In a modular design for optimum profitability

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In Modulbauweise zu optimierter Profitabilität

Bis zu 30 % geringerer Flächenbedarf und um 15 % höhere Produktivität – mit diesen starken Argumenten schickt Starrag die neu entwickelten Bearbeitungszentren Heckert L40 und Heckert H50 in den Markt. Der modulare Aufbau der horizontalen 5-Achs-Zentren mit 400 mm bzw. 500 mm Palettengrösse ermöglicht ihre individuelle Konfiguration für Einsätze von der Leichtmetallbearbeitung bis zur Schwerzerspanung.

Zerspaner mit höchstem Qualitätsanspruch wissen seit Langem die Stärken der horizontalen Heckert Bearbeitungszentren zu schätzen: Sie sind leistungsstark und für sehr lange Zeit hochpräzise. Permanent wurde diese Baureihe in Details weiterentwickelt, um den Marktanforderungen zu genügen. Jetzt entschlossen sich die Starrag-Verantwortlichen, bei den kleinen Heckert- Maschinen mit 400er- und 500er-Palette einen grossen Produktivitätssprung zu realisieren. Das Ergebnis sind die von Grund auf neu entwickelten Zentren Heckert L40 und Heckert H50. Sie sind für 5-Achs-Simultanbearbeitung konzipiert, werden aber auch als 4-Achs-Version angeboten.

»Industrie 4.0 lebt von der Vernetzung, nicht von einzelnen Starrag-Maschinen oder -Produktionszellen.«

»Bis zu 30% geringerer Flächenbedarf und um 15% höhere Produktivität«

Dr. Marcus Otto, Geschäftsführer des Chemnitzer Starrag-Werkes, erklärt: »Bei der Entwicklung der neuen Heckert-Maschinen haben wir uns genau angeschaut, was unsere Kunden brauchen: optimierte Bedienung, Schnelligkeit und einen kleinen Footprint. Eine neu entwickelte Bedienoberfläche erweitert die Möglichkeiten der Benutzer enorm und vereinfacht die Bedienung. Die Verfahrwege wurden optimiert und die Nebenzeiten minimiert. Die Peripherieaggregate haben wir so intelligent in den Maschinenbauraum integriert, dass gute Zugänglichkeit und Servicefreundlichkeit erhalten bleiben.

Die beiden Maschinen basieren auf einem Modulbaukasten, der es uns erlaubt, die Maschinen exakt auf die spezifischen Bedürfnisse unserer Kunden hin zu konfigurieren und unseren Kunden in nur zehn Wochen eine individuell konfigurierte Maschine zu liefern.«

Bei der Neuentwicklung der »kleinen« Maschinen achtete Starrag streng darauf, dass die von Heckert-Maschinen bekannte Langzeitpräzision beibehalten wird. Jonny Lippmann, der Projektverantwortliche in Chemnitz, erläutert: »Wir legen grossen Wert darauf, bereits im Maschinenbau hochpräzise zu sein, sodass die elektronische Kompensation nur noch das Tüpfelchen auf dem i ist. So gewährleisten wir eine hohe Präzision und Prozesssicherheit über viele Jahre hinweg.«

»Vom Scheibenmagazin mit 20 Plätzen bis hin zum Reihenmagazin mit 320 Werkzeugen lässt sich die Maschine individuell ausstatten.«

Minimierter Platzbedarf

Für eine temperatur- und schwingungsstabile Basis sorgt ein neu gestaltetes Maschinenbett aus Mineralguss, mit zentral angeordnetem Späneförderer. Das Kühlmittelaggregat findet seinen Platz gut zugänglich im Maschinenkubus. Dank dieser platzsparenden Vorgehensweise erreichen die Chemnitzer mit der neuen Heckert H50 einen um 30 % kleineren Footprint als beim Vorgängermodell HEC 500D. Die gesteigerte Flächenproduktivität lässt die Maschine zu einer echten Alternative zu mehrspindligen Zentren werden.

Während grosseTeile der Baugruppen in allen Maschinenvarianten gleich sind, bestehen beim Ständer Variationsmöglichkeiten: Für hochdynamische Zerspanung steht eine gewichtsoptimierte Ausführung zur Verfügung. Demgegenüber kommt für die Schwerzerspanung ein massiverer Ständer zum Einsatz, der eine optimierte Dämpfung gewährleistet.

Das Herzstück der Maschine, die Spindel, gibt es in vielerlei Ausführungen. Der Kunde kann zwischen universell einsetzbaren HSK-63-Spindeln, Hochgeschwindigkeitsspindeln für die dynamische Aluminiumzerspanung und drehmomentstarken HSK-100-Spindeln wählen, wie sie beispielsweise für die Zerspanung von Titan benötigt werden. Ganz gleich, für welche Spindel sich der Kunde entscheidet, sie stammt aus Starrag-eigener Produktion.

»Anhand späterer Fingerprints können wir den jeweiligen Zustand vergleichen, Veränderung erkennen und vorbeugende Instandhaltungsmassnahmen einleiten.«

Maximierte Flexibilität

Wahlmöglichkeit besteht auch beim Werkzeugmagazin. Vom Scheibenmagazin mit 20 Plätzen bis hin zum Reihenmagazin mit 320 Werkzeugen lässt sich die Maschine individuell ausstatten Flexibilität durch Werkzeugvielfalt ist ein Aspekt, doch Produktivitätssteigerung, zum Beispiel in der Lohnfertigung, erzielt man nicht nur bei der Zerspanung. Werkzeugwechsel sind ein wichtiger Faktor für die Nebenzeiten, weswegen Starrag seinen Kunden die Span-zu-Span-Zeit nun auf 2,2 Sekunden reduziert hat. Auch beim Werkstückwechsel konnten die Entwickler durch einen neuen Zwei-Paletten-Wechsler Nebenzeiten verkürzen. Wobei dem Kunden offensteht, die neuen Heckert-Zentren ohne Werkstückwechseleinrichtung zu ordern, falls sie für verkettete Fertigungslinien vorgesehen sind. Für den Einstieg in die flexible Automatisierung haben die Chemnitzer eine platzsparende Lösung entwickelt, die sechs Paletten und eine Rüststation enthält. Damit lässt sich eine kleine, flexible Fertigungszelle aufbauen.

DerTrend zu automatisierten Fertigungszellen, -inseln und -linien beschränkt sich nicht auf mechanische Lösungen, er setzt sich in der Digitalisierung der Fertigung fort. Starrag unterstützt den Weg zu Industrie 4.0 in vielfältiger Weise. Dr. Marcus Otto erklärt: »Unsere Entwicklungen spannen den Bogen von der digitalen Integration der einzelnen Maschine bis zum gesamten Shopfloor.« Dementsprechend sind die neuen Heckert-Maschinen mit Profinet- und I/O-Link-Technologie ausgestattet, um die passende Basis für Netzwerke und Digitalisierung zu legen. Ein neues Bedienpult mit 24”-Multitouch-Screen erlaubt es, neben den maschinenrelevanten Informationen noch andere Benutzungselemente einzubinden und darzustellen, wie zum Beispiel Kameras, Werkzeugüberwachungssysteme, Dokumentationen, Zeichnungen, Wartungshinweise etc.

