Verdammt schnell reagiert

Mehrspindler: Feuerwehreinsatz des Drehteilespezialisten Mesa Parts - nachdem ein Maschinenlieferant abgesprungen war, musste innerhalb kürzester Zeit ein Auftrag komplett neu projektiert werden. Der Termindruck war enorm, der Kunde skeptisch. Mit einer überzeugenden Lösung auf Basis zweier verketteter Index-Mehrspindler konnte man die eigene Expertise eindrucksvoll unter Beweis stellen.
Zeitschrift "fertigung" Februar 2009

Die Ausgangssituation war verzwickt und versprach schlaflose Nächte: Der Drehteilespezialist Mesa Parts, Lenzkirch, brauchte innerhalb von knapp vier Monaten eine komplette Maschinenauslegung für die Bearbeitung eines neuen Teils.

"Als Mesa Parts bei uns anrief und das Anliegen schilderte", erinnert sich Helmut Pleyer, "dachte ich zuerst an einen kleinen Scherz eines guten Kunden. Bis ich dann realisierte, dass es sich um eine durchaus ernst gemeinte Anfrage handelte." Normalerweise, so der technische Verkaufs-leiter Mehrspindler bei Index, "haben wir für solche komplexen Anlagen die doppelte Zeit für Planung und Ausführung zur Verfügung".

Mesa Parts, mit zwei Produktionsstandorten in Lenzkirch und im tschechischen Nachod, ist Spezialist für die Fertigung und Montage komplexer Drehteile. "Wir sehen uns allerdings nicht als reiner Lohnfertiger", sagt Harald Glatzl, Segmentleiter Zerspanung bei Mesa Parts. "Unsere Stärke ist der gesamtheitliche Ansatz von der ersten Bemusterung über die Vorserie hin zum millionenfach produzierten Teil." Glatzl leitet den Bereich mechanische Fertigung bei Mesa Parts, der mit 85 Mitarbeitern rund 1 Mio. Teile täglich produziert.

Just-in-Time-Produktion etabliert
Um diese Herausforderung auch organisatorisch umsetzen zu können, hat man in Lenzkirch vor rund vier Jahren das sogenannte "Mesa Wertschöpfungssystem" etabliert. Basierend auf den Lean-Management-Gedanken von Toyota werden seither Prozesse und Fertigungsabläufe genau unter die Lupe genommen und exakt definiert. Eine Folge davon: Es wird fast nur noch just in time produziert; gestapelte Ware vor den Maschinen gehört der Vergangenheit an.

Sauber aufgesetzte Projektplanung und -durchführung gehören also zum Tagesgeschäft von Mesa Parts - und nur mit diesem Wissen und der notwendigen Erfahrung im Rücken war es auch möglich, die eingangs geschilderte Herausforderung überhaupt anzunehmen. "Es war ein sehr ambitioniertes Vorgehen", erinnert sich Reinhold Hogg, bei Mesa für Verfahrensentwicklung und Einkauf zuständig, "und selbst unser Kunde hat bis zuletzt angezweifelt, ob wir den Serienanlauf schaffen".

Auch deshalb, weil die ursprüngliche Planung eine Produktion auf einer Rundtaktmaschine vorsah. Aufgrund der hohen Genauigkeits-anforderungen des Teils bekam der Maschinenhersteller allerdings in der letzten Gesprächsrunde kalte Füße und sprang knapp fünf Monate vor dem zugesagten Endtermin ab. Problem dabei: Der Termin war bindend. Kurz entschlossen bildete Mesa Parts eigens für dieses Projekt ein Team, das sich sofort um Alternativen kümmerte. Recht schnell kristallisierte sich dabei eine zweistufige Lösung heraus, in deren Mittelpunkt zwei CNC-Mehrspindler MS32C von Index standen. Zweistufig deshalb, so Reinhold Hogg, "weil wir das Werkstück sehr aufwändig von zwei Seiten bearbeiten mussten". Der Mehrspindler kam ins Spiel, weil die Lenzkircher Profis wussten, was er zu leisten imstande ist - auch und gerade in Bezug auf Genauigkeit. Zudem, bemerkt Helmut Pleyer, hat Index mit der frontoffenen Bauweise ein System im Markt etabliert, "das es so bei anderen Herstellern nicht gibt und das sich für eine Verkettung geradezu anbietet".

Werkzeuge können beliebig agieren
Im Vergleich zum Wettbewerb hat Index auf den Mehrspindler-typischen Werkzeugblock in der Maschinenmitte verzichtet. Die Schlitten sind radial um die Werkzeugstationen angeordnet und können beliebig innen als auch außen bearbeiten. Der fehlende Werkzeugblock wirkt sich laut Helmut Pleyer auch positiv auf den Wärmegang und damit die Genauigkeit der Maschine aus. "Außerdem hat die frontoffene Bauweise den Vorteil, dass wir wesentlich weniger Beeinflussung durch die Späne haben. Wir sind zudem einfach flexibler."

Dem kann Matthias Morath, Teamleiter Fertigung bei Mesa Parts, nur beipflichten: "Im Gegensatz zu anderen Herstellern, die auch von sich behaupten alles machen zu können, hat Index mit seinen frontoffenen Maschinen den größten Wettbewerbsvorteil."

Doch zurück zur Aufgabenstellung: Das Werkstück, ein Gehäuse für ein Dieseleinspritzsystem aus Automatenblankstahl 11SMnPb30+SH, wird als Fließpressteil im Durchmesser 40 mm angeliefert und war mit einer Stückzahl von 1,1 Mio/Jahr angefragt. Der Kunde verlangte hohe Form- und Lagetoleranzen; so lag die Rundlaufgenauigkeit bei 0,02 mm. Noch kritischer erwies sich die Anforderung, die an den Innendurchmesser gestellt wurden. Er war mit 0,018 mm toleriert und erforderte eine 100-prozentige Messung der Werkstücke. "Ansonsten", ist sich Matthias Morath sicher, "hätten wir die geforderte Genauigkeit nicht prozesssicher abbilden können". Das sieht auch Helmut Pleyer von Index so: "Unsere Mehrspindler verfügen zwar über eine hohe Basis-Genauigkeit, aber wir hatten es hier fast mit Schleiftoleranzen zu tun."

Das Werkstück war auch deshalb tückisch zu bearbeiten, weil es schwierig war vorauszusagen, wie sich das vorgeformte Fließpressteil aufgrund der Dünnwandigkeit während der Zerspanung verhalten würde. "Während der Umsetzungsphase", sagt Reinhold Hogg, "kam unser Werkzeughersteller fast täglich ins Haus und testete immer neue Schneidplatten." Ein Ergebnis davon war, dass die Werkzeugstandzeit bei einer Engpassbearbeitung von einer anfänglich geringen Teilezahl auf über 2000 Werkstücke hochgeschraubt werden konnte. Wie kritisch das Werkstück zu bewerten war, zeigt auch die Aussage von Matthias Morath als direkter Fertigungsverantwortlicher für dieses Teil: "Die gedrehte Oberfläche sieht aus wie gespiegelt." Der Nachteil: Man sieht sofort jeden Spannabdruck. Mit der Folge, so Morath, "dass der Eindruck entsteht, es könnte sich um eine qualitätsmindernde Druckstelle handeln". Nicht umsonst wurde jedes Teil vor der Übergabe von Spänen freigespült.

Letztlich kristallisierte sich folgendes Anlagenlayout heraus: Die zwei MS32C-Mehrspindler sind als Futtermaschinen ausgelegt und werden von Robotern bestückt. Dazwischen läuft ein Förderband, das bei Maschinen-stillstand, beispielsweise während des Werkzeugwechsels, auch als Pufferung dient. Während Maschine 1 für die Rundlaufanforderungen zuständig ist, bearbeitet Maschine 2 die Bezugsmaße. Die Qualitäts-kontrolle erfolgt bei Maschine 1 aufgrund der hohen Genauigkeits-anforderung automatisch, ebenso die notwendigen Maschinenkorrekturen. Bei Maschine 2 dagegen werden die Werkstücke manuell gemessen; auch die Maschinenkorrektur erfolgt vom Bediener direkt. Mit dieser doch ungewöhnlichen Maschinenkonstellation von zwei verketteten Mehrspindlern betraten sowohl Mesa Parts wie auch Index Neuland. Umso wichtiger war daher im Vorfeld die genaue und saubere Definierung der Schnittstellen. Und hier ist Helmut Pleyer des Lobes voll, wie Mesa Parts das Projekt gesteuert hat: "Das läuft beileibe nicht immer so professionell ab." Die schlaflosen Nächte hielten sich deshalb auch in Grenzen.