Anwenderbericht

Anwenderbericht
20 Grad Vorsprung
Großer Schwenkbereich bei horizontalem 5-Achs-BAZ schafft Produktivitätsvorteile
Für komplexe Bauteile, wie sie die Joh. Meier Werkzeugbau GmbH herstellt,
sind fünfachsige Bearbeitungszentren genau das Richtige – nur müssen sie
leistungsstark, präzise und zuverlässig sein. Ein großer Schwenkbereich von
-20 bis +110 Grad, wie ihn das horizontale Zentrum HM-X6000 von OKK bietet,
bringt weitere, entscheidende Vorteile hinsichtlich der Komplettbearbeitung.
Interview
von Wolfgang Klingauf
k+k PR GmbH
Spezialist für komplexe Bauteile
Die Joh. Meier Werkzeugbau GmbH
wurde 1984 von Namensgeber Johannes
Meier gegründet. Schwerpunkt des 84
Mitarbeiter starken Unternehmens ist
die Fertigung und Wartung von Prototypenwerkzeugen sowie von Werkzeugen
jeglicher Art für die Serienfertigung. Auch
für die Teileentwicklung bietet Meier
Das Produktspektrum der Joh. Meier Werkzeugbau GmbH besteht im Wesentlichen aus Stanz- und Umformwerkzeugen für die Automobilindustrie, mit
denen A- und B-Säulen, Verstärkungen für Säulen und Schweller sowie zahlreiche andere Blechkomponenten gefertigt werden. Das Unternehmen aus
Hövelhof – die Gemeinde liegt genau zwischen den Städten Paderborn, Bielefeld, Gütersloh und Detmold – zeichnet sich zudem dadurch aus, das es in der
Lage ist, kleine und mittlere Serien dieser Bauteile selbst zu produzieren.
Zur Philosophie des Gründers und Geschäftsführers Johannes Meier gehört es,
dass sein Unternehmen die komplette Prozesskette beherrscht. Er erklärt: „Zu
unserem Angebot gehört daher auch, dass wir Entwicklungsdienstleistungen
anbieten. Viele unserer Kunden wünschen zum Beispiel, dass wir nicht nur
Prototypen bauen, sondern zusätzlich über eine Simulation prüfen, ob der
Umformvorgang auch in der Serienproduktion prozesssicher funktioniert.“
Mit dem Kompetenzbereich von der Entwicklung bis zur Teilefertigung hat
Meier ein feines Gespür für die Marktanforderungen bewiesen. Daneben spielen weitere Faktoren eine große Rolle, wie der Firmenchef erklärt: „Flexibilität,
Zuverlässigkeit und ein über viele Jahre gewachsenes Know-how tragen dazu
bei, dass wir auch in Krisenzeiten erfolgreich waren. Selbstverständlich ist ein
ständig optimierter Maschinenpark ein weiterer wesentlicher Bestandteil unseres Erfolgs.“
Zuverlässigkeit und Präzision im Maschinenpark
Unterstützung an. So können mittels
Umformsimulation Machbarkeitsstudien
durchgeführt werden, aufgrund derer
sich Werkzeuge und Bauteile optimieren
lassen. Für den Herstellprozess der Werkzeuge stehen moderne CNC-gesteuerte
Bearbeitungszentren zur Verfügung mit
Spindeldrehzahlen bis zu 18.000 min-1
und Vorschüben bis zu 40 m/min, die sich
auch für die HSC-Bearbeitung eignen.
5-Achs-Bearbeitung ist bei Joh. Meier
Werkzeugbau mittlerweile bei Weich- und
Hartbearbeitung Standard.
Ein über Jahre hinweg
wichtiger Partner in der
Zerspanung ist der japanische Werkzeugmaschinenhersteller OKK.
Johannes Meier bestätigt: „Vor 15 Jahren
haben wir unsere erste
OKK-Maschine gekauft.