Industrie 4.0-Module steigern die Produktivität

»Das Herzstück der Maschine, die Spindel, gibt es in vielerlei Ausführungen.«

Softwareseitig setzt Starrag verschiedene Module ein, die für höhere Produktivität in der Zerspanung sorgen bzw. Service und Wartung vereinfachen. Dazu zählt die sogenannte »Chattering Control«, die basierend auf den erkannten Parametern in den Regelkreis eingreift und Schnittparameter optimiert. Laut Jonny Lippmann nutzen Starrag-Kunden heute schon den sogenannten Fingerprint. Hierbei wird auf Basis verschiedener Kennwerte der momentane Zustand einer Maschine erfasst. Das geschieht zum ersten Mal, wenn sie die Produktionsstätte verlässt. »Anhand späterer Fingerprints können wir den jeweiligen Zustand vergleichen, Veränderung erkennen und vorbeugende Instandhaltungsmassnahmen einleiten.«

Starrag bündelt die Industrie 4.0- Aktivitäten im Starrag-IPS (Integrated Production System), das marken- und maschinenübergreifend im Konzern genutzt wird. Das Starrag-IPS besteht im Prinzip aus drei Schalen rund um die Maschine. Die innere enthält Funktionen, die direkt auf die Maschine und den Schneidprozess wirken. Dazu zählt beispielsweise die Überwachung von Schnittkräften und Schwingungen. Die zweite Schale betrifft die Kommunikation der Maschine mit der Aussenwelt. Sie umfasst unter anderem die Werkzeug- und Werkstückverwaltung. Die dritte Ebene dient der Vernetzung der Fertigung und ihrer Integration in übergreifende Systeme wie ERP-Software. »Industrie 4.0 lebt von der Vernetzung, nicht von einzelnen Starrag-Maschinen oder -Produktionszellen«, erklärt Geschäftsführer Marcus Otto. »Daher wollen wir mit unseren Systemen den gesamten Shopfloor erfassen und dem Kunden ganzheitlich ein unterstützender Partner sein.«

Entwicklung und Produktion – ein Blick über die Schulter

Am Anfang einer Neuentwicklung stehen stets Marktbedürfnisse, die man für aktuelle und vor allem für zukünftige Anforderungen bedienen will. Doch mit der Idee zu einem neuen Lösungsansatz auf Produktebene beginnt ein komplexer Prozess im gesamten Unternehmen. Bei Starrag zeichnen Dr. Markus Richter und Dr. Stefan Thurner für zwei fundamentaleTeilprojekte der Neuentwicklung von Heckert-Bearbeitungszentren verantwortlich.

Dr. Richter, Entwicklungsleiter im Starrag-Werk in Chemnitz, dirigierte sein über 50-köpfiges Team durch alle Phasen der Entwicklung und sorgte dafür, dass die Zielstellung nie aus dem Fokus geriet. Nämlich schnell und auf den Punkt die individuellen Bedürfnisse der Kunden zu verwirklichen. Mit anderen Worten: Engineering precisely what you value!

Auf die Frage, wie dies bei den neuen Maschinen gelungen sei, meint Dr. Richter: »Konsequente Modularisierung ist der Schlüssel. In den neuen Maschinen versetzt uns das in die Lage, die passende Konfiguration und somit die ideale Bearbeitungslösung für unsere Kunden zu finden. Zum Beispiel realisieren wir Schwerzerspanung ab Palettengrösse 400 genauso wie die 5-Achs-Simultanbearbeitung oder Lösungen fürs Drehen.«

In der Produktion wird diese Modularisierung zur Aufgabe von Dr. Stefan Thurner, Produktionsleiter in Chemnitz und dafür verantwortlich, die erforderliche Flexibilität auch im Fertigungsprozess sicherzustellen. Darauf angesprochen, meint er: »Wir arbeiten seit dem Entwicklungsstart Hand in Hand mit der Entwicklung und haben unsere Wertschöpfungskette simultan dazu überprüft und entsprechend angepasst. Dank dieser optimalen Voraussetzungen werden wir aller Variantenvielfalt zum Trotz extrem kurze Lieferzeiten ermöglichen können. Wir wissen, dass unsere Kunden selbst immer schneller reagieren müssen, und sehen es als unsere Pflicht, ihnen in diesem Aspekt ein zukunftssicherer Partner zu sein.«