Bild: EMAG
Bremsscheibenfertigung entscheidend optimiert

Pkw-Bremsscheiben herzustellen, gehört zu den anspruchsvollen Fertigungsaufgaben. Zum einen handelt es sich um ein sicherheitsrelevantes Bauteil, das hochpräzise und prozesssicher bearbeitet werden muss. Zum anderen besteht in diesem Wettbewerbsumfeld ein hoher Kostendruck. EMAG gehört in diesem Metier zu den führenden Spezialisten.


Die wechselnden Produktions-Chargen bei der Bremsscheibenherstellung müssen mit hohem Tempo und kurzen Rüstzeiten die eingesetzten Drehmaschinen durchlaufen. Wie Qualität, Produktivität und Prozesssicherheit in diesem Anwendungsfeld in Einklang gebracht werden, zeigen seit Jahrzehnten die Spezialisten von EMAG. Mit ihren Pick-Up-Drehmaschinen der VSC- und VL-Baureihe verfügen sie über Produktionslösungen, die im Zusammenspiel mit dem Automationskonzept TrackMotion für enorme Leistungssprünge in der Bremsscheibenbearbeitung sorgen. Hinzu kommt, dass EMAG-Maschinen mitunter jahrzehntelang im Einsatz sind und die Anwender von einer robusten Lösung mit kurzen Stillstandzeiten profitieren. Und das heißt auch: Die Stückkosten sinken.

 

Herausforderung Bremsscheibenproduktion


Der Automobilbau ist für rasante technologische Entwicklungen bekannt. Das gilt auch für die Bremsscheibe, einem der wichtigsten sicherheitsrelevanten Bauteile im Pkw. So hat sich beispielsweise die Qualität der Gussrohlinge in den letzten Jahren entscheidend verbessert. Darüber hinaus kommen zunehmend mehr Verbundbremsscheiben zum Einsatz, die beispielsweise aus einem Grauguss-Reibring und einem Stahl- beziehungsweise Aluminiumtopf bestehen und so das Fahrzeuggewicht verringern. In der Folge verändert sich auch der Bearbeitungsprozess: Gerade Anwender im Ersatzteilmarkt verlangen nach sehr flexiblen Bearbeitungsmaschinen, die sich ohne lange Stillstandzeiten für neue Werkstücke umrüsten lassen. Gleichzeitig steigen bei den OEMs die Stückzahlen in der Bremsscheibenproduktion aufgrund von Plattformstrategien steil an. Hier stehen vor allem die „Costs per piece“ in einer großvolumigen Produktion im Zentrum.


Wie bringt ein Maschinenbauer die unterschiedlichen Anforderungen nun zusammen? „Indem man zunächst einmal über ein extrem flexibles Maschinen- und Automationskonzept verfügt“, antwortet Martin Abendschein, Technical Application Manager für den Bereich Bremsscheibe bei EMAG. „Im Mittelpunkt stehen bei uns dabei die VSC- und VL-Maschinenbaureihen mit vertikaler Pick-Up-Spindel. Ihre modular aufgebaute Technologie lässt sich passgenau für jede Anforderung konfigurieren und zudem sehr einfach in einer Produktionslinie kombinieren.“ Am Ende verfügen Anwender über eine hochflexible Gesamtlösung, die sie in kürzester Zeit für neue Werkstücke umrüsten können, was die Stillstandzeiten enorm verkürzt. „Das ist gerade bei Bremsscheiben ein entscheidender Faktor“, erklärt Abendschein, „da sich die eigentlichen Bearbeitungszeiten aufgrund der physikalischen Grenzen der Spannmittel trotz höherem Leistungspotential der Schneidstoffe kaum noch wesentlich verbessern lassen.“

 

Hochflexibel mit dem Automationssystem TrackMotion


Wie die hochflexiblen Produktionslösungen von EMAG genau funktionieren, verdeutlicht unter anderem ein Blick auf die Linienstruktur: Die Bearbeitung innenbelüfteter Vorderachs-Bremsscheiben geschieht meist in vier Aufspannungen, das heißt mit vier Spindeln beziehungsweise Maschinen. Verkettet werden diese Maschinen wiederum durch das EMAG-TrackMotion-System. Bei dieser Automationslösung bewegt sich eine Greifer-Einheit linear auf einer Schiene („Track“). Sie transportiert das Werkstück von der Rohteilezuführung über die einzelnen Maschinen/Prozessschritte bis zur Fertigteilabführung.


Von großem Nutzen ist dabei, dass Anwender das Gesamtsystem jederzeit flexibel ändern können. So ist es zum Beispiel möglich, eine Maschine aus dem Prozess „wegzuschalten“, wenn für das Werkstück nicht alle Operationsschritte benötigt werden oder um die Prozessreihenfolge der jeweiligen Maschine zu verändern. Dies kann etwa bei verschiedenen Bremsscheibentypen aufgrund der geänderten Spannreihenfolge notwendig sein. Dadurch wird das zeitintensive Umrüsten auf verschiedene Spannmittel minimiert. Auf der anderen Seite kann EMAG in eine solche Kette mehrere Maschinen integrieren, die parallel identische Operationen ausführen. Das TrackMotion-System verteilt in diesem Fall die Werkstücke auf die jeweils freie Maschine. Bei Rüstarbeiten an einer Maschine steht die Fertigungslinie deshalb niemals komplett still.

 

Tempo trifft Qualität


Weitere Vorteile zeigen sich beim Blick auf die einzelnen VL- und VSC-Maschinen. Diese sind sogar in unterschiedlichen Baugrößen kombinierbar, wenn beispielsweise verschiedene Komponenten wie Grauguss-Reibring und Aluminiumtopf in einer Fertigungslinie bearbeitet werden. Für kurze Taktzeiten sorgen die schnelle Beladung per Pick-Up-Arbeitsspindel in Verbindung mit hohen Linearvorschüben und kurzen Revolver-Schwenkzeiten. Ebenso verfügen alle Baureihen über besonders schwingungsdämpfende Maschinenbetten aus Mineralit.


Die Feinbearbeitung der Reibringflächen geschieht durch paralleles Bearbeiten beider Flächen mit einem „Abhebestahlhalter“. Um Schwingungen am Werkzeug und damit einhergehend Einbußen in der Werkstückqualität zu minimieren, muss dieser möglichst stabil in den Prozess integriert werden. „Dabei verfügen wir über eine Besonderheit“, betont Martin Abendschein. „Neben der klassischen Anordnung des Abhebestahlhalters auf dem Werkzeugrevolver bietet EMAG hier die alternative Möglichkeit, diesen zusätzlich auf einer speziellen Konsole im Arbeitsraum zu platzieren. Das führt zu einer perfekten Dämpfung und somit hohen Oberflächengüten und minimierten Dickenabweichungen.“


Darüber hinaus steht an jeder VL-Maschine von EMAG standardmäßig eine SPC-Station zur statistischen Prozesskontrolle zur Verfügung. Mit dieser kann der Bediener die Bauteilqualität direkt an der Maschine überprüfen. Währenddessen läuft die Fertigungslinie weiter. Insgesamt bieten die Dreh-Spezialisten von EMAG zahlreiche Ausstattungsoptionen und variable Detaillösungen. Zusätzlich lassen sich viele begleitende Prozesse wie Markieren, Wuchten oder Messen einfach in das Linien-Design integrieren. Für die Automation stehen neben dem TrackMotion-System weitere Konzepte mit Umsetz-/Wendeeinheiten oder Linienportalen zur Auswahl.

 

Intelligente 4.0-Lösungen


Nicht zuletzt spielt das Stichwort „Industrie 4.0“ für die Werkzeugmaschinenspezialisten eine wichtige Rolle, zum Beispiel hinsichtlich Wartung und Instandhaltung. So lässt sich mithilfe der Software „EMAG Fingerprint“ bereits frühzeitig und ohne großen Aufwand der Verschleiß der Achsantriebe ermitteln. Notwendige Wartungsarbeiten können damit im Vorfeld eingeplant oder mit „Lifetool-Analytics“ die Zustände der angetriebenen Werkzeugeinheiten per App auf dem Smartphone überprüft werden.

 

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www.emag.com

 

 

 

 

 

 

Beitrag aus dima 3/2018:

 

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