Dieses horizontale Bearbeitungszentrum arbeitet auch heute noch
sehr präzise. Es hat uns
vor allem durch seine
extrem hohe Verfügbarkeit überzeugt, denn in
all den Jahren gab es damit so gut wie keine Probleme.“
Durch die stetig wachsende Nachfrage standen immer
wieder Kapazitätserweiterungen an, auch im Bereich
der 5-Achs-Bearbeitung, die Meier bereits seit 1999
betreibt. Thiemo Meier, Sohn des Firmengründers und
ebenfalls Geschäftsführer, argumentiert: „Die positiven
Erfahrungen mit den OKK-Maschinen haben uns ganz
wesentlich dazu bewogen, schließlich auch im komplexen 5-Achs-Sektor auf diesen Anbieter zu setzen – obwohl die Anschaffungskosten nicht die günstigsten sind.
Aber wir sind uns sicher, dass die Maschinen über Jahre
hinweg zuverlässig unsere Erwartungen erfüllen.“
Das Werkzeugmagazin bietet
60 Plätze und ist erweiterbar.
Die Werkzeugwechselzeit
beträgt zwei Sekunden (Span
zu Span).
Die Wahl fiel auf das horizontale 5-Achs-Bearbeitungszentrum OKK HM-X6000. Neben dem Vertrauen in den
Hersteller war noch ein anderer Faktor von entscheiEine Anforderung an die Zerspanung, für die der große
Schwenkbereich der HM-X6000 ideal geeignet ist.
Neben der Flexibilität in den Achsbewegungen spielt
bei Joh. Meier Werkzeugbau auch die Präzisionsbearbeitung eine große Rolle. „Zwar interessiert die Kunden
letztendlich nur das fertige Bauteil“, erklärt Johannes
Meier, „aber wenn man vorher beim Werkzeug nicht
genügend präzise arbeitet, entspricht das daraus entstehende Pressteil nicht den Erwartungen. Wir müssen
daher Genauigkeiten im Bereich weniger Hundertstel
Millimeter erzeugen, vor allem beim Oberflächenbearbeiten der gehärteten Teile.“
Ideal für den Werkzeug-, und Formenbau: Die HM-X6000 von OKK mit
Ihren fünf simultan steurbaren dynamischen Achsen.
dender Bedeutung. Johannes Meier hebt den DrehSchwenktisch des Zentrums hervor: „Mit der 5-AchsBearbeitung verfolgen wir das Ziel, jedes Werkstück nur
einmal auf dem Tisch zu spannen. Während die Schwenkbewegung bei anderen Maschinen meist bei 91 Grad
zu Ende ist, können wir bei der HM-X6000 in der einen
Richtung um 110 Grad schwenken und in die Gegenrichtung noch um 20 Grad. Damit erreichen wir Positionen,
die selbst bei anderen 5-Achs-Maschinen eine weitere
Aufspannung erfordert hätten. Allein diese Eigenschaft
dürfte bei unserem Teilespektrum die Produktivität um
rund 10 Prozent steigern.“
Den Werkzeugbauspezialisten kommt diesbezüglich
der steife Aufbau der HM-X6000 entgegen, der die gesamte HM-Serie auszeichnet. Die OKK-Entwickler haben
bei dieser Maschine das horizontale Maschinenkonzept
mit dem 5-Achs-Prinzip kombiniert, wie es bei verschie-
Anforderungen wachsen mit der Komplexität der
Bauteile
Die Automobilteile werden immer komplexer und die
Blechwerkstoffe schwieriger umzuformen. Das wirkt
sich auf den Werkzeugbau und die von Meier zu zerspanenden Komponenten aus. Hartbearbeitung ist notwendig, um bei Umformwerkzeugen möglichst lange
Standzeiten zu erreichen. Auch die Geometrie der in
den Werkzeugen eingesetzten Backen nimmt an Komplexität zu. So durchziehen mittlerweile zahlreiche Bohrungen in verschiedensten Winkellagen diese Bauteile.
