Ein voller Erfolg:
ARNO Werkzeuge im Einsatz.

Ein starkes Team mit profitablen Lösungen (v.l.n.r.): Martin Hager, Maschinenbautechniker Konstruktion/Programmierung und Alexander Stein, Meister Dreherei, beide K&M; Thomas Ament, Anwendungstechniker und Christoph Hipp, ­ Außendienstmitarbeiter, beide ARNO Werkzeuge.

»Mit dem AFC-System braucht der Bediener nur noch 1–2 Minuten für den Werkzeugwechsel.« Alexander Stein, Meister Drehen bei K&M

Schneller Werkzeugwechsel
in Langdrehmaschinen

Drei Minuten pro Werkzeugwechsel gespart, Standzeit um 45 Prozent erhöht, Prozesssicherheit gesteigert und Handling vereinfacht: Die K&M Präzisionstechnik profitiert auf ganzer Linie von den neuen, geteilten AFC-Werkzeugträgern für Dreh- und Stechsysteme von ARNO Werkzeuge.

In der Nähe von Ravensburg befindet sich die Müller Gruppe, von der die K&M Präzisionstechnik in Kunststoff und Metall GmbH (K&M) ein Teil ist. K&M fertigt anspruchsvolle Drehteile für die Elektrobranche (Sensorik), den Maschinenbau, die Medizintechnik, sowie die Luft- und Raumfahrttechnik. Markus Müller, Assistent der Geschäftsleitung bei K&M, betont: „Wir verstehen uns als Systemlieferant für fertige Baugruppen, nicht als reiner Drehteile-Hersteller.“ Das geht bis hin zu komplexen Teilen wie Fahrsteller für ICEs mit 150–200 Einzelteilen.

Flexibilität erfordert breites Werkzeugspektrum

Sowohl Dreh- als auch Fräsarbeiten, Schleifen, 3D-Druck, Erodieren und Spritzgussteile werden inhouse im 3-Schicht­betrieb konstruiert, gefertigt und montiert. Dabei sind schwer zu zerspanende Materialien, hohe Genauigkeiten und komplexe Geometrien Teil der täglichen Aufgaben, genauso wie Durchmesserbereiche von 3-200 mm bei den Drehteilen. Bei den Losgrößen ist von einem bis 100.000 Stück alles möglich. Diese Flexibilität erfordert eine große Werkzeugauswahl. Dank der umfangreichen Systeme von ARNO Werkzeuge, Hersteller von Präzisionswerkzeugen zum Stechen, Drehen, Bohren und Fräsen aus der Nähe von Stuttgart, ist der Grundstock für viele Anwendungen zum Glück bereits gelegt.

„Wir waren von Anfang an am Puls der Zeit und sind mit den unterschiedlichen Technologien mitgegangen. Das gilt auch für die Werkzeuge.“ so Martin Hager, Maschinenbautechniker Konstruktion/Programmierung bei K&M. „Der Automatisierungsgrad in unserer Fertigung? Die eigentliche Automatisierung erfolgt über das Stangenmaterial der Langdrehmaschinen. Ist die Maschine einmal gerüstet, soll der Mitarbeiter nur noch kontrollieren und eventuell kleinere Anpassungen vornehmen.“ Prozesssicherheit ist daher oberstes Gebot. Die Maschinen sind zu 90% ausgelastet und das Werkzeug muss mithalten. Entsprechend wird bei neuen Werkzeugen getestet, ob sie in Punkto Standzeit und Einfachheit der Vorstellung entsprechen.

Herausforderung: Prozesssicherheit und einfaches Handling

Nachdem Ende 2017 bei K&M bereits das ARNO SA-System zum Ein- und Abstechen mit Innenkühlung ACS erfolgreich eingeführt wurde, stand der aufwendige Werkzeugwechsel bei Langdrehmaschinen im Fokus: Hier sind die Werkzeugträger im Linearschlitten über mehrere Adapter, Kupferrohre und Schläuche mit der Kühlmittelzufuhr verbunden. Das bedeutet hohe Rüstzeiten und kostenintensives Anschließen der Innenkühlung. Der Werkzeugwechsel ist aufwendig, allein das Schraubenlösen und Festziehen ist bei den beengten Platzverhältnissen nicht einfach. Oftmals muss zum Plattentausch der Werkzeugträger aus dem Linearschlitten entnommen, und nach dem Tausch die Werkzeuglänge erneut eingemessen werden. Dieser Schritt dauert lange und führt verhältnismäßig oft zu Fehlern. „Im Gegensatz zur Kurzdrehmaschine, bei der der Revolver in eine bequeme Wechselposition gebracht werden kann, muss bei der Langdrehmaschine das Werkzeug fast blind zu wechseln sein“, erklärt Christoph Hipp, Außendienstmitarbeiter bei ARNO Werkzeuge und Alexander Stein, Meister Drehen bei K&M ergänzt: „Das ist nicht prozesssicher und kostet zudem jede Menge Zeit. Hier muss dringend eine Lösung gefunden werden!“

Lösung: ARNO Fast Change-System

Das ARNO Team nahm sich dieser Herausforderung an, analysierte das Problem und fand eine Lösung, die ebenso einfach wie sicher anzuwenden ist: das AFC-System (für ARNO Fast Change). Hierbei handelt es sich um einen zwei­geteilten Werkzeugträger zum Stechen und Drehen, erhältlich mit und ohne Innenkühlung. Thomas Ament, Anwendungstechniker bei ARNO Werkzeuge, erklärt: „Das AFC-System hat eine Schräge vorne am Werkzeugträger und hinten am Gegenstück, dem Anschlag. Dadurch erreichen wir eine exakte Spannung. Die Kühlmittelübergabe ist mit einem flexiblen Einsatzrohr ausgestattet, welches auch wirtschaftlich gegenüber dem Wettbewerb interessant ist.“ Das Besondere an den zweigeteilten Werkzeugträgern ist aber das einfache Handling. Durch einen integrierten O-Ring fällt der vordere Teil nach dem Lösen der Schrauben nicht hinunter in die Spänewanne, sondern bleibt bis zur Abnahme sicher im Schlitten. Zusätzlich sorgt der O-Ring in den Werkzeugen für eine optimale Abdichtung und verhindert Kühlmittelverlust sowie Eindringen von Schmutz. Ist der vordere Teil herausgenommen, wird ent­weder die Schneidplatte ausgetauscht oder durch ein bereitliegendes Schwesterwerkzeug ersetzt. Schnell ist der vordere Teil des Werkzeugträgers wieder auf den noch im Schlitten festgeschraubten Anschlag aufgesteckt, sicher verbunden und auch gleich an die innere Kühlmittelzuführung angeschlossen. Durch eine schwimmende Lagerung werden eventuelle Fluchtfehler beim Spannen des Werkzeugträgers ausgeglichen, dadurch wird eine höhere Wiederholgenauigkeit erreicht. Die Wechselgenauigkeit liegt im Hundertstel-Bereich und erspart dem Bediener dank der gleichen Baulänge innerhalb des Werkzeugsystems eine Korrektur.

Überzeugende Erfolge: 3 Minuten eingespart, Standzeit um 45% erhöht

Im ersten Schritt wurde das SA-System zum Ein- und Abstechen mit Innenkühlung in AFC-Ausführung über vier Wochen getestet. Die Standzeiten konnten damit nicht nur gehalten, sondern auf Anhieb von 550 Stück auf 800 Stück erhöht werden. Hinzu kamen die reduzierten Wechselzeiten. „Bisher brauchte ein gelernter Mitarbeiter 5 Minuten pro Werkzeugwechsel. Dann musste er das Werkzeug wieder auf Position 0 einstellen. Mit dem neuen AFC-System braucht er nur noch 1–2 Minuten für alles“, stellt Alexander Stein zufrieden fest. Bei einer Losgröße von 40.000 Teilen ist das eine sehr profitable Zeitersparnis.

Nach rund sechs Monaten Einsatz auf der Maschine haben die überragenden Ergebnisse die K&M GmbH mehr als überzeugt. Neben verbesserten Wechsel- und Standzeiten ist das vereinfachte Handling ein Segen, gerade weil die Maschinenbediener oft ungelernt sind – Stichwort Fachkräftemangel. Auch die sichere Innenkühlung ist eine große Entlastung, wie Christoph Hipp feststellt: „Um eine flexible Fertigung anbieten zu können, sollte die Innenkühlung von vorne herein gesichert sein. Flexible Werkstücke, flexible Anwendungen und Materialien machen die Innenkühlung zur Voraussetzung. Mit Innenkühlung ist die Spanabfuhr von vornherein gesichert, die thermische Belastung an der Schneidkante minimiert.“ Hier geht es um Risikominimierung. Und auch darum, seinem Kunden alle Wünsche zu erfüllen – sowohl bei K&M als auch bei ARNO Werkzeuge.

Martin Hager, Maschinenbautechniker bei K&M bespricht mit Christoph Hipp, Außendienstmitarbeiter bei ARNO Werkzeuge die Anforderungen.

Herausragender
Service inklusive

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