Lohnfertigung Wie ein Mittelständler mit Automation seinen Umsatz verdoppelt

Redakteur: Mag. Victoria Sonnenberg

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Einer der drei Halter Universal Premium, der an ein CNC-Dreh-/Fräszentrum von Mazak gekoppelt ist.
Einer der drei Halter Universal Premium, der an ein CNC-Dreh-/Fräszentrum von Mazak gekoppelt ist.
(Bild: Richard Pergler)

Die Heinz Knöpfle GmbH in Schwabmünden hat allein in den letzten zwei Jahren in fünf Roboterzellen von Halter CNC Automation investiert. Als Lohnfertiger hat man sich auf das Drehen, Dreh-Fräsen und Fräsen spezialisiert. Der Betrieb fertigt unter anderem anspruchsvolle Dreh- und Frästeile vom Einzelteil, bis hin zu Klein- und Großserien für unterschiedlichste Branchen.

Vor rund 16 Jahren erwarb das Unternehmen die erste Maschine von Mazak, die ein Jahr darauf mit einem Stangenlader automatisiert wurde. Dem Maschinenhersteller ist man bis heute treu geblieben. Gemessen an der Anzahl der Beschäftigten, 5 Mitarbeiter, verfügt der Betrieb über einen beachtlichen Maschinenpark, denn auf einer Produktionsfläche von rund 1500 Quadratmetern befinden sich insgesamt 22 Anlagen von Mazak – alle automatisiert, zum Beispiel mit Paletten- und Shuttlesystemen oder Stangenladern.

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Der Einstieg speziell in die Roboter-gestützte Automatisierung begann 2018, als Christian Knöpfle über einen Salesmanager von Mazak auf Halter CNC Automation aufmerksam wurde. Wenig später wurde das erste Dreh-/Fräszentrum, eine Mazak Integrex i-200ST, mit einem Halter Universal Premium gekoppelt.

Rotationssymetrische Werkstücke automatisch be- und entladen

Die Lösungen von Halter CNC Automation sind kompakte Roboterzellen in verschiedensten Ausführungen für CNC-Drehmaschinen und CNC-Fräsmaschinen, die für das automatisierte Be- und Entladen von rotationssymetrischen und rechteckigen Werkstücken sowie auch langen Wellen entwickelt wurden. Hierzu stehen verschiedenste Werkstückaufnahmen, darunter beispielsweise beim Halter Universal Premium sogenannte Rasterplatten als Teilepuffer mit unterschiedlicher Kapazität zur Verfügung. Während der Roboter auf der Vorderseite ein CNC-Dreh-/Fräszentrum belädt oder Fertigteile entnimmt, kann ein Mitarbeiter auf der Rückseite das System mit neuen Rohteilen bestücken, ohne die laufende Produktion unterbrechen zu müssen. Die Roboterzelle ist schnell installiert und lässt sich als mobile Lösung bei Bedarf überdies von einer zu einer anderen Maschine um positionieren.

Vier neue Robotersysteme in kürzester Zeit

Allein in den letzten beiden Jahren hat das Unternehmen in vier weitere Automationslösungen von Halter CNC Automation investiert: zwei zusätzliche Halter Universal Premium für ein CNC-Dreh-Fräszentrum sowie ein 3-Achs-Bearbeitungszentrum, einen Halter Big für ein CNC-Dreh-/Fräszentrum vom Typ Mazak i-300 und einen Halter Turnstacker Compact 12 für eine Mazak Quickturn Nexus 250-II MSY.

Der Halter Big ist ein Beladesystem, das eigens für schwere Werkstücke und somit lange Wellen bis 800 Millimeter ausgelegt wurde. Die gleichsam kompakte und robuste Lösung integriert einen Roboter mit einer Tragfähigkeit von bis zu 70 kg. Der Halter Turnstacker Compact verfügt hingegen über insgesamt 12 Stapelstationen für einen hohen Werkstück- und Fertigteilepuffer mit einem maximalen Fassungsvermögen von bis zu 385 Teilen.

