TITELSTORY: Inline-KMG prüfen Zylinderkopfhauben

TITELSTORY: Inline-KMG prüfen Zylinderkopfhauben

Schabmüller bearbeitet in Ingolstadt Zylinderkopfhauben für einen süddeutschen Automobilkonzern in hoher Stückzahl. Um sich bei der internationalen Konkurrenz mit Qualität durchsetzen zu können, setzt das Unternehmen auf eine Inline-Qualitätssicherungslösung von Zeiss. Reklamationen seit der Einführung: null.

Zwei Zeiss Koordinatenmessgeräte prüfen bei Schabmüller die Qualität von Zylinderkopfhauben. Das Besondere ist, dass die Messgeräte direkt in die automatisierte Fertigungslinie integriert sind. (Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH)

Zwei Zeiss Koordinatenmessgeräte prüfen bei Schabmüller die Qualität von Zylinderkopfhauben. Das Besondere ist, dass die Messgeräte direkt in die automatisierte Fertigungslinie integriert sind. (Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH)

Qualitätssicherung ist für Entscheider in fertigenden Unternehmen oft ein Schmerzpunkt: Ein notwendiges Übel, das viele Kosten verursacht, aber nicht dabei hilft, mehr zu produzieren. Auch Helmut Häckl, Geschäftsführer der Schabmüller Automobiltechnik, ging es so. Sein Unternehmen bearbeitet die Zylinderkopfhaube für alle V6-Benziner-Modelle eines süddeutschen Automobilkonzerns weltweit. Dabei konkurriert das Unternehmen mit Zulieferern in Niedriglohnländern. Wie lässt sich unter diesen Umständen auf wirtschaftliche Weise hohe Qualität sicherstellen? Die Antwort war eine automatisierte Messlösung, die Schabmüller in enger Zusammenarbeit mit Zeiss direkt in die Fertigungslinie integriert hat. Etwa 2.600 der Bauteile werden bei Schabmüller jeden Tag nach der Anlieferung geprüft, zerspant, gemessen und für die Auslieferung vorbereitet. „Das ist mit einigem Abstand unser größtes Fertigungsprojekt und auch ein sehr herausforderndes“, so Helmut Häckl. „Der internationale Wettbewerb unter den Automobilzulieferern ist hart, da ist Kosteneffizienz ein großer Faktor.“ Zugleich bestehen hohe Anforderungen an die Qualität der Bauteile. Um diese Herausforderung zu bewältigen, setzt Schabmüller seit 2017 auf zwei Zeiss Fertigungsmessgeräte samt automatisiertem Beladungstisch, die die Qualität der produzierten Teile prüfen. Das Besondere daran: In Zusammenarbeit mit Zeiss hat Schabmüller die Messgeräte direkt in die automatisierte Fertigungslinie integriert. Die Investition hat sich schnell gelohnt: „Seit wir mit der Inline-Messtechnik von Zeiss die Qualität sichern, haben wir keine einzige Reklamation gehabt“, berichtet Helmut Häckl.

Die Inline-Messstation von Zeiss ist komplett automatisiert: Ein Roboterarm greift die ankommende Zylinderkopfhaube. (Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH)

Die Inline-Messstation von Zeiss ist komplett automatisiert: Ein Roboterarm greift die ankommende Zylinderkopfhaube. (Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH)

Automatisierte Fertigungslinie mit integrierter QS

Für die erforderliche Effizienz bei der Bearbeitung sorgt eine stark automatisierte Fertigungslinie: Die angelieferten Rohlinge werden noch von Hand in die erste Station eingelegt, dann geht es weitgehend automatisch über insgesamt 96 Bearbeitungsplätze weiter. Der wesentliche Prozess ist das Zerspanen, um hochgenaue Passbohrungen und Dichtflächen exakt nach Maßvorgabe herzustellen. Roboterarme greifen die Rohlinge vom Fließband auf und legen diese in die Zerspanungsmaschinen ein. Am Ende kommt ein sauber bearbeitetes Teil heraus. In der Regel. Um die Ausnahmen von dieser Regel zuverlässig zu erkennen, ist in der Mitte der Fertigungslinie eine Station mit zwei GageMax integriert, die mit jeweils einem vollautomatischen Beladesystem ausgestattet sind. So ist die Station vollkommen automatisiert in die Fertigungslinie integriert: Ein Roboterarm greift die ankommende Zylinderkopfhaube, hält diese an ein Gebläse, um verbleibende Metallspäne zu entfernen, und spannt sie dann in eine von Zeiss individuell angefertigte Aufspannvorrichtung auf dem Verschiebetisch. Die Taster der Zeiss Inlinelösung fahren dann nach einem definierten Programm die relevanten Merkmale des Bauteils ab. 35 besonders kritische Merkmale können so direkt erfasst und ausgewertet werden. Basierend auf einem Kodierungssystem wählt der Roboter an der Messstation Werkstücke zur Prüfung aus oder leitet diese weiter an die nächste Bearbeitungsstation. Die Kodierung stellt sicher, dass stets Werkstücke aller 96 Bearbeitungsplätze gleichverteilt geprüft werden. So ist stets nachvollziehbar, welche Fertigungsmaschine und Bearbeitungsplätze einen Fehler produziert haben.

