EMAG: Vorsprung durch Innovation

08.02.2009 - Oliver Hagenlocher

Die Produktivitätssteigerungen in der Automobilindustrie werden seit 2006 mit durchschnittlich 20 Prozent beziffert. Das ist auch notwendig, denn der derzeit schwache Dollar, der zunehmende Wettbewerb aus Asien und die aktuelle Absatzkrise verlangen nach mehr Produktivität und Effizienz. Die EMAG Gruppe als Partner unterstützt hier die Automobilindustrie seit Jahren erfolgreich mit standardisierten und dennoch individuellen Fertigungssystemen.


Nicht das Erzählte reicht, sondern das Erreichte zählt
Dieses Statement von Rupert Stadler, Vorstandsvorsitzender der Audi AG, bringt es auf den Punkt: Es gibt derzeit zwar viele Ankündigungen von neuen Antriebskonzepten, jedoch ist es nicht einfach, im europäischen Markt Fuß zu fassen. Nach aktuellen Studien sollen aber dennoch in den nächsten Jahre rund 25 Prozent aller Neufahrzeuge weltweit als Full Hybrid oder Elektrofahrzeuge ausgeliefert und die konventionellen Antriebe wie Otto- und Dieselmotoren enorm weiterentwickelt werden. Aggregate also, die unmittelbar Einfluss auf die Powertrain-Komponenten und deren Fertigung haben werden. Aktuelle Neu- und Weiterentwicklungen in der Automobilindustrie zielen allerdings häufig auf eine Erhöhung der Bauteilkomplexität. Beste Beispiele hierfür sind Leichtbauweise, hochfeste Stähle oder auch eine höhere Funktionsdichte. Das stellt Hersteller von Fertigungssystemen für die Zerspanung hinsichtlich Präzision, Produktivität, aber auch absoluter Prozesssicherheit immer wieder vor neue Herausforderungen. Besonders in der Mittel- bis Großserie konnte EMAG hier bislang mit dem vertikalen Konzept punkten. Aufgrund immer kürzerer Innovationszyklen und geringeren Stückzahlen nutzt man in Salach nun diese Erfahrung und adaptiert sie auf die vertikale Wellendrehmaschine VTC 250 L. Diese Maschine in Lean-Bauweise wurde für den Einsatz als Einzelmaschine und im Systemverbund nach dem Chaku-Chaku-Prinzip entwickelt. (Bilddatei: 2823.jpg) „Chaku Chaku“ steht für „Laden Laden“ und bedeutet nichts anderes, als dass die einzelnen Prozessschritte räumlich sehr nah zueinander aufgestellt sind und so eine Fließ- bzw. Reihenproduktion ermöglichen. Bei diesem Fertigungsprinzip bringt die Vertikal-Bauweise natürlich enorme Vorteile. Einerseits werden für die VTC 250 L gegenüber vergleichbaren Horizontalmaschinen zirka 50 Prozent weniger Aufstellfläche benötigt. Andererseits kann die VTC 250 L vor allem bei dem hohen Spanvolumen in der Weichbearbeitung durch einen komplett freien Spänefall überzeugen.
Chaku Chaku beinhaltet aber auch, dass Werker und Maschine weitgehend, autark arbeiten. Um dies zu gewährleisten wurden die VTC 250 L Maschinen mit einer automatischen Be-und Entladung der Werkstücke ausgestattet: (Bilddatei: 2458.jpg) Über einen Greifer im Revolver wird das Werkstück in den Arbeitsraum geführt und positioniert. Ist das Werkstück bearbeitet, wird es auf gleichem Wege entladen. Alle Stationen arbeiten selbstständig. Den Transport von Maschine zu Maschine übernimmt der Werker. Die VTC 250 L verfügt zudem über Werkstückpuffer, um flexibel auf Änderungen im Fertigungsprozess reagieren zu können.
Im Vergleich zu klassischen horizontalen Drehmaschinen wird die VTC 250 L als vollwertige Drehmaschine mit Automation angeboten. Das Umrüsten ist wesentlich einfacher wie bei einer horizontalen Maschine und hat den Vorteil, dass die Maschine sich selbst be-/entlädt. Über dieses Verfahren ist auch eine Null-Fehler-Produktion möglich: Das Werkstück wird direkt nach der Bearbeitung einer Sichtkotrolle unterzogen und zusätzlich an einem Messplatz kontrolliert. (Bilddatei: 2415.jpg + Bilddatei: 2417.jpg) Das Zentrum der Präzision steckt allerdings in der Maschine. Robust auf einem steifen Polymer-Maschinenbett aufgebaut, hat die Maschine eine achtmal bessere Dämpfung als zum Beispiel Maschinen mit Grauguss-Maschinenbetten. Speziell bei der Hartbearbeitung (Hartdrehen) werden so Stöße und Schwingungen besser absorbiert. Eine hohe Oberflächengüte sowie bessere Werkzeugstandzeiten sind das Ergebnis. In Verbindung mit den hohen Antriebsleistungen (38/29 kW, 40/100% ED), Drehzahlen bis 1.400 min-1 und den äußerst stabilen EMAG Revolvern mit 40 mm Schaftdurchmesser ist die VTC 250 L ein hochproduktives Drehzentrum für die Zweiachsbearbeitung von Wellenteilen.

