Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rüst- und Nebenzeiten minimieren beim Fertigen von kleinen Serien

21.09.2009
Die richtige Wahl der Werkstück-Spannmittel wirkt sich direkt auf die Fertigungskosten aus. Um möglichst viele unterschiedliche Spannsituationen sehr schnell zu realisieren, ist ein modular aufgebautes Mehrfach-Spannsystem mit verschiedenen Spannmodulen unumgänglich.

Was tun, wenn unproduktive Rüst- und Nebenzeiten die Produktionskosten immer schneller in die Höhe treiben und dadurch die Fertigung von Einzelteilen und Kleinserien zum unkalkulierbaren Luxus machen? Die Spezialisten von MAS werden nahezu täglich mit dieser Frage konfrontiert.

Rüstzeiten genau untersuchen

Um eine effiziente Lösung der Aufgabe, das Reduzieren von Rüst- und Nebenzeiten, die Bestandteil der Auftragszeit sind, zu erreichen, bedarf es einer strategischen Betrachtung der Ist-Situation und der Unterteilung des Prozesses in interne und externe Rüstzeit:

-Externe Rüstzeit umfasst das zeitparallele Rüsten bei laufender Maschine.

-Interne Rüstzeit ist das Rüsten bei stehender Maschine.

Weiter ist eine Analyse der Maschinenstillstandszeit zwischen der Fertigstellung des letzten Werkstücks, des aktuellen Auftrags und der Fertigstellung des ersten Gutteils des Folgeauftrags notwendig. Dabei zeigt sich, dass die Werkstückspanntechnik sowohl im internen als auch im externen Bereich unterschätzt wird.

Richtiges Spannmittel kann Rüstzeit deutlich senken

Doch gerade dort verbirgt sich ein enormes Potenzial an Rationalisierungsmöglichkeiten, die direkt an der Maschine umsetzbar und somit am effektivsten sind. Einige typische Ursachen für unproduktive Rüst- und Nebenzeiten sind:

-häufige Werkzeugwechsel, weil nur ein Teil gespannt ist, womit hohe Span-zu-Span-Zeiten durch geringe Spanndichte unvermeidbar sind,

-umständliches Handling von Spannsystemen,

-Zusatzarbeiten wie Prägen oder das Fräsen von Spannflächen,

-zeitaufwändiges Reinigen der Spannmittel,

-ständiges Umrüsten, zum Beispiel vom Schraubstock zum Handspannfutter, sowie geringe Flexibilität der eingesetzten Spannmittel.

Wahl der Spannmittelbeeinflusst Produktivität

Als grundlegender Ansatz für diese Betrachtungsweise gilt: Die richtige Wahl der Werkstückspannmittel wirkt sich direkt auf die effiziente und profitable Nutzung eines modernen, leistungsstarken und kostenintensiven Bearbeitungszentrums aus. Doch was ist das richtige Spannmittel?

Die Antwort auf diese Frage ergibt sich aus der Vielfalt der zu bearbeitenden Werkstücke. Denn um möglichst viele unterschiedliche Spannsituationen schnellstmöglich zu realisieren, ist es unumgänglich, auf ein modulares Mehrfachspannsystem zu setzen, das sich durch eine echte Schnellwechsel-Funktion auszeichnet. Nur dann können alle Vorteile dieser Systeme genutzt werden und unproduktive Rüstzeiten im Bereich der Werkstückspannung reduziert werden.

Diese Anforderungen erfüllen die modular aufgebauten Mehrfachspannsysteme des Schweizer Spannmittelspezialisten Triag. Das hochflexible Spannsystem Power Clamp ist durch den einzigartigen und patentierten Anschluss das am schnellsten verstellbare modulare Spannsystem am Markt. Es gilt deshalb nicht nur unter Anwendern als echter „Rüstzeitenkiller“. Warum das so ist, wird anhand einiger Beispiele dargestellt und begründet.

Spannsystem besteht aus Basisschiene und Spannmodul

Die Funktion des modular aufgebauten Spannsystems, bestehend aus Basisschiene und Spannmodul, ist einfach: Durch Öffnen einer Spindel kann das Modul einfach und schnell nach oben abgehoben werden. Ein Ausfahren der Einheit entfällt, da es bei diesem System keine T-Nuten gibt.

Diese einzigartige Lösung der Moduladaption ermöglicht die zur Rüstzeitenreduzierung notwendige Schnellwechselfunktion. Power Clamp erlaubt aufgrund seiner sehr hohen Spannkräfte eine Vielzahl von unterschiedlichen Spannsituationen auf drei- und fünfachsigen Vertikal- und Horizontal-Bearbeitungszentren. Dabei überzeugt das System durch sein einfaches Handling genauso wie durch die Geschwindigkeit beim Umbauen der Spannstelle, was direkt zu einer deutlichen Reduzierung der Rüstzeit führt.

Breites Angebot an Spannmodulen verringert Rüstzeit

Erreicht wird dies unter anderem durch ein sehr breites Programm an Spannmodulen. So gibt es beispielsweise passend für die in der Breite immer gleichen Basisschienen, auf die die Module aufgesetzt werden, Backenbreiten von 19 bis 125 mm als Standardausführung. Die Länge der Schienen variiert zwischen 90 und 800 mm. Auch Rundpaletten mit integriertem Handspannfutter, Module mit Spannzangenaufnahme W 20 und ER 32 oder mechanische Zentrierspanner sind direkt auf die Basisschiene aufsetzbar, womit die Schiene gleichzeitig als mechanisches Nullpunktspannsystem genutzt werden kann.

Ein sekundenschneller Modulwechsel und die gleichzeitige Verwendung der Basisschiene als Nullpunktspannsystem führen in der Praxis zu einer enormen Zeitersparnis. Diese Art der Nutzung gilt als Methode sowohl zur internen als auch zur externen Rüstzeitenminimierung. Weiter lässt sich dadurch, wenn nötig, ein laufender Auftrag sehr einfach unterbrechen und wieder reproduzieren.

An dieser Stelle wird auch deutlich, dass Spannsituationen zum Beispiel sehr einfach mit einem Digitalfoto dokumentiert werden können und bei Folgeaufträgen wiederholbar sind. Diese Wiederholbarkeit der Spannsituation reduziert dabei die Auftragszeit, indem das Umrüsten der Spannstelle einfach umsetzbar ist und eine direkte Rüstzeitenminimierung bedeutet.

Mehrfachspannsystem reduziert die Anzahl der Werkzeugwechsel

Weitere Vorteile von modularen Mehrfachspannsystemen in der Einzelteil- und Kleinserienfertigung sind die reduzierte Anzahl der Werkzeugwechsel und damit eine höhere Wirtschaftlichkeit sowie ein geringerer Verschleiß der Maschine aufgrund weniger Werkzeugwechsel. Bei der Bearbeitung auf einer Horizontalmaschine wird trotz kleiner Losgrößen oder Einzelfertigung eine hohe Spanndichte möglich und somit eine sehr kurze Span-zu-Span-Zeit realisiert.

Außerdem können bei dieser Fertigungsstrategie externe Rüstzeiten direkt an der Anlage minimiert werden, was zusätzliche Manpower für andere, zeitparallele Tätigkeiten freisetzt. Dies gilt auch für den Einsatz des Systems als Spannlösung für einen automatischen Werkstückwechsel. Auch dort können alle Vorteile der Flexibilität, bedingt durch das Backenprogramm mit Schnellwechsel-Funktion und die Modularität des Power-Clamp-Konzeptes, genutzt werden.

Modulares Spannsystem macht Anwender flexibel

Somit ist sichergestellt, dass es trotz einer Entscheidung für ein Spannsystem zu keiner Einschränkung der individuellen Möglichkeiten wie bei vielen anderen Systemen kommt. Die Feststellung dieser Tatsache ist der Garant dafür, dass der Anwender jederzeit mit Vorhandenem auf neue Spannsituationen reagieren kann.

Die Bestückung der Tischfläche eines Vertikal-Bearbeitungszentrums mit einem modularen Mehrfachspannsystem ermöglicht eine Spanndichte, die ähnlich wie bei Horizontalmaschinen ist. Dadurch reduziert sich die Span-zu-Span-Zeit deutlich. Außerdem werden die gesamten Verfahrwege genutzt, was ebenfalls der Maschine zugute kommt, weil nicht, wie bei einem klassischen Maschinenschraubstock, der sich meistens an derselben Stelle befindet, nur in diesem Bereich verfahren wird.

Spannstellen fixieren unterschiedliche Werkstücke

Mit einer Power-Clamp-Spannbrücke als vierte Achse vertikaler Bearbeitungszentren werden die Vorteile von Flexibilität in Verbindung mit Spanndichte, der damit verbundenen Reduzierung der Werkzeugwechsel und schnellstem Umrüsten mehr als deutlich. Autarke Spannstellen ermöglichen die gleichzeitige Fixierung unterschiedlicher Werkstücke. Die Autarkie der einzelnen Spannstellen lässt auch die Anwendung unterschiedlicher Spanndrücke zu, so dass verformungsempfindliche Teile gleichzeitig mit anderen Werkstücken, die höhere Spannkräfte benötigen, gespannt werden können.

Einen weiteren Maßstab setzt der Triag-Zentrierspanner PCZ, der sowohl auf die Basisschiene als auch direkt auf eine Palette adaptierbar ist. Sein Potenzial zur Rüstzeitenminimierung ist enorm. So besticht er durch die Tatsache, dass es zur Fixierung der Spannbacken keine Befestigungsschrauben von oben mehr gibt.

Tisch-Zentrierspanner ermöglicht absolute Konturfreiheit der Spannbacke

Dadurch kann an jeder beliebigen Position der Backe eine Tasche oder Durchgangsbohrung zur Bearbeitung des Werkstücks eingebracht werden. Durch die somit erzeugbare absolute Konturfreiheit der Spannbacke können komplette zusätzliche Umspannungen des Werkstücks eingespart werden.

Weiter ist es durch den umgedrehten Power-Clamp-Anschluss sehr einfach, verschiedenste Backenrohlinge selbst herzustellen und zu bevorraten. Die Reaktionszeit zur Herstellung benötigter Formbacken bei neuen, komplexen Teilen ist minimal und reduziert die Rüstzeit. Gleichzeitig kann dieser Zentrierspanner als Basis für den rückbaubaren Vorrichtungsbau verwendet werden.

Der Austausch der jeweiligen Spannbacken erfolgt ebenfalls in Sekunden. Für den Zentrierspanner gibt es bereits ein umfangreiches Standard-Backenprogramm, das auch formschlüssiges Spannen ohne Prägen oder das Spannen von runden Teilen ermöglicht.

Thomas Reith ist Leiter der Abteilung Spanntechnik der MAS Vertriebsgesellschaft für Zerspanungstechnik mbH in 71229 Leonberg.

Thomas Reith | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/spanende_fertigung/articles/230602/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Luftturbulenzen durch Flugzeuge bald beherrschbar
08.12.2017 | Universität Rostock

nachricht Ein MRT für Forscher im Maschinenbau
23.11.2017 | Universität Rostock

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik