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Fertigung Wettbewerbsfähig bleiben – dank Made in Germany

| Autor / Redakteur: Jürgen Sielaff* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Eine hochspezialisierte Produktion mit bester Qualitätssicherung – das ist immer noch ein Alleinstellungsmerkmal der deutschen Industrie. Dass die Fertigung von Komponenten auf hohem Niveau auch im Zeitalter der Globalisierung im internationalen Wettbewerb bestehen kann, zeigt das neue Metallbearbeitungszentrum für Steckverbinder der Stuttgarter Lapp Gruppe.

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Im modernen Metallbearbeitungszentrum der Lapp Gruppe werden rund 580 Varianten der Epic Rechteck- und Rundsteckverbinder gefertigt.
Im modernen Metallbearbeitungszentrum der Lapp Gruppe werden rund 580 Varianten der Epic Rechteck- und Rundsteckverbinder gefertigt.
(Bild: U.I. Lapp)

Vollautomatisch, prozesssicher und „Made in Germany“. Seit Mitte 2013 verfügt die Stuttgarter Lapp Gruppe mit ihrem neuen Metallbearbeitungszentrum über eine der modernsten Anlagen Europas zur mechanischen Bearbeitung von Rechteck-Industriesteckverbindern. Vier Handlings-Roboter, zwei autarke Metallbearbeitungszentren, eine Waschstraße sowie eine vollautomatische Nietstation mit Lade- und Entladestation sind rund um die Uhr im Einsatz, um aus 54 Rohgehäusen rund 580 Industrievarianten der Epic Rechteck- und Rundsteckverbinder zu fertigen. Die neue Produktionsanlage erreicht nicht nur höhere Stückzahlen, sie ist auch in der Lage, sämtliche Varianten der Produktpalette flexibel und mit kurzen Vorlaufzeiten herzustellen. Lieferant und Hersteller dieser hochmodernen Anlage ist die Firma Chiron Werke aus Tuttlingen.

Die Kontakteinsätze der Rechteck-Steckverbinder werden seit einiger Zeit ebenfalls in Deutschland hergestellt. Dieser Bearbeitungsprozess wurde ehemals in Tschechien in manueller Form durchgeführt. Um die Lieferzeiten zum Markt zu verkürzen, wurde dieser Prozess automatisiert und ebenfalls in die deutsche Fertigung integriert - mit einem sehr hohen und gleichmäßigen Qualitätsniveau. Die Prozessdaten werden laufend digital überwacht – ganz ohne Mehrkosten. Ziel der Prozessintegration war es unter anderem auch, neue Produktvarianten flexibel in die Prozesse einfließen zu lassen und das Produktprogramm laufend den neuen Anforderungen anzupassen.

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Höchste Wiederholgenauigkeit der Produktion

Während die Qualitätskontrolle der Epic-Steckverbinder bislang manuell ausgeführt wurde, wird dieser gesamte Prozess nun vollautomatisch abgewickelt. Mit Hilfe eines Messtasters vermessen die Roboter jedes einzelne Teil und berechnen eventuelle Abweichung und Toleranz. Sofort gleichen sie die Abweichung aus, suchen den neuen Nullpunkt für die Bohrung oder sondern Teile aus, bei denen die Toleranzabweichung zu hoch sind. So erreicht die Produktionsanlage eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit.

Weiter geht es zur Nietstation – auch hier läuft alles automatisch ab. Der Bolzen wird individuell nach Art und Lage zur Nieteinheit geführt, positioniert und vernietet. Wenn nötig, wird der Nietpunkt automatisch korrigiert. Überwacht wird auch der Nietdruck, die Werte werden dokumentiert und gespeichert. So hat man stets die Sicherheit, dass jedes Teil vernietet worden ist. Bei der manuellen Fertigung hingegen merken die Werker dies erst, wenn die Produktion aus der Maschine kommt. Die Vorteile liegen auf der Hand: Kein fehlerhaft verarbeitetes Teil verlässt die Anlage und die Rückverfolgbarkeit ist jederzeit gewährleistet.

Gewinde: fräsen statt schneiden

Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal des Lapp-Metallbearbeitungszentrums ist die Gewindeherstellung mit Hilfe von Bohrgewindefräsen – ein System, dass im Haus entwickelt wurden. Da für die Epic-Gehäuse spezielle, besonders harte Aluminiumlegierungen verwendet werden, um sie fit für unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen zu machen, reduzieren sie die Standzeiten herkömmlicher Bohr- und Gewindewerkzeuge um das Fünf- bis Zehnfache. Bei Bohrgewindefräsen entsteht hingegen kaum messbarer Verschleiß, und darüber hinaus bieten sie zahlreiche weitere Vorteile.

