Direktantrieb statt Pneumatik

Fertigungsautomation

Rundschalttische - Automobilzulieferer fackeln nicht lange. Um die Taktzeiten eines Prüfstands mit einem pneumatischen Rundschalttisch zu verkürzen, setzt der Sondermaschinenbau von Gießler auf einen direkt angetriebenen Torque-Rundschalttisch – ohne den Zwischenschritt über eine elektromechanische Lösung. Dabei wird nicht nur wertvolle Taktzeit gewonnen.

11. November 2011

Es ist mal wieder Zeit für weniger Zeit. In der Werkstatt von Christian Nemeth, Leiter des Sondermaschinenbaus bei Gießler in Elzach, steht ein Prüfstand zur Endkontrolle von Präzisionsdrehteilen. Das Pflichtenheft für den Umbau ist kurz: Schneller! Nemeth nimmt es gelassen – er weiß, dass seine Maschinen niemals fertig sind. Der pneumatische Rundschalttisch, das Herz der Anlage, ist an seine Grenzen gestoßen, kürzere Taktzeiten sind damit nicht mehr möglich.

Auf der Werkbank steht ein direkt angetrie-bener, frei programmierbarer Torque-Rundschalttisch von Weiss. Der Sprung von Pneumatik auf Direktantrieb, ohne es vorher mit einem festgetakteten, elektromechanischen Rundschalttisch probiert zu haben, mag übertrieben scheinen. Doch Nemeth hat keine Zeit für Experimente. Eine Erfahrung, die auch Wolfgang Weis, Vertriebsingenieur bei Weiss, machen musste. Die beiden hatten sich erst vor wenigen Monaten kennengelernt.

Als klar wurde, dass der pneumatische Rundschalttisch durch eine elektrische Lösung ersetzt werden sollte, erkundigte sich Nemeth bei Lieferanten und Kunden nach einem geeigneten Anbieter. Der Name Weiss fiel dabei auffallend oft. Vertriebsingenieur Wolfgang Weis kam vorbei und machte sich ein Bild von der Situation: Bei Gießler produzieren 50 CNC-Drehautomaten rund um die Uhr Präzisionsdrehteile, die zum Großteil an die Automobilindustrie geliefert werden. Ein hartes Geschäft, in dem 100-prozentige Endkontrolle selbstverständlich ist. So auch bei den Spannschrauben für die Common-Rail-Einspritzssysteme eines einschlägigen Automobilzulieferers.

Die Produktion von 25 CNC-Drehautomaten läuft über einen einzigen Prüfstand. Dort führt ein Rundschalttisch die Bauteile den Prüfstationen zu, an denen Kameras, Laser und Spreizfinger die Abmessungen im 2,6-Sekunden-Takt überprüfen. Fällt die Maschine aus, muss zeit- und kostenaufwendig von Hand geprüft werden – was alle vier Wochen der Fall ist.

Mechanische Grenze erreicht

Dann nämlich steht ein Boxenstopp zur Wartung des pneumatischen Rundschalttischs an. »Die kurzen Taktzeiten bringen den Tisch an seine mechanischen Grenzen«, erklärt Christian Nemeth. »Nach einem Monat müssen die Stoßdämpfer und Teile der Mechanik ausgetauscht werden.« Er ist gut darauf vorbereitet. Nemeth hat in den letzten zehn Jahren einen hauseigenen Sondermaschinenbau aufgebaut, der auch den Prüfstand konstruiert und gebaut hat. Dabei hat das Team die häufige Wartung berücksichtigt und den Rundschalttisch frei zugänglich eingebaut, damit sich die Stoßdämpfereinheit leicht austauschen lässt.

Jetzt aber war der ganze Rundtisch dran. Die Luft war endgültig raus. Um die geforderten Taktzeiten zu erreichen, musste das Ganze richtig unter Strom gesetzt werden. So kam Weiss ins Spiel. Vertriebsingenieur Wolfgang Weis schlug zuerst einen festgetakteten, elektromechanischen Rundschalttisch aus der TC-Baureihe vor, der die bisherige Schaltzeit von einer Sekunde glatt halbiert hätte. Viel Zeit blieb Weis allerdings nicht, die weiteren Vorzüge seines Vorschlags zu erläutern.

