Produktivitätssteigerung Durch Messen in Der Maschine

Cubings und Nullserienmotoren für den Automobilbau, zertifizierte Luftfahrtteile und maßstabs- gerechte Windkanalmodelle müssen aufs μ stimmen. Mit 3D Form Inspect von m&h überwacht Deharde in Varel die Genauigkeit, auch an Freiformflächen, schon in der Maschine.

“Wir streben eine signifikante Steigerung unserer Spindelarbeitszeiten an”, postuliert Holger Hoffmann, Managing Partner bei Deharde in Varel das Oberziel der internen Neuorientierung des Unternehmens. Gleichzeitig geht es natürlich auch darum, Kosten zu sparen und die Fertigungsdurchlaufzeiten zu verkürzen.

Anforderungen, die Produktionsleiter Markus Stocker, der seit knapp 1 Jahr die Verantwortung für die Produktion bei Deharde übernommen hat, veranlasst haben, alle internen Abläufe auf den Prüfstand zu stellen. 5-Achs-Maschinen ermöglichen die Komplettbearbeitung in maximal zwei Aufspannungen. Werkzeuge werden auftragsbezogen an den Maschinen bereitgestellt, um Rüstzeiten zu verkürzen und die Produktivität zu steigern.

Allen Anstrengungen gemein ist das Streben nach noch mehr Genauigkeit. Schließlich fordern auch die Kunden immer engere Toleranzen. Die Zertifizierungen nach ISO 9001 und EN 9100 sind die Basis für das Geschäft in den Branchen in denen Deharde sich bewegt. Eine Spezialität von Deharde sind bis ins Detail maßstabsgetreue Windkanalmodelle aus verschiedenen Metallwerkstoffen. Bestätigt wurde die gute Arbeit von Deharde mit der Auszeichnung als “Supplier of the Year 2009” seitens Boeing. Aber über die Luftfahrtindustrie hinaus, liefert Deharde in viele andere Branchen, wo hohe Genauigkeiten und die Bearbeitung exotischer Werkstoffe gefordert werden.

Nicht zuletzt dank der Aktivitäten des neuen Produktionsleiters Markus Stocker, hat sich das Spektrum der Aufträge schon deutlich erweitert. Auch die Automobilindustrie hat nun nennenswerten Anteil an den Aufträgen im Hause Deharde. Cubings mit sehr engen Toleranzen und Nullserien neuer Motorenteile bringen Auslastung. Auch der Modellbau mit all seinen unterschiedlichen Werkstoffen ist Stammkunde bei Deharde. Die Fertigung in Temperatur-stabilisierten Hallen ist eine der Voraussetzungen, solche Teile in geforderter Genauigkeit zu produzieren.

Damit einher geht die Notwendigkeit des Prüfens der Werkstücke während der Bearbeitung, um etwaige Abweichungen frühzeitig zu erkennen und entsprechend gegensteuern zu können, bevor teurer Ausschuss entsteht. Diese Kontrollen bedeuteten immer wieder Maschinenstillstand und wiederholte Aufspannungen, weil in der Zeit des Prüfens auf den Messmaschinen und während des werksinternen Transports kein anderes Werkstück bearbeitet werden kann. Zudem war manuelles Messen in der Maschine eine latente Fehlerquelle.

“So paradox es klingt, macht das oft als unproduktiv angesehene Messen per Messtaster auf der Maschine eben diese Maschinen wesentlich produktiver”, schildert Markus Stocker seine Erkenntnisse. “Weniger Werkstransporte, keine Engpässe an den Messmaschinen und erheblich weniger Rüstzeiten sorgen für eine spürbar gestiegene Ausbringung.” “Hinzu kommt, dass die Bediener jederzeit zwischen den Bearbeitungsschritten ihr Werkstück kurz prüfen können. Wir können wesentlich früher reagieren und vermeiden teuren Ausschuss. Insgesamt sind wir spürbar genauer geworden.”
Das ist wirklich eine verhältnismäßig kleine Investition mit großem Effekt Geleistet wird

