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Spanende Fertigung

Vier Großmaschinen unter einem Hut

28.09.2006 | Redakteur:

Flexible Fertigungsanlage für Diesel-Großmotoren reduziert drastisch die Fertigungszeiten. Die steigende Nachfrage nach Dieselmotoren ist nicht nur im Pkw-Bereich stark ausgeprägt, sondern betrifft...

Die steigende Nachfrage nach Dieselmotoren ist nicht nur im Pkw-Bereich stark ausgeprägt, sondern betrifft auch große Dieselmotoren. Auch dort steigt die Nachfrage stetig, verbunden mit der Forderung nach mehr Leistung und damit nach einem breiteren Typensortiment. Burkhardt + Weber BW, Hersteller von Großbearbeitungszentren speziell für die anspruchsvolle Stahl- und Gussbearbeitung, hat kürzlich bei einem namhaften italienischen Hersteller von Dieselgroßmotoren für schwere Erdbewegungsmaschinen, gepanzerten Fahrzeugen und Lokomotiven, ein Fertigungssystem bestehend aus vier Großbearbeitungszentren MCR120 und einer 45 m langen Verkettungsanlage an die Produktion übergeben.In dem flexiblen Fertigungssystem werden Motorenblöcke aus Grauguss mit Einzelgewichten bis zu 6,5 Tonnen und Längen bis 1,85 m automatisch und mannarm in kleinen Losgrößen just-in-time gefertigt. Um die V6- bis V16-Motorblöcke auftragsbezogen und chaotisch durch das flexible Fertigungssystem schleusen zu können, wurde eine kundenspezifische Steuerung für das Fertigungssystem entwickelt. Dabei wurde besonders auf die Minimierung der organisatorischen Stillstandszeiten geachtet. So erfolgt die gesamte Materialsteuerung innerhalb und außerhalb der Fertigungsanlage mit Barkodeetiketten. Fertigungsaufträge werden automatisch abgerufenWird zum Beispiel an einem der drei Rüstplätze der Verkettungsanlage ein zu bearbeitender Motorblock gescannt, werden automatisch für diesen Motorblock die Fertigungsaufträge generiert und für die Archivierung der Bearbeitungsdaten im gesicherten PC abgelegt. Damit kommt sofort die richtige Palette mit der dazugehörigen Vorrichtung vom schienengeführten Palettenfahrzeug an den jeweiligen Rüstplatz. Der NC-gesteuerte Rüstplatz nimmt automatisch die ergonomisch optimale Beladeposition ein, um ein rasches Aufspannen zu ermöglichen. Nach dem Rüsten wird einem Handscanner der Motorblock und die Vorrichtung nochmals gescannt, um die Kompatibilität von Vorrichtung zu Motorblock zu prüfen. Nun braucht der Bediener nur noch die Priorität dieses Auftrages festzulegen und die Freigabe per Knopfdruck zu erteilen. Die Palette mit dem Motorblock wird automatisch in die Abgabeposition hochgeschwenkt, vom Palettenfahrzeug übernommen und im Verkettungssystem für die Einschleusung auf eines der vier Großbearbeitungszentren bereitgestellt. Die Anlagensteuerung übernimmt nebenbei die Katalogisierung der eingesetzten Bearbeitungsmittel wie Vorrichtung, Werkzeuge und NC-Programmen über mehrere Jahre.Die gleitgeführten Bearbeitungszentren mit einer Spindelleistung von 60 kW und 3500 Nm Drehmoment (bei 100% ED) wurden mit extra großen Werkzeugmagazinen ausgerüstet, um das ganze Teilespektrum mit an den Maschinen mit online bevorrateten Werkzeugen abdecken zu können. Spezialwerkzeuge für die Zylinderbohrungen mit bis zu 65 kg Einzelgewicht und Bohrstangen bis zu 1000 mm Länge werden automatisch aus dem Magazin in die Hauptspindel eingewechselt. Die Reihenbohrstangen für die Kurbelwellenbearbeitung werden ebenfalls automatisch in die Motorblöcke eingeschoben und anschließend durch die Spindel gekoppelt.Winkel und Höhe des Rüstplatzes sind verstellbarEinschließlich der Paletten und Vorrichtungen werden in dem System mit insgesamt 21 Ablagestationen und drei NC-gesteuerte Rüstplätze mit einem Gewicht bis zu 9 t mit Geschwindigkeiten bis zu 90 m/min verfahren. Jede Winkelstellung und maximal 700 mm Höhenunterschied lassen sich bei einem der drei Rüstplätze programmgesteuert für leichteres Be-und Entladen voreinstellen. Das Palettenfahrzeug kann ebenfalls über eine kräftig dimensionierte, NC-gesteuerte Höhenverstellung die Paletten bis zu 200 mm in der Höhe auf verschiedene Positionen schieben. Die Einbindung unterschiedlicher Bearbeitungsstationen wie Waschmaschine und Entgratroboter ist damit in Zukunft bei ebenerdiger Aufstellung jederzeit ohne Zusatzkosten möglich.Die Gesamtbauzeit des flexiblen Fertigungssystems bis zur Spanaufnahme im Kundenwerk betrug elf Monate, einschließlich des gleichzeitigen Baus der sehr anspruchsvollen hydraulischen Vorrichtungen. Die zur Bauzeit simultane Entwicklung der erforderlichen NC-Programme sowie eine achtwöchige Produktionsbegleitung stellten einen raschen und annährend reibungslosen Produktionsanlauf sicher. Die Fertigungszeit eines einzelnen Motorenblocks hat sich auf etwa 30% des ursprünglichen Wertes reduziert. Maßgebend dafür ist die hohe Leistungsdichte der Großbearbeitungszentren MCR120, die die Nutzung hocheffizienter Werkzeuge ermöglichen und die Hauptzeiten damit dramatisch nach unten geschraubt haben. Die Nebenzeiten der Bearbeitungszentren sind bei einer Zykluszeit von 1,5 bis zu 6 Stunden untergeordnet. Zudem erfolgt die Bereitstellung der erforderlichen Werkzeuge immer auftragsbezogen aus den sehr großen Magazinen mit 460 Werkzeugen. Die zugeordnete Vorrichtung wird im System vorgehalten und kann innerhalb von 1 min an jedem der drei Rüstplätze bereitgestellt werden.Weil der Leitrechner die Auftragsplanung und Steuerung übernimmt, wird der optimale Arbeitsablauf bei vorauseilender Überprüfung der Werkzeugverfügbarkeit mit Reststandzeiten für jeden einzelnen Motorblock ermittelt. Die Überwachung der Gesamtverfügbarkeit, mit Aufschlüsselung nach Stillstandkodes durch den Leitrechner, erlaubt es dem Anlagenführer die Gesamtausbringung stetig zu verbessern.

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