Die Fanuc CNC-Steuerung der Serie 310i-A5 ist einfach zu bedienen und
absolut zuverlässig.
denen vertikalen OKK-Maschinen eingesetzt wird. Das
heißt, das Maschinenbett aus Mehanitguss ist stark verrippt, und die Rollenlinearführungen sind groß dimensioniert und hochbelastbar. Für beste Oberflächengüten
bei der Schlichtbearbeitung sowie große Zerspanleistung bei der Schruppbearbeitung sorgt eine 30 kW-
Motorspindel, die Drehzahlen bis 12.000 min-1 und ein
Der Dreh-SchwenkTisch zur simultanen 5-AchsenBearbeitung: Sein
grpßer Schwenkbereich von -20
bis +110 Grad
bietet hinsichtlich
der Komplettbearbearbeitung
von komplexen
Werkzeugteilen
entscheidende
Vorteile.
Drehmoment von 420 Nm zur Verfügung stellt. Vorgespannte, beidseitig gelagerte Kugelrollspindeln mit
großem Durchmesser und überwachter Innenkühlung
garantieren hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeiten von +/- 0,0015 mm über den vollen Verfahrweg.
Eilgänge von 73 m/min und Achsbeschleunigungen von
0,8 G sorgen für kurze Nebenzeiten. Dazu trägt auch der
schnelle Werkzeugwechsel bei, der von Span zu Span
nur 4,2 Sekunden benötigt.
Fanuc-Steuerung – zuverlässig und schnell
Auch die bedienerfreundliche Fanuc CNC-Steuerung der
Serie 310i ist optimal auf die Präzisionsmechanik der Maschine abgestimmt. Schnelle Satzverarbeitung, Nanointerpolation und digitale Antriebsysteme ermöglichen
beste Oberflächengüte bei hohen Schnittgeschwindigkeiten. Für Johannes Meier passen OKK und Fanuc gut
zusammen, da er die Produkte beider Unternehmen als
absolut zuverlässig
Johannes Meier (links)
und sein Sohn Thiemo
sind sich sicher, dass
das horizontale OKK
5-Achsen Bearbeitungszentrum ideal für ihre
Anforderungen geeignet
ist.
kennengelernt hat. „Wir sind vor vielen Jahren mit Fanuc
in die CNC-Technik eingestiegen und haben heute verschiedenste Maschinen mit Fanuc-Steuerungen. Sie sind
nicht nur zuverlässig, sondern auch sehr schnell, was wir
beim Oberflächenfräsen brauchen.“
Zukunftorientiertes Denken und Handeln gehört zu den
wesentlichen Eigenschaften von Johannes Meier. Ein
Zeichen dafür ist der schon vor vielen Jahren vollzogene
Umstieg auf CNC-gesteuerte Maschinen, ein anderes ist
seine Überzeugung, dass man im Werkzeugbau so einiges automatisieren kann. „Anfang der 80er Jahre bin
ich für diese Meinung noch belächelt worden“, erinnert
sich Meier schmunzelnd. „Heute kann keiner mehr im
Werkzeugbau überleben, der nicht automatisiert hat.“
Die Automatisierung begann bei Joh. Meier Werkzeugbau mit einem Werkzeugwechsler an der Maschine, der
dem Bediener viel Zeit für andere Aufgaben verschaffte. Hauptzeitparalleles Rüsten der Maschinen – wie es
auch bei der HM-X6000 praktiziert wird – ist die logische
Fortsetzung des Automatisierungsgedankens. Auch
die durchgängige Ausstattung der relevanten Maschinen mit Nullpunktspannsystemen ist bereits vollzogen.
In Gedanken ist Johannes Meier bereits einen großen
Schritt weiter. Zurzeit wird geprüft, welche Vorteile ein
angeschlossenes Regalsystem bietet, das die Maschine
automatisch mit Werkstücken versorgen und die bearbeiteten Teile aufnehmen kann.
Qualität – gefertigt, gemessen und
dokumentiert
Über Qualität wird
heute nicht mehr
diskutiert, sie wird
vorausgesetzt – so
heißt es bei vielen
erfolgreichen Unternehmen. Das gilt
auch für Joh. Meier
Werkzeugbau. Das
heißt, die gefertigte Qualität der
Produkte wird zum
Teil gleich auf den
Maschinen gemessen, schließlich im
klimatisierten Mess- Ein Zweifach-Palettenwechsler ermögliraum geprüft und cht das hauptzeitparallele Beladen des
dokumentiert. Die Bearbeitungszentrums.