Dies mit Messtastern von m&h und deren Software 3D Form Inspect mit Best Fit Modul. Diese Software ermöglicht den Vergleich der tatsächlichen Dimensionen des Werkstückes mit den Sollwerten der CAD-Zeichnung, noch während das Werkstück aufgespannt in der Maschine ist. Mit wenigen Mausklicks werden zu messende Geometrien bestimmt und Messfunktionen zugewiesen. Jeder zu messenden Geometrie können auch allgemeine oder individuelle Toleranzen zugewiesen werden, was einen automatischen Toleranzabgleich ermöglicht. Die Programmierung der notwendigen Verfahrwege des Messtasters erfolgt durch die Software 3D Form Inspect ebenso automatisch, wie eine Kollisionskontrolle. Die Messergebnisse werden am Bildschirm des Computers in der Werkstatt angezeigt, können als Protokoll dokumentiert und als Datensatz weitergegeben werden. Dies erleichtert den Bedienern die tägliche Arbeit, entlastet sie bei der Programmierung und gibt Sicherheit. Zudem ermöglicht die einfache und schnelle Bedienung, vom Rechner in der Werkstatt aus, eine frühzeitige Reaktion noch in der Aufspannung in der Maschine.

Wenn Werkstücke nach dem Härten oder ähnlichen Prozessschritten dann doch noch einmal aufgespannt werden müssen, verhilft das m&h-Softwaremodul Best Fit zu schnellem und sicherem Rüsten. Anhand vorher bestimmter 3D-Geometrien ermittelt dieses Modul durch Antasten die tatsächliche Lage des Werkstückes in der Maschine und ermöglicht das optimierte Anpassen von Nullpunkt und Bearbeitungs- programm in der Steuerung. Dazu muss das Werkstück lediglich ungefähr in die vorgesehene Position gespannt werden, damit der Messtaster die Kontur findet und untersuchen kann. Die ermittelten Werte werden dann in der Steuerung zur Verschiebung und Verdrehung des Bearbeitungsprogramms verwendet, wodurch jedes Teil lageoptimal bearbeitet wird. Möglich wird dies durch ein, für m&h patentgeschütztes, Kalibrieren unmittelbar vor dem Messen.

Damit wird der aktuelle thermische Zustand der Maschine erfasst und kompensiert. An den fünfachsigen Maschinen werden die Schwenkfehler der 4. und 5. Achse beim Messen automatisch kompensiert. Nur so ergeben sich verlässliche und jederzeit wiederholbare Messergebnisse, die denen auf den Messmaschinen vergleichbar sind. Eingesetzt wird dieses Verfahren mit Messtastern und Software von m&h bei Deharde auf fünfachsigen Maschinen von DMG und Hermle. “Durch das Messen auf der Maschine haben wir nun die Sicherheit, dass die Teile in Ordnung sind, wenn sie von der Maschine kommen”, freut sich Markus Stocker. “Was früher Ausschuss war, können wir heute meist retten. Das vermeidet teuren Ausschuss, denn wir haben oft sehr teure Teile aus besonderen Materialien, die auch nicht so schnell wieder zu beschaffen sind!” Bei den meisten Werkstücken wird mit einem Aufmaß von etwa 2 – 3 Zehnteln vorgeschlichtet. Dann wird mit 3D Form Inspect gemessen und automatisch mit den Vorgaben der Zeichnung verglichen. Die tatsächlich gemessenen Werte bestimmen dann den Schlichtspan und die Werkstücke können zuverlässig auf Nullmaß gefräst werden.

“Das ist wirklich eine verhältnismäßig kleine Investition mit großem Effekt”, bestätigt Markus Stocker. “Sie bedeutet eine echte Risikominimierung, weil wir mit dem Messen immer auf der sicheren Seite sind. Diese Sache spart uns wirklich Kosten und macht uns letztlich viel schneller.” Dem ist nichts hinzuzufügen.