Nach Auffassung von Geschäftsführer Christian Knöpfle habe ihn die durchgängige Automatisierung dazu gezwungen, noch sorgfältiger über die damit zusammenhängenden Prozesse nachzudenken. So muss unter anderem auf die Temperaturen in der Maschine im Sinne einer konstant hohen Genauigkeit bei der Werkstückbearbeitung, den Werkzeugverschleiß und die Werkzeugverfügbarkeit, eine ausreichende Kühlmittelzufuhr und nicht zuletzt auf einen hocheffizienten Abtransport der Späne geachtet werden, um nur einige Faktoren für eine hohe Prozesssicherheit zu nennen.

Bekommt man solche und etliche weitere Anforderungen beziehungsweise Herausforderungen zuverlässig in den Griff, führt dies letztendlich zu einer gleichbleibend hohen und somit stabilen Fertigungsqualität mit spürbar steigender Produktivität, durch eine deutliche Zunahme an unbemannten Produktionszeiten, die wiederum Potenziale für neue Produktionskapazitäten schaffen.

Umsatz binnen zwei Jahren verdoppelt

Der Heinz Knöpfle GmbH ist dies augenscheinlich sehr gut gelungen, denn gefertigt wird rund um die Uhr im Drei-Schicht-Betrieb mit bemannter Tagschicht und unbemannten Spät- sowie Nachtschichten. Auch an den Wochenenden laufen die Maschinen, weitestgehend unbemannt - mit entsprechend beeindruckenden Ergebnissen.

So ließen sich die Spindelzeiten bei einigen mit Roboterzellen gekoppelten Maschinen um das Dreifache steigern. Und mit einer automatisierten Maschine werden gar bis zu 6000 Spindelstunden im Jahr erzielt. Analog hierzu hat sich innerhalb von nur zwei Jahren dank gleichsam konsequenter, wie weitsichtiger Automatisierung der Umsatz des Unternehmens verdoppelt.

Bei allem wirtschaftlichen Erfolg richtet Christian Knöpfle sein Augenmerk aber auch auf Nachhaltigkeit. Denn wer sich einmal eingehend mit den Prozessen in der Automatisierung und deren Peripherie beschäftigt, erkennt oftmals weitere Optimierungspotenziale. So wird beispielsweise die Wärme der Absauganlage zurückgewonnen, um die Produktionshallen in den kalten Monaten zu heizen. Eine getaktete Späneförderung ermöglicht es, die verbrauchten Kühlmittel aufzufangen, aufzubereiten und in die Produktionsprozesse zurückzuführen. Das spart wertvolle Ressourcen und natürlich Kosten.

Deutliches Auftragsplus auch durch Neukunden

Mit zielgerichteter Automatisierungsstrategie konnte sich die Heinz Knöpfle GmbH als Lohnfertiger neu positionieren und nicht zuletzt die Wettbewerbsfähigkeit steigern und festigen. Dank Automatisierung lässt sich die gesamte Fertigungsorganisation, allen voran die Produktion, besser planen, was sich in einer deutlich höheren Liefertreue und einer konstant hohen Fertigungsqualität mit attraktiven Preisen bemerkbar macht.

Durch den hohen Anteil an unbemannten Fertigungsstunden steigt die Produktivität und hierdurch letztendlich auch die Fertigungskapazitäten. Das Unternehmen konnte daher in den letzten Jahren nicht nur noch mehr Aufträge von Bestandskunden erfüllen, sondern zusätzlich eine Reihe an Neukunden gewinnen.

Wer Erfolg hat, kann in die Zukunft planen. Im Mai 2021 wurde eine weitere Mazak (HCN8800) installiert. Und auch diese Maschine ist natürlich an ein Palettensystem angebunden und somit automatisiert.