Protokolle
dienen
nicht nur als Nachweis gegenüber den
Kunden, sondern sind auch für Meier selbst bei Wiederholaufträgen von Nutzen. Thiemo Meier erklärt: „Die Aktivteile in den Werkzeugen – also die Backen etc. – sind
nach einer gewissen Produktionszeit verschlissen und
müssen ausgetauscht werden. Wir liefern dann in der
Regel komplette Backensätze als Ersatzteile. Sind von
den ursprünglichen Backen Messprotokolle vorhanden,
können wir den Ersatz so exakt fertigen, dass der Kunde
nach dem Austausch ohne Zeitverlust weiterproduzieren kann.“ Sollten keine Daten vorhanden sein, ist Joh.
Meier Werkzeugbau auch in der Lage, zu ersetzende
Teile einzuscannen und nach einer eine Flächenrückführung einen passenden Ersatz herzustellen.
Ohne vertikale Bearbeitungszentren geht es nicht
Während die OKK HM-X6000 vorwiegend die FinishBearbeitung der Bauteile übernimmt, vertraut Johannes
Meier die Schruppbearbeitung vieler Werkstücke einem
vertikalen Zentrum des gleichen Herstellers an, einer
OKK VM 7III. Er argumentiert: „Wir haben die erste Maschine dieses Typs seit knapp zwei Jahren im Einsatz und
beste Erfahrungen gemacht. Sie eignet sich nicht nur zur
Schwerzerspanung. Sie ist so präzise und schnell, dass
sie zur HSC-Bearbeitung eingesetzt wird.“
Den Grundstock für produktive Zerspanung legt OKK
bei der VM 7III mit kraftvollen Arbeitsspindeln, die – wie
die Kugelrollspindeln – temperaturüberwacht und flüssigkeitsgekühlt sind. Mehrere Sensoren an der Maschine
ermitteln die aktuelle Maschinentemperatur und vergleichen diese mit der Umgebungstemperatur. Das System steuert und regelt auf Basis dieser Informationen
die Temperatur auf +/- 2°C zur Umgebungstemperatur.
Die Arbeitsspindeln verfügen über ein zweistufiges Untersetzungsgetriebe, das Drehmomente bis zu 460 Nm
ermöglicht. Ein Vorteil, der sich besonders für Formenbauer bezahlt macht. Für Anwendungen im Hochgeschwindigkeitsbereich bietet OKK optional Motorspindeln mit Drehzahlen von 13.000 min-1 und 20.000 min-1
an.
Ein Partner, auf den man sich verlassen kann
Ob horizontale oder vertikale OKK-Maschinen, alle zeichnen sich durch höchste Maschinenverfügbarkeit verbun-
wir gerade bei der komplexen 5-Achs-Bearbeitung auch
hilfreiche Applikationsnterstützung bekommen haben.“
Rüdiger Blum: Geschäftsführer von teamtec.
Die Zufriedenheit und das Vertrauen in die Partner OKK
und teamtec drückt sich am besten darin aus, dass Joh.
Meier Werkzeugbau im letzten Jahr drei weitere OKKMaschinen gekauft hat, eine HM-X6000 und zwei VM7.
Das vertikale Bearbeitungszentrum OKK VM 7III ist für die HSC-Bearbeitung und die Schwerzerspanung ideal geeignet.
den mit absoluter Genauigkeit und Prozesssicherheit aus.
Damit dieser Zustand möglichst lange erhalten bleibt,
stellt teamtec – der exklusive OKK-Vertriebspartner für
das gesamte Bundesgebiet – eine Servicemannschaft,
die aus Spezialisten für Steuerungen, Antriebstechnik,
Elektrik und Mechanik besteht. Johannes Meier bestätigt: „Sollte es tatsächlich einmal zu Problemen mit den
Maschinen kommen, reagiert teamtec schnell und bietet
eine Ersatzteilversorgung in kürzester Zeit. Die Anwendungstechniker verstehen was vom Zerspanen, so dass
teamtec
CNC-Werkzeugmaschinen GmbH
Am Neuen Berg 1
63755 Alzenau
Telefon 06023.9482-0
Telefax 06023.9482-23
E-Mail: [email protected]
www.teamtec-gmbh.de