So werden mit dem Bohrgewindefräsen Spindeldrehzahlen von bis zu 20.000 Umdrehungen pro Minute erreicht. Das Gewinde ist dadurch nach der Bearbeitung wie poliert, ein Reinigungsvorgang ist nicht nötig. Die Maßhaltigkeit auf den Chiron Präzisions-Bearbeitungszentren liegt im -Bereich. Zudem lassen sich mit nur einem Werkzeug verschiedene Kernloch-und Gewindedurchmesser mit gleicher Steigung herstellen. Ein weiterer Vorteil beim Einsatz von PKD-Schneiden, welche polykristallinen Diamant als Schneidstoff verwenden, besteht in der geringeren Bauteilerwärmung. Aufgrund der schnelleren Bearbeitung wird die Temperatur des Werkstücks weniger erhöht, was gerade bei der Bearbeitung mit Minimalmengen-Kühlschmierung günstiger ist. Im vorliegenden Fall jedoch kommen die Bauteile quasi handwarm aus der Vorrichtung.

Mit den zirkularen Bohrgewindefräsern und den damit erzeugbaren Freistichen nach dem Gewindeauslauf werden Gewindetiefen quasi wie Durchgangsgewinde erreicht, durch die die Rechteck-Steckverbinder kompatibel zu gängigen Verschraubungen sind. Außerdem entsteht im Gewindeaustritt kein Grat mehr, was den Prozessschritt der Entgratung einspart. Die Standzeit des Gewindefräsers konnte im Zuge der Implementierung im neuen Metallbearbeitungszentrum erneut erhöht werden.

Neues Maschinenkonzept führt zu flexibler Produktion

Ziel des neuen Maschinenkonzepts war es, nichts dem Zufall zu überlassen und aus Schwachpunkten Stärken zu machen. „Durch die Kombination aus Vollautomatisierung und digitalisierter Qualitätskontrolle erreicht die Maschine ein sehr hohes Maß an Wiederholgenauigkeit und Qualität‟, freut sich Jürgen Sielaff, Fertigungsleiter für die mechanische Bearbeitung bei Lapp.

Die größte Herausforderung bestand darin, die gesamte Variantenvielfalt der Epic Rechteck- und Rundsteckverbinder mit einer Maschineneinheit produzieren zu können. Die Justierung der unterschiedlichen Produktvarianten über den Nullpunktrechner war sehr komplex, doch schließlich gelang es Chiron eine Grundvorrichtung zu schaffen, die alle 54 Varianten des Steckverbinders aufnehmen kann. „Indem es uns gelang, Dutzende Produktvarianten mit einer sehr großen Bandbreite auf einer Hauptspannung aufzunehmen, haben wir eine unglaublich flexible Produktionsanlage geschaffen‟, erklärt Kristoffer Siegmann der Projektleiter bei Chiron.

Dabei ist die Chiron-Produktionsanlage auch bereits für zukünftige Anforderungen gerüstet, etwa durch die eingebaute Reinigungsvorrichtung, die über aktuelle Anforderungen hinausgeht.

Die Steuerung erfolgt nun über einen zentralen Rechner, der durch seine SAP-Verknüpfung jeden Kundenauftrag sogleich in einen Werksauftrag umwandelt. Kommt es zu einer Reklamation, hat jeder Mitarbeiter sofort alle Daten der Qualitätssicherung verfügbar.

Wettbewerbsfähig dank Innovation

Das beschriebene Beispiel zeigt eine hochmoderne Fertigungsanlage, die dank der Kombination zahlreicher Innovationen, eines ausgefeilten Maschinenkonzepts, vollautomatisierter Produktion und hochqualifiziertem und geschultem Personal höchste Qualität erreicht, ohne dabei höhere Kosten zu verursachen als die Produktion in Niedriglohnländern. So bleibt die Herstellung „Made in Germany‟ wettbewerbsfähig und garantiert höchste Qualität und Maßhaltigkeit.

* Jürgen Sielaff ist Fertigungsleiter bei der Contact GmbH, einem Unternehmen der Lapp Gruppe

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