssen – denn das übernimmt ab sofort der Haubex.

„Ein Kunde aus dem Formenbau nutzt den Haubex, um seine Erodierstempel zu fräsen. Tagsüber schreibt er die Programme, abends setzt er seine Haubex-Systeme ein. Die Programme haben lange Laufzeiten, sodass die Maschine noch zwei bis drei Stunden arbeitet, ohne dass ein Werker vor Ort sein muss“, so Stiglitz weiter.

Viele seiner Kunden mit kleinen Stückzahlen tun sich erfahrungsgemäß noch schwer mit der Automatisierung. Weil der Roboter zu teuer, zu limitiert und in der Programmierung zu zeitintensiv ist, kann der Haubex genau dort seine Vorteile ausspielen. Der Kunde kann mit wenigen Systemen anfangen, um sich mit einen kleinen Invest an die Automatisierung heranzuwagen. „Der Haubex kostet den Bruchteil eines Roboters und bedarf keiner Schulung, da jeder Mitarbeiter mit einem Werkzeugwechsler umgehen kann“, sagt Stiglitz.

Mehrwert zu schaffen, kann so einfach sein

Die größte Herausforderung sieht er darin, den Kunden zu überzeugen, dass es wirklich so einfach sein kann. Denn mit dem Begriff der Automatisierung würden sie zuallererst Roboter und Portale assoziieren. „Dann folgt oft die Erkenntnis, dass die Idee simpel ist, und sie selbst darauf hätten kommen können. Wenn das überwunden wurde, ist die Resonanz durchweg positiv. Bislang gab es keinen Kunden, der keine Anwendung für Haubex hatte.“

Dass es so einfach sein kann, Mehrwert zu schaffen, wurde Stiglitz selbst erst während der Entwicklung bewusst. In der eigenen Produktion werden Haubex-Systeme eingesetzt, so zum Beispiel bei der Fertigung von Backenschiebern. Bei einer Bearbeitungszeit von knapp zwölf Minuten sorgen fünf Haubex-Systeme dafür, dass die Maschine eine gute Stunde laufen kann, ohne dass ein Werker eingreifen muss. Abends wird die Maschine noch bestückt, sodass sie nach Feierabend weiterläuft. So bekommt Stiglitz 10 bis 15 Prozent mehr von der Maschine runter als zuvor.

Weil die Maschine mit dem Haubex unbeaufsichtigt arbeiten kann, war Erst-Maschinenbau bei der Entwicklung der Sicherheitsaspekt sehr wichtig. Daher lässt sich die Haube über eine spezielle Verriegelung mit dem Spanner verbinden, sodass beides fest miteinander fixiert ist. Zwar hätte auch eine einfache Verriegelung ausgereicht, um zu verhindern, dass der Schraubstock aus der Haube herausfallen kann. Doch der Maschinenbauer hat zusätzlich eine zweite Verriegelung verbaut. Diese hat von der Genauigkeit her ausreichend Luft, um auf jeden Fall zu verriegeln.

Die Haube samt Zentrischspanner und bereits fixiertem Werkstück hängt gemeinsam mit den Werkzeugen im Werkzeugwechsler. Die Zentrischspanner wurden auf die runde Form der Haube angepasst. Via Universalplatte ist sie auch kompatibel mit anderen Spannmitteln. Zusätzlich ist ein Sicherheitselement integriert. Dafür wurde im Haubex eine Stauhülse verbaut, die einfach die Kraft aufnimmt – ein Airbag sozusagen für die Haube und vor allem für die Maschine. So hat die Maschine Zeit abzuschalten, falls sie wegen einer falschen Bedienung auf Kollision fährt.

Sicherheitsrelevante Themen entfallen mit dem Haubex

„Uns war es wichtig, den Haubex so einfach wie möglich zu halten: Er soll nicht sensorisch, sondern mechanisch absolut sicher sein“, so der Geschäftsführer. Sicherheitsrelevante Vorgaben wie bei einem Roboter fallen mit dem Haubex einfach weg.

„Auch für uns war das letzte Jahr natürlich eine schwierige Zeit, in der sich die Kunden zurückgehalten haben. Daher war uns wichtig, auch kleine Unternehmen abzuholen, die nicht mehrere Hunderttausend Euro für eine Automatisierung mit Robotern investieren können“, resümiert Stiglitz.

Also entweder Roboter oder Haubex? Das muss nicht sein, wie das Beispiel eines namhaften Maschinenherstellers zeigt. Seine automatisierten Maschinen gehen größtenteils an Kunden mit Stückzahlen ab 200 aufwärts. Zum Einwechseln der Teile käme ein Haubex nicht infrage. Anders sieht es beim automatischen Wechsel von Schraubstock auf Spannzange aus. Weil die Maschinen Teile für die Medizintechnik fertigen, kann der Roboter nur solche bis zu drei Kilogramm heben. Deshalb ist er nicht in der Lage, die Spannvorrichtung selbst zu tauschen. Da kommt Haubex ins Spiel: Während der Roboter weiter die Maschine mit Teilen belädt, kann mit ihm die Spannvorrichtung automatisch getauscht werden, was bislang manuell der Werker machen musste.

Die einzige Einschränkung, die der Haubex hat, ist seine Größe von derzeit 125 Millimeter, was letztendlich auf die Maschine und ihren Werkzeugwechsler zurückzuführen ist. Noch in diesem Jahr stehen bereits die Größen 150 und 160 Millimeter auf der Agenda sowie eine Spannzange, mit der sich runde Teile über den Haubex spannen lassen. Mit der zum Patent angemeldeten Innovation blickt Geschäftsführer Stiglitz zuversichtlich in die Zukunft. Er rät jedem Unternehmen mit geringen Stückzahlen: „Wer den Haubex nicht anwendet, der verschenkt mindestens zehn Prozent seiner Produktivität!“

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