Dass ihm eine elektrische Lösung die teure Druckluftaufbereitung sparen würde, leuchtete Nemeth ebenso schnell ein wie der geringe Verschleiß der Weiss-Rundschalttische, der sie nahezu wartungsfrei macht. Schneller, günstiger und keine Boxenstopps mehr... - klare Argumente für den TC. Doch Christian Nemeth hatte bereits den direkt angetriebenen, frei programmierbaren TO Torque-Rundschalttisch entdeckt – mit einer Schaltzeit von gerade mal 0,3 Sekunden unter den gegebenen Bedingungen. Damit ließe sich die Taktzeit seines Prüfstands von 2,6 auf 1,9 Sekunden senken – eine Zeit- und damit Kostenersparnis, mit der sich der etwas teurere direkt angetriebene Rundschalttisch nach gerade mal drei Monaten amortisieren würde. Damit war die Entscheidung gefallen: Der TO musste es sein.

Direkter Einbau beim Boxenstopp

Jetzt steht ein TO220C auf Christian Nemeths Werkbank. Wolfgang Weis ist dazu gekommen, um zu sehen, wie er mit dem Testgerät klar kommt. Gemeinsam mit Gießler war vereinbart, dass der Tisch erst einmal drei Monate ohne Abnahmeverpflichtung getestet werden kann. Doch als Wolfgang Weis die halb demontierte Prüfmaschine sieht, wird ihm klar, dass es sich hier nicht um einen Test handelt, sondern um einen von Nemeths berühmten Boxenstopps. Ohne Zeit für Versuche zu verschwenden, hat der Sondermaschinenbauer die Versprechungen von Wolfgang Weis – schnelle Schaltzeit, einfache Integration und leichte Programmierung – beim Wort genommen und den Austausch der Rundschalttische im Rahmen des regulären Service beschlossen.

Zum Glück ist der Rundschalttisch frei zugänglich und nicht wie oft üblich zentrales, tragendes Element der gesamten Konstruktion. Vier Stunden sollten für den Umbau reichen, doch wie so oft steckt der Teufel im Detail. So eliminieren die programmierbaren, sanften Anfahrrampen des TO zwar die harten Schläge der Pneumatik, stattdessen kommt es jetzt aber zu unangenehmen Pendelbewegungen. Die Ursache ist bald gefunden: Durch die externe Anordnung des Rundschalttischs wirkt der ganze Aufbau wie eine Torsionsfeder, was wegen der größeren Dynamik des Direkt-antriebs zu unangenehmen Schwankungen führt. Eine versteifte Unterkonstruktion löst das Problem.

Alle sind wegen des Zeitverlusts nervös, nur einer behält die Ruhe: Christian Nehmets Kollege und Mitentwickler des überarbeiteten Prüfstands Markus Bayer. Der Industriemeister für Elektrotechnik ist für die Programmierung der Sondermaschinen zuständig und hat die Weiss-Application-Software zu schätzen gelernt: »Die wichtigsten Parameter sind schnell eingegeben, das Programm ist übersichtlich und trotzdem sehr tief.« Bayer weiß, dass er dank der einfachen Benutzeroberfläche der WAS die Programmierung in gerade mal 15 Minuten abschließen und damit viel von der verlorenen Zeit wieder gutmachen kann. Auch die Anbindung des Frequenzumrichters an die Steuerung über den Profibus war nach wenigen Minuten erledigt. So kann die Prüfmaschine rechtzeitig aus dem Boxenstopp wieder ins Rennen um die Qualität geschickt werden.

Potenzial für die Zukunft

In den Prüfmaschinen sind die direkt angetriebenen Torque-Rundschalttische von Weiss pneumatischen Tischen in Sachen Schnelligkeit, Betriebskosten und Wartungsfreiheit deutlich überlegen. Die Umrüstung eines im Aufbau befindlichen Prüfstands auf einen direkt angetriebenen Rundschalttisch ist für Nemeth schon beschlossene Sache. Und den nächsten Prüfstand wird er gleich auf der Basis eines TO von Weiss konstruieren. Doch was, wenn mal wieder Zeit für weniger Zeit ist?

Markus Bayer lächelt: »Wir schätzen, dass wir dank der freien Programmierbarkeit durch die sorgfältige Optimierung der Anfahr- und Verzögerungsrampen auch in Zukunft noch einiges aus der Anlage rausholen können.«

Erschienen in Ausgabe: 06/2011