Für Horstmann steht der Kunde im Mittelpunkt
C 42 U HS flex | Horstmann | Auftragsfertigung - Sondermaschinenbau
Für Horstmann steht der Kunde im Mittelpunkt. Schnelligkeit und Qualität sind die selbsterklärten Ziele, die der Maschinenbauer mithilfe des neuen 5-Achs-Bearbeitungszentrums von Hermle erreichen will. Eine wichtige Rolle nimmt dabei die Automationslösung HS flex ein.
Etwas ungewöhnlich wirkt die Zusammenstellung der Firmengebäude der Horstmann Maschinenbau GmbH in Heek im Kreis Borken bei Münster. Neben einem modernen Verwaltungsgebäude findet sich, leicht hinter der Produktionshalle versteckt, ein uriges Fachwerkhäuschen sowie ein deutlich präsenter Büro-Container. Geplant war das Provisorium nicht, wie Geschäftsführer Klaus Horstmann erklärt. Doch eine Reihe von Zufällen führte dazu, dass Baupläne nicht realisiert wurden und die Firma längst den räumlichen Rahmen des ursprünglichen Bauvorhabens sprengte. Dass die daraus resultierenden Entscheