Zwei Bearbeitungszellen mit Fanuc-Roboter für Messuhrenhersteller
Im Duo präziser
Mechanische Messuhren sind keineswegs old fashioned, wie das Traditionsunternehmen Käfer Messuhrenfabrik zeigt. Mit zwei neuen Bearbeitungszellen Duo-S von CNC Häberle inklusive Fanuc-Roboter setzt das Unternehmen seine Automatisierung fort.
Für den Messuhrenhersteller Käfer wurden die Robodrill-Maschinen mit einem Drehtisch von Häberle zur Fünfachs-Bearbeitung ausgerüstet. (Bild: Häberle Feinmechanik CNC-Technik GmbH)
Die Firma Käfer Messuhrenfabrik konzentriert sich nahezu ausschließlich auf die Herstellung von mechanischen Messuhren und deren Komponenten. Das ist nur mit einer hohen Fertigungstiefe zu schaffen. Alle mechanischen Bearbeitungsschritte werden am Stammsitz in Villingen-Schwenningen durchgeführt, lediglich exotische Verfahren wie Erodieren, Druckguss oder galvanische Beschichtungen lässt man außer Haus machen.
Standardgehäuse in Serie
Für die Gehäusefertigung stand bei Käfer im vergangenen Jahr eine Ersatzinvestition an. Systemintegrator CNC Häberle war der schnell gefundene Partner und lieferte zwei Bearbeitungszellen. Diese beiden nahezu identischen RobodrillDuo-S-Zellen ersetzen Bearbeitungsmaschinen, die nach Jahrzehnten ausgemustert worden waren. Das Problem: Viel Platz war beim Entsorgen der alten Maschinen nicht frei geworden. Aber schon Meister Bernhard Milost war aufgefallen, wie „schön klein und kompakt“ die Robodrill-Maschinen sind. „Die passen platzmäßig sehr gut bei uns rein.“
Häberle eignete sich auch deshalb als Partner „weil wir bei der Kombination Häberle/Fanuc alles aus einer Hand bekommen haben.“ Beide Zellen wurden vor der Auslieferung bei Häberle aufgebaut und die Prozesse eingefahren. Schon in dieser Zeit wurden auch die Maschinenbediener von Käfer mehrere Tage geschult und mit der Maschine vertraut gemacht.
Mit dem Fünfachsdrehtisch lassen sich die eng tolerierten Maße für Käfer-Messuhren in einer Aufspannung bearbeiten. (Bild: Häberle Feinmechanik CNC-Technik GmbH)
Bei den RobodrillDuo-S-Zellen handelt es sich um jeweils zwei Bearbeitungsmaschinen Robodrill -D21SiB5 in der ADV-Ausstattung von Fanuc. Zwischen den beiden Maschinen befindet sich eine standardisierte Plus-E-Zelle von Häberle, in der ein Fanuc-Roboter LR Mate 200iD arbeitet, der aus einem integrierten Palettenspeicher gefüttert wird. Während die Robodrill serienmäßig dreiachsig ausgeführt ist, sind in den Maschinen für Käfer jeweils DTT-Fünfachstische von Häberle eingebaut. Milost dazu: „Die Fünfachsbearbeitung ist elementar für die Präzision unserer Messuhren. Die eng tolerierten Maße bekommen wir nur hin, wenn wir in einer Aufspannung arbeiten.“ So erledigt die eine Robodrill die Fünfachsbearbeitung, anschließend entnimmt der Roboter das fast fertige Gehäuse und lädt es in die zweite Maschine zur Fertigbearbeitung.
Individualisierbare Bedienung
Elemente wie Spannbacken, Speicherkassetten oder Greiferfinger wurden bei Häberle konstruiert und gefertigt. Auch was die Bedienung der Maschinen betrifft, kommt eine Häberle-Eigenentwicklung zum Tragen: Mit HaebPara lässt sich die Bedienoberfläche der CNC gestalten und um zahlreiche Funktionen erweitern. Die Software ermöglicht es dem Maschinenbediener, selbstständig individuelle Bildschirme und Eingabemasken zu erstellen. Abgesehen von der übersichtlichen HMI-Gestaltung können mit HaebPara Kommentare, Bilder, Systemvariable wie Nullpunkte oder Werkzeugdaten hinterlegt werden.
Bearbeitungsmaschinen mit Fanuc-Roboter
Mit den beiden Duo-S-Zellen wird auch die Automatisierung einen Schritt weiter vorangetrieben. Einen, inzwischen betagten, Fanuc-Roboter hat Käfer zum Be- und Entladen einer Maschine schon länger in Betrieb. Um eine weitere Automatisierung werde man in Zukunft nicht herumkommen, weiß man bei Käfer. „Allerdings nicht um den Preis, dass wir dann Personal reduzieren“, versichert Betriebsleiter Matthias Osterhues: „Es ist nicht die Idee der Inhaberfamilie, neue Maschinen mit Roboter zu kaufen und dafür jemand nach Hause zu schicken.“ Im Gegenteil, denn mit neuen Maschinen und dem Robotereinsatz könne man wettbewerbsfähig bleiben.
Grundsätzlich können beide Zellen die gleichen Bearbeitungsaufgaben übernehmen. Bei Käfer hat man sich allerdings entschieden, dass ein Gehäusetyp, von dem über 100.000 Stück pro Jahr gebraucht werden, in einer Zelle gefertigt wird, die Stückzahlen aller anderen Gehäusetypen liegen pro Jahr etwa in der Größenordnung von 5.000 bis 7.000 Messuhren.
Beschickt werden die Maschinen jeweils vom mittig angeordneten Roboter, der die zu bearbeitenden Rohlinge aus einer Palette entnimmt und fertige Werkstücke auch wieder darin ablegt. In 200 Minuten ist der Werkstückträger abgearbeitet, dann wird die nächste Palette aus dem Palettenspeicher in die Greifposition gefahren.
Eine Frage der Genauigkeit
Für die Genauigkeit der Messuhren sind die entscheidenden Bohrungen und Flächen im 1/100-Bereich zueinander toleriert. Da ist man bei Käfer als Messgerätehersteller von Natur aus kritisch und penibel. Oberstes Auswahlkriterium für die Maschine war denn auch: „Sie muss die Genauigkeit bringen.“ Wurden in den ersten Tagen des Maschineneinsatzes fertige Gehäuse noch relativ häufig überprüft, reichen inzwischen zwei Kontrollen pro Tag. Vor Feierabend macht Milost eine letzte Kontrolle. Dann laufen die Maschinen mannlos in die Nacht.
Temperaturkompensation mit KI
Überrascht war Osterhues über das Kaltstartverhalten der Robodrill. Gerade weil die Robodrill bei Käfer nachts nicht durchlaufen, ist die Temperaturkompensation mit KI-Funktion ein nützliches Detail. Diese Funktion basiert auf künstlicher Intelligenz und regelt die Bearbeitungsparameter je nach Temperatur der Maschine. Das bei anderen Maschinen übliche Warm-Up nach dem Einschalten gehört damit der Vergangenheit an, wie Milost berichtet: „Wenn die Maschine nachts gestanden hat, stimmen die Werte nach Wiederanlauf am Morgen vom ersten Teil an. Das funktioniert hervorragend und die Abweichungen liegen auch beim Kaltstart im Toleranzbereich.“ Zum Rundum-Sorglos-Paket von CNC Häberle gehörte bei dem Auftrag von Käfer auch die komplette Werkzeugbeschaffung.
