Höchste Präzision über Jahre – ohne Mehrkosten
Absolute Präzision lassen sich so manche Maschinenhersteller als Option extra bezahlen. Dass es bei der Genauigkeit auch ohne Mehrkosten geht, dass HSC-Fräsmaschinen auch über einen längeren Zeitraum äußerst exakt arbeiten und selbst nach Jahren noch mit 100 Prozent Reproduzierbarkeit überzeugen können, macht das Beispiel Fehlmann PICOMAX 60-HSC und 90-HSC bei der ZF Lenksysteme GmbH in Schwäbisch Gmünd deutlich.
2006 hatte die ZF Lenksysteme GmbH zum „Jahr der Qualität“ ausgerufen. Durch die Steigerung der Kundenzufriedenheit sollte die Wettbewerbsfähigkeit im Markt noch mehr gesichert werden. Was man in diesem Zusammenhang in Schwäbisch Gmünd unter der konsequenten Umsetzung einer Null-Fehler-Strategie versteht, zeigt unter anderem das Beispiel der Toleranzen an Werkzeugen für Zahnstangen: Kleiner 20 µm sind Standard. Das war auch mit ein Grund, warum die Fertigung 2003 auf das HSC-Fräsen setzte.
In Verbindung mit Pro/ENGINEER war man so in der Lage absolut reproduzierbare und seriennahe Werkzeuge herzustellen. Bei der HSC-Fräsmaschine setzte man auf eine Fehlmann PICOMAX 90-M/HSC. Drei Jahre später starteten die Verantwortlichen aufgrund von Kapazitätsengpässen ein Benchmark, es sollte in eine zweite HSC-Maschine investiert werden. Und wieder war es eine Fehlmann, diesmal eine PICOMAX 60-HSC, die den Zuschlag bekam. Rainer Hinderberger, Leiter der Fertigung begründet das wie folgt:
„Wir haben uns auf Grund der Präzision und Performance für diese Maschine entschieden. Wir wussten, dass die PICOMAX 60-HSC mit einem P-Wert von unter 0,005 auf jeden Fall 10 µm am Werkstück bringt. Neben der Präzision waren uns aber auch die Zugänglichkeit und die Größe des Arbeitsraumes wichtig. Wir hätten bei den Wettbewerbsmaschinen die langen Teile bis 1.000 mm nicht spannen können. Da war die große Aufspannfläche von 1200 mm in der X-Achse nahezu ideal“.
Von entscheidendem Vorteil war in diesem Zusammenhang aber auch, dass die Fehlmann mit Vertikalständer und Kreuzschlitten ausgelegt ist. Im Gegensatz zu den anderen Anbietern, die alle Fünf-Achsenmaschinen angeboten haben, entschieden sich die Fertigungsspezialisten in Schwäbisch Gmünd bewusst für die Drei-Achsenmaschine. Dazu Rainer Hinderberger:
„Wir haben mit dem Teil- Schwenkapparat die Option auf eine zusätzliche 4/5 Achse. Für unsere Zwecke ist das vollkommen ausreichend. Mehr noch, unsere Erfahrungen haben gezeigt, weniger Achsen bringen meist mehr Präzision.“
Zu dieser Präzision tragen unter anderem auch die Messsysteme bei, die zirka 50 mm unter der Aufspannfläche positioniert sind. Das heißt, die Messsysteme sind äußerst nahe am Werkstück.
Auf Dauer genauer
Seit Februar 2007 ist die die PICOMAX 60-HSC nun in Betrieb. Rund um die Uhr. Es wird zweischichtig gearbeitet, die dritte Schicht läuft mannlos. Dabei sind die realen Spindellaufzeiten besonders interessant. Ein Werkstück läuft zwischen acht und zehn Stunden, der letzte Fräser ist zur Fertigbearbeitung drei Stunden am Stück im Einsatz. Bei derart langen Laufzeiten, galt natürlich der Spindel besondere Aufmerksamkeit. Die Spindel von Fehlmann ist allerdings mit einer Längenkompensation ausgerüstet.