Mit dem Taster der Zeiss GageMax können 35 besonders kritische Merkmale innerhalb von Minuten automatisch erfasst und ausgewertet werden. (Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH)

Mit dem Taster der Zeiss GageMax können 35 besonders kritische Merkmale innerhalb von Minuten automatisch erfasst und ausgewertet werden. (Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH)

Hohe Messgeschwindigkeit und Robustheit

Anlagenfahrer Frederic Kern ist mit der Lösung hochzufrieden: „Mir ist wichtig, dass ich mich darauf verlassen kann, dass ‚meine‘ Anlage sauber läuft und gute Qualität produziert. Und mit dieser Lösung habe ich sofort Gewissheit.“ Jeder der 96 Bearbeitungsplätze in der Anlage ist eine mögliche Fehlerquelle. Ein Werkzeugwechse, und schon kann es zu Abweichungen kommen, die außerhalb der eng gesteckten Toleranzen fallen. „Wenn das so ist, muss ich das sofort mitbekommen“, so Frederic Kern, „sonst produzieren wir eine Menge Ausschuss. Das wird teuer.“ Innerhalb von 16 Stunden kann die automatisierte Messlösung die Produkte aller Bearbeitungsplätze prüfen. Nur die zwei Fertigungsmessgeräte und deren hohe Messgeschwindigkeit und schnelle Beladung machen das möglich. „Das sind natürlich harte Bedingungen in der Fertigung – Staub, Schmutz, Vibrationen, Kälte im Winter und Hitze im Sommer“, so der Anlagenfahrer. „Aber die Zeiss-Geräte halten das prima aus.“ Helmut Häckl bestätigt das. Er war 2017 als Projektleiter für die Einführung der Koordinatenmessgeräte verantwortlich. „Es war mir von Anfang an klar, dass wir eine Inline-Lösung brauchen“, betont der Geschäftsführer. „Und die Zeiss Inline-Lösung bietet uns die Robustheit für so eine Umgebung.“

„Seit wir mit Zeiss GageMax inline die Qualität sichern, haben wir keine einzige Reklamation gehabt“, Helmut Häckl, Schabmüller Automobiltechnik (Bild: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH)

Produktionstrends frühzeitig erkennen

Vor der Inline-Messung verlief die Qualitätssicherung via Serienmessung im Messraum, was viel Zeit in Anspruch nahm. Jetzt bleibt Messtechniker Emre Baysal und seinen Kollegen Zeit für eine gründliche Komplettmessung ausgewählter Bauteile inklusive Rauheit und Konturen, die er zweimal die Woche durchführt. „Ich finde es super, dass die Routineprüfung mitarbeiterunabhängig kontinuierlich von der Zeiss-Lösung in der Fertigung durchgeführt wird“, so Emre Baysal. „Das spart uns eine Menge Zeit und wir können uns auf die Aufgaben konzentrieren, für die es tatsächlich einen ausgebildeten Messtechniker braucht.“ Ein großes Plus ist für ihn auch die Software von Zeiss – geräteübergreifend ist Zeiss Calypso im Einsatz. Zusätzlich verwendet Schabmüller Zeiss PiWeb zur Visualisierung von Qualitätsdaten. „Das ist natürlich ein riesiger Vorteil“, so der Messtechniker, „weil damit die Messergebnisse aller Geräte eins zu eins vergleichbar und entsprechend aussagekräftig in der Datenbank hinterlegt sind.“ Trends in der Produktion lassen sich so rechtzeitig erkennen und fehlerhafte Werkstücke gehören der Vergangenheit an. Auch entfiel dadurch bei der Einführung der Inline-Lösung von Zeiss der Schulungsaufwand, weil die Mitarbeiter bereits mit der Softwareumgebung vertraut waren. Vom einstigen Schmerzpunkt hat sich so die Qualitätssicherung für Helmut Häckl zu einem echten Wettbewerbsvorteil entwickelt: „Wir können damit umfassend die Qualität in unserer größten Fertigungslinie sichern, ohne zusätzliches Personal einstellen zu müssen“, so der Geschäftsführer. „Wir sparen so Kosten und können uns mit unserer Qualität gegen Wettbewerber aus dem Ausland durchsetzen.“ Auch die Planung und Einführung des Systems fiel Helmut Häckl leicht: „So etwas geht nur in einer intensiven und qualifizierten Zusammenarbeit. Zeiss versteht unsere Anforderungen und hat die Kompetenz und Erfahrung damit, Messgeräte in eine automatisierte Fertigungslinie zu integrieren.“

Thematik:
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
www.zeiss.de/imt

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