Transferlinie verkürzt Vorlaufzeit für Automobilhersteller

Durch die Kombination von Prozessen wie Bearbeiten und Messen mit Automatisierung können Transferstraßen die Produktivität steigern. Die komplexen und vielfältigen Anforderungen bei der Herstellung von Komponenten für Autos und andere Nutzfahrzeuge können jedoch die Entwicklung von Transferstraßen für die Automobilindustrie erschweren. Der Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain (Schwalmstadt, Deutschland), ein Mitglied der DVS Technology Group, stellte sich der Herausforderung, eine Transferstraße für einen deutschen Nutzfahrzeughersteller zu erstellen und zu implementieren, der Kegelräder in einer schnellen Linientaktzeit produzieren musste. Die Lösung hat zu einer 30-prozentigen Reduzierung der Gesamtvorlaufzeit für den Hersteller durch Maximierung der Produktivität geführt.

Da der Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain (WMZ) auf Maschinen zur Herstellung wellenförmiger Bauteile spezialisiert ist, wandte sich der Automobilhersteller an das Unternehmen, um zu prüfen, ob es eine integrierte Produktionslösung entwickeln könnte, die mehrere Bearbeitungsschritte kombinieren könnte, um Kegelräder mit unterschiedlichen Geometrien vollständig zu bearbeiten Einhaltung einer Linientaktzeit von drei Minuten vom Schmiederohling bis zum fertigen Teil.

Für die Transferstraße, die auch Automatisierungs- und Messsysteme umfasst, wählte WMZ drei Maschinen aus seiner modularen V300-Baureihe. Durch Auswahl geeigneter Werkzeuge wurde jede Maschine ihrer spezifischen Bearbeitungsaufgabe zugeordnet.

„Die Möglichkeit, eine speziell auf die Anwendung zugeschnittene Lösung aus einer Hand zu bekommen, war einer der Hauptgründe, warum sich der Kunde für WMZ entschieden hat“, sagt DVS-Geschäftsführer Mario Preis.

Die Transferstraße startet, wenn die zwischen 6 und 40 Kilogramm schweren Platinen auf ein Fördersystem mit Greifer gelegt werden, das den Durchlauf durch die gesamte Transferstraße automatisiert. Das Automatisierungssystem reduziert die manuelle Arbeit, da die Teile zwischen den Bearbeitungsschritten nicht bewegt oder gelagert werden müssen. Sie bringt die Zuschnitte zur ersten Maschine, wo sie abgelängt und zentriert werden. Die Maschine verfügt über zwei flexible Kronenrevolver mit HSK 63-Schnittstelle für Steifigkeit und Antriebskraft, während die Zentrierspanner die Werkstücke mit einem großen Spannbereich halten, um den Umrüstaufwand zu reduzieren.

Ein Portallader transportiert die Teile zur zweiten Maschine, wo sie in vier Achsen geschruppt und der Kegelkopf geschlichtet werden. Die integrierte, hochbelastbare Motorspindel ist speziell für die Anwendung ausgelegt, mit einer Antriebsleistung von bis zu 124 kW für Schnitttiefen bis 10 Millimeter, so das Unternehmen.

In der dritten und letzten Maschine der Linie erfolgt das Schlichten und Verzahnen des Kegelradzapfens im Wälzfräsprozess. Die Kombination von Drehen und Wälzfräsen in einer Aufspannung verbessert Präzision und Effizienz. Die Fasen sollen nach dem Schlichten eine Rundlaufgenauigkeit von weniger als 10 Mikrometer aufweisen, und die von WMZ entwickelte Wälzfräseinheit soll Verzahnungen mit Toleranzen von weniger als 10 Mikrometer über Kugeln erzeugen. Der 140-Millimeter-Verschiebeweg der Wälzfräseinheit ist auf eine maximale Nutzung des Wälzfräsers ausgelegt. Ein hydraulisches Wellenfutter und ein Dolly in Kombination mit einem SK 30-Halter ermöglichen eine Wechselgenauigkeit von 3 Mikron für ein einfaches Umrüsten, so das Unternehmen.

Nachdem die Kegelräder alle drei Maschinen durchlaufen haben, werden sie in einem integrierten Messsystem mit Messdatenrückführung und automatischer Maßkorrektur vermessen, was laut WMZ die Ausschussquote des Automobilherstellers reduziert. Außerdem entfällt die Notwendigkeit, die Transferstraße zur Vorbereitung der Massenproduktion auf Hochtouren zu bringen.

Nach dem Vermessen werden die Kegelräder automatisch zu den beiden vorhandenen Verzahnungsmaschinen des Kunden zum Spiralverzahnen gebracht. Das Kegelrad ist dann einbaufertig.