Ein Qualitätsmerkmal, dass man bei Fehlmann in den Optionen vergeblich sucht, weil dieses Feature bereits im Grundpreis der Maschine enthalten ist. Durch die langen Laufzeiten werden so schnell 4.000 bis 5.000 Spindelstunden im Jahr erreicht. Bei der PICOMAX 90-HSC wurde erst nach 3 Jahren die erste Spindel getauscht. Eine Erfahrung, die Rainer Hinderberger besonders erfreut:
„Wir behandeln unsere Maschinen pfleglich und setzen sie nicht zur Grobzerspanung sondern ausschließlich im HSC-Bereich ein. Unabhängig davon sind wir mit dieser Langlebigkeit natürlich äußerst zufrieden.“
Die PICOMAX 60-HSC ist für Drehzahlen bis 36.000 min-1 ausgelegt. Bei ZFLS wird mit 14.000 min-1 bis 30.000 min-1, von 0,3 mm Radien bis 6 mm Fräsern und einer Zustellung bis zwei Zehntel gearbeitet. Überrascht aber war man von dem Paket „HSC-Setup“. Damit lässt sich für die Zerspanungsspezialisten immer das Optimale in Sachen Präzision und Oberflächengüte erzielen. Mit diesem Fehlmann Werkzeug kann der Bediener sehr einfach mit einem Zyklus die Charakteristik der Antriebe beeinflussen. Das Unternehmen Fehlmann geht hier allerdings keine Kompromisse ein und rüstet ohne Mehrkosten alle Maschinen mit dem so genannten HSC-Setup aus.
Absolut kompromisslos und konstant scheint Fehlmann auch bei der Präzision zu sein. Nachdem sich die Verantwortlichen bei der ZF Lenksysteme GmbH für die PICOMAX 60-HSC entschieden hatten, wurde gemeinsam mit den Verantwortlichen von Fehlmann eine Versuchreihe gefahren. Das Ergebnis war erstaunlich: Nach 4 Stunden Laufzeit war keinerlei Abweichung in der Wiederholgenauigkeit feststellbar. In der Z-Achse lag man innerhalb von 4 µm am Werkstück. Für Rainer Hinderberger war das allerdings keine so große Überraschung:
„Wir wussten, dass die Maschine das kann. Die PICOMAX 90-HSC arbeitet bereits 4 Jahre bei uns und hält seither diese 4 µm Reproduzierbarkeit. Dabei sind unsere Verfahrwege mit 30 mm relativ kurz“.
Ob dieses hohe und dauerhafte Maß an Präzision nun von der massiven Bauweise, der geschabten Maschinengeometrie oder der hohen Fertigungstiefe bei Fehlmann kommt, interessiert die Verantwortlichen bei ZFLS kaum, denn da ist man sich einig: HSC braucht kein Portal und der Vertikalständer mit Kreuzschlitten hat in Schwäbisch Gmünd fast nur Vorteile.
Die ZF Lenksysteme GmbH im Blickpunkt
Die ZF Lenksysteme GmbH ist ein Gemeinschaftsunternehmen der Robert Bosch GmbH und der ZF Friedrichshafen AG. Das Unternehmen wurde 1999 gegründet. ZF Lenksysteme entwickelt, produziert und vertreibt Lenkungstechnik für Personenwagen und Nutzfahrzeuge. Neben kompletten Lenksystemen, die auch Lenksäulen und Lenkungspumpen beinhalten, sind Komponenten wie Ventile, Kreuzgelenke und Lenkwellen Bestandteile des Produktprogramms.
Der Sitz und die Zentrale des Unternehmens befinden sich in Schwäbisch Gmünd. Neben weiteren inländischen Werken in Berlin und Bietigheim sowie der Tochtergesellschaft ZF Lenksysteme Nacam GmbH in Bremen ist die ZFLS außerhalb Deutschlands an 13 weiteren Standorten in zehn Ländern präsent. Das Unternehmen beschäftigt weltweit über 9.500 Mitarbeiter.