Neuentwicklungen sind nur mit entsprechenden Fertigungskonzepten umzusetzen
Ähnliches wie für die Produktionstechniken in der Automobilindustrie gilt auch für die zerspanende Fertigung: sie muss permanent dem Weg der Innovation folgen. Und so werden für die neue Dekade bereits große Technologiewechsel vorausgesagt. Mit jährlich über 200 nennenswerten Patenten ist die EMAG Gruppe bestens gerüstet, diese Technologiewechsel aktiv zu gestalten. So setzt das Unternehmen seit geraumer Zeit verstärkt auf Maschinen mit Verfahrensintegration, denn sind unterschiedliche Bearbeitungen wie beispielsweise das Drehen und Schleifen in einer Maschine vereint, führt das zu messbar geringeren Investitions- und Stückkosten. (Bilddatei: 6194.jpg) Einsparungen, an denen vor allem schnellere Durchlaufzeiten, höhere Prozesssicherheit bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung und geringerer Platzbedarf wesentlichen Anteil haben. Dabei ist es unerheblich, ob es um standardisierte Stand-alone-Maschinen oder maßgeschneiderte Fertigungslösungen geht.

Wirkliche, innovative Fertigungslösungen orientieren sich an den Aufgaben

Neuentwicklungen in der Automobilindustrie orientieren sich häufig an der Funktionsdichte und damit auch am Detail. Infolgedessen erhöht sich die Komplexität der Bauteile. Die Hersteller von Werkzeugmaschinen sind deshalb besonders gefordert. Das gilt auch hinsichtlich der kostengünstigen Fertigung. Für klassische Drehteile bedeutet das beispielsweise, dass zusätzlich noch Bohrungen, Nuten Verzahnungen etc. eingebracht werden müssen. Zudem werden diese Werkstücke oft gehärtet und müssen mit steigenden Qualitätsanforderungen gefertigt werden. In der Vergangenheit wurden dafür meist Spezialmaschinen eingesetzt. Dreh-Schleifzentren oder auch Dreh-Verzahnmaschinen zählen hier wohl zu den bekanntesten. Diese Maschinen hat EMAG standardisiert. Wobei Standard nicht mit „einfache Maschine“ gleichzusetzen ist (Bilddatei: 6220-1.jpg + Bilddatei: 5103.jpg) Durch einen geringen Engineeringaufwand werden Fertigungssysteme der jeweiligen Aufgabe angepasst. Damit lassen sich die Prozesssicherheit der einzelnen Operationen steigern und die Investitionskosten für das Fertigungssystem senken.

Die Automatisierung muss individuell ausgerichtet sein

Für die nächsten zwei Jahre hat sich die Automobilindustrie eine weitere Produktivitätssteigerung zwischen 10 bis 15 Prozent zum Ziel gesetzt. Allein in der Montage sind das seit nahezu 15 Jahren zirka sechs Prozent pro Jahr. Das ist ohne Automatisierung nicht möglich. In der Zerspanungstechnik stehen deshalb aufgrund der gestiegenen Variantenvielfalt und kleineren Losgrößen nicht mehr die Spezialmaschinen im Vordergrund. Es sind vielmehr kleinere Fertigungszellen mit vereinfachter Automation, die sich besonders bei der Klein- und Mittelserienproduktion flexibel auf verschiedene Werkstücke anpassen lassen. Noch effizienter freilich sind in solchen Fällen selbstladende Maschinen, wie sie EMAG seit langem herstellt. Die VL Vertikal-Drehmaschinen werden beispielsweise für solche klassische Drehbearbeitungen eingesetzt. (Bilddatei: 2203.jpg + Bilddatei: 1470A.jpg) Damit entfällt das zeit- und kostenintensive Umrüsten der Automation. Bei der VTC 250 L dagegen reduziert der Werkzeugrevolver die Automations- und Peripheriekosten. Roh- und Fertigteilspeicher sind integrierte Bestandteile der Maschine. Kurze Rüst- und Umrüstzeiten werden durch die sehr gute Zugänglichkeit und Bedienerfreundlichkeit ebenso reduziert wie durch die Möglichkeit, Reitstock und Lünetten CNC-gesteuert zu verfahren.

Global in den Märkten, lokal beim Kunden
Die meisten der Bahn brechenden Innovationen kommen aus der deutschen Automobilindustrie. Es ist erfreulich, dass gerade die deutschen Zulieferer und OEMs Innovations-Weltmeister sind. Laut Dr. Jan Dannenberg, Director Oliver Wyman, werden sich ohne Kostensenkung bald aber nur noch wenige all die schönen Innovationen leisten können. Der Studie „Car Innovation 2015“ zufolge rechnet man wohl auch deshalb damit, dass in Europa, Indien und China im Jahr 2015 zirka 4,3 Millionen Low-Cost-Fahrzeuge verkauft werden. Das entspricht zehn Prozent der Neufahrzeuge. In dieser Studie wurden weltweit über 50 FuE-Vorstände und Geschäftsführer befragt, worauf sie ihren Schwerpunkt bei Innovationen legen – 95 Prozent haben mit “Kosten“ geantwortet. Abgeleitet von solchen Studien, Analysen der Automobilindustrie und deren Planung kann von einem steigenden Bedarf an Mobilität ausgegangen werden. Besonders in den Wachstumsmärkten wie Indien, China und Russland wird die Nachfrage steigen. Deshalb investiert die EMAG Gruppe seit 2005 verstärkt hier in Marktunternehmen und Niederlassungen. So werden weltweit die Anforderungen der Kunden vor Ort erfüllt, denn in den Auslandsmärkten werden inzwischen die gleichen Beratungs- und Serviceleistungen wie in Deutschland erwartet. Auch wenn Insidern zufolge die Produktionstechnik der Innovation folgt, keine wie auch immer geartete Revolution aber wohl eine Evolution zu erwarten ist, wollen die Automobilbauer in allen Bereichen – von der Produktivität über die Materialkosten bis zur Qualität – noch besser werden. Die EMAG Gruppe wird mit entsprechend innovativer Fertigungstechnologie weiter als Partner dabei sein.

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