Inline-Messen im Produktionstakt
- Messmaschinen

Eine Kombination aus Drehmaschine und Messautomat sorgt für höchste Produktivität

Egal auf welchen Industriezweig man blickt, die Anforderungen an Qualität und Produktivität steigen stetig. Um national konkurrenzfähig fertigen zu können und dabei den Qualitätsansprüchen gerecht zu werden, bedarf es einem Höchstmaß an Know-how. Intelligente Lösungen, die einen sicheren Prozess garantieren sind gefragt. Blum-Novotest bietet mit seinem Geschäftsbereich Mess- und Prüftechnik in Zusammenarbeit mit dem jungen Drehmaschinenhersteller Inventhor individuelle Fertigungs- und Mess-Lösungen für seine Kunden an.

Inventhor ist Hersteller von 4-Achs-Vertikaldrehmaschinen mit sehr kurzen Nebenzeiten und tritt als Systemlieferant für das Seriendrehen bei mittleren und großen Losen auf. Ralf Prahler, Inhaber der WZT Wendland-Zerspanungs-Technik GmbH, hatte für die eigene Fertigung von Seriendrehteilen mangels verfügbarer Alternativen eine spezielle Drehmaschine entwickelt und gebaut. Die „IRIDIUM“ genannte Maschine gefiel einem Seriendrehteilkunden so gut, dass er ebenfalls eine solche Drehmaschine für seine Produktion bestellte. Worauf der gelernte Dreher und Maschinenbaumeister Ralf Prahler 2004 die Inventhor GmbH gründete und begann Drehmaschinen zu produzieren.

Heute bestehen im nahe Hamburg gelegenen Hitzacker die WZT und Inventhor, in denen rund 100 Mitarbeiter und Auszubildende beschäftigt sind. Mit 74 Drehmaschinen am Markt, zumeist in der Automobilindustrie, ist der niedersächsische Drehmaschinenhersteller in der Serienfertigung viel mehr als nur eine Option für die Unternehmen. Die auf die tägliche Fertigungspraxis ausgerichteten Maschinen verbinden Design und bewährte Technik intelligent miteinander. Aus Verkürzung der Bearbeitungszeit, Erhöhung des Hauptzeit-Anteils und Minderung der Nebenzeit resultiert eine deutliche Steigerung der Ausbringung.

Das Mess- und Automatisierungskonzept BMK 5 der Blum-Novotest GmbH besteht aus einer variablen, modular erweiterbaren Messzelle mit integriertem Werkstückhandling. Im Gegensatz zu den bekannten und bewährten Lösungen zur In-Prozess Messung des Geschäftsbereichs Messkomponenten wird mit einem BMK 5 Messautomat nach der Bearbeitung taktzeitneutral außerhalb der Bearbeitungsmaschine geprüft. Die Einsatzgebiete des BMK 5 decken ein breites Spektrum ab: Beispielsweise als anpassungsfähige Stand-Alone-Mess- und Prüfzelle, oder als Inline-System für eine voll integrierte, hochproduktive Serienfertigung. Unmittelbar nach der Bearbeitungsmaschine, als Post-Prozess Messautomat eingesetzt, kommen die Vorteile des geschlossenen Regelkreises inklusive Korrekturschnittstelle zur Bearbeitungsmaschine voll zum Tragen. Die Handhabung der Werkstücke, aber auch die automatische Kalibrierung des Mess-Systems erfolgt mit einem in den BMK 5 integrierten 6-Achs-Roboter. Bei Integration entsprechender Module, kann der Messautomat BMK 5 zusätzlich zur Werkstückprüfung noch Aufgaben wie die Sortierung, Kennzeichnung oder die Übergabe der Bauteile in eine Verpackung übernehmen.

Holger Schöller, Vertriebsingenieur im Geschäftsbereichs Mess- und Prüftechnik bei Blum-Novotest erklärt: „In diesem Anwendungsfall wurde der Messautomat BMK 5 speziell auf die Vorgaben des Endkunden ausgerichtet und optimiert. Die Werkstücke sind sicherheitsrelevante Bauteile für PKW, bei welchen eine 100%-Prüfung und Dokumentation der Ergebnisse zwingend notwendig ist.“

Messvorrichtung des Mess- und Automatisierungskonzepts BMK 5
Messvorrichtung des Mess- und Automatisierungskonzepts BMK 5 der Blum-Novotest GmbH

Das Zusammenspiel zwischen Drehmaschine und Messautomat läuft im Beispiel wie folgt ab: Die Rohlinge laufen in das Verteilsystem der Drehmaschine, wo von jeder der beiden Spindeln ein Werkstück komplett bearbeitet wird. „Während ein Werkstück in Bearbeitung ist, wird das nächste bereits der anderen Spindel zugeführt.“ so Ralf Prahler. „Das Schiebeschlittenkonzept minimiert Verfahrwege und Nebenzeiten wodurch im Endeffekt mehr Teile in der Zeit gefertigt werden und zur Prüfstation gehen.“ Im BMK 5 übernimmt der Knickarmroboter die nach Spindeln getrennten Werkstücke und bringt sie einzeln in die Messvorrichtung. Der Einsatz von Mehrstellenmesstechnik ermöglicht am Werkstück die zeitgleiche Messung und Erfassung von Merkmalen wie Durchmesser, Rundheit und Länge bzw. Abstand. Herr Schöller fügt an: „Die Herausforderung war neben der konsequent spindelseparaten Handhabung, die niedrige Taktzeitvorgabe für die 100%-Prüfung. Weiterhin musste die Prüftechnik so ausgelegt sein, dass auch Werkstück-Varianten bereits existierender Anlagen sowie zukünftige Abarten innerhalb weniger Minuten eingerüstet werden können.“ Der Toleranzbereich IT6 und eine unterbrochene Bauteilkontur sind die prägenden Herausforderungen in der Aufgabenstellung.

Nach der Messung werden die bewerteten Werkstücke abgelegt.  „Die Drehmaschine und der Messautomat kommunizieren über eine integrierte Datenschnittstelle durchgängig. Großer Vorteil der Spindelzuordnung ist, dass auf Basis der gemessenen Werkstücke nur die Spindel korrigiert wird, bei der eine Abweichung auftritt. So wird ein sinnvoller Regelkreis aufgebaut.“ ergänzt Schöller. Durch die Dreh-Mess-Kombination gehört das manuelle Eingeben von Korrekturwerten  oder der zeitraubende Weg in den Messraum der Vergangenheit an. „Die hohe Arbeitsbelastung der Mitarbeiter wird durch das vollautomatisierte System gedämmt und abgesichert.“ freut sich Herr Prahler.

Um konkurrenzfähig fertigen zu können, werden stabile und sichere Prozesse sowie eine hohe Ausbringung benötigt. Zudem spielt die Wertschöpfung pro Quadratmeter eine große Rolle: Hallenfläche steht nur begrenzt zur Verfügung, Wege müssen kurz sein. Die von Inventhor und Blum-Novotest kreierte hochproduktive Dreh-Mess-Kombination erfüllt die Vorgaben bei sehr geringem Platzbedarf. „Die Taktzeit beim Kunden wurde im Vergleich zur früher eingesetzten Fertigungs- und Mess-Lösung reduziert.“ so Herr Prahler. „Der Messautomat erfüllt bei kleinster Grundfläche die Erfordernisse an Qualitätssicherungssysteme in der Automobilindustrie. Die geforderte Messgenauigkeit wird direkt in der Fertigungsumgebung erreicht.“

Inventhor Geschäftsführer Ralf Prahler (links) und Blum-Novotest Vertriebsingenieur Holger Schöller im Gespräch
Inventhor Geschäftsführer Ralf Prahler (links) und Blum-Novotest Vertriebsingenieur Holger Schöller im Gespräch

Gute Zusammenarbeit ist wichtig, vor allem wenn man zwei völlig unterschiedliche Systeme miteinander koppelt. Prahler erinnert sich: „Der bisherige Verlauf war immer sehr konstruktiv, vernünftig und zielorientiert. Der Anlagenverbund läuft sehr zuverlässig, trotz der harten Produktionsbedingungen und einer enormen Ausbringungsmenge. Der Kunde ist immer höchst zufrieden und hatte bis heute keinerlei Probleme.“  Ergebnis der Zusammenarbeit ist eine Reduktion der Taktzeit und eine daraus resultierende Erhöhung der Ausbringung um 20 %.

Das hier vorgestellte Projekt ist nicht das Erste, welches der Messtechnik-Spezialist und der Drehmaschinenhersteller gemeinsam realisierten. Seit 2011 kooperieren die beiden Unternehmen. „Die Zusammenarbeit unserer Unternehmen erfolgte auf Kundenwunsch, da Blum-Novotest schon zuvor Messmaschinen an den gemeinsamen Endkunden lieferte und dieser natürlich gerne auf Etabliertes und Bewährtes zurückgreifen wollte. Das System von Blum-Novotest ist sehr ausgereift“, erklärt Prahler. Die in hoher Qualität und Flexibilität ausgeführte Mess- und Automatisierungszelle ist mit den integrierten Messroutinen in der Lage, nahezu jede Aufgabe zu lösen. Der Roboter gewährleistet die schonende Handhabung der sensiblen Werkstücke. Die Entscheidung, Inventhor und Blum-Novotest zu kombinieren, stellt trotz der getrennten Beauftragung beider Unternehmen eine gelungene Symbiose zum Nutzen des Kunden dar. Der gemeinsame Endkunde dieses Beispiels hat bis zum Herbst 2015 bereits vier Dreh-Mess-Kombinationen in Europa installieren lassen. Eine nächste Auslieferung folgt noch im letzten Quartal des Jahres. 

„Mit unserem gemeinsamen Know-how ist es unseren Endkunden möglich in Deutschland absolut konkurrenzfähig zu produzieren“, schließt Ralf Prahler. „Wenn man alle anfallenden Kosten auf ein Werkstück umrechnet, liegt diese Dreh-Mess-Kombination in den meisten Fällen unter dem angebotenen Stückpreis von Lohnfertigungen der östlichen Länder. Die Anfangsinvestition amortisiert sich schnell und zahlt sich letztendlich aus. Für die Zukunft wünsche ich mir zahlreiche weitere gemeinsame Aufträge. Gerne mit einem Blum BMK 5 an jeder unserer Drehmaschinen.“ 

www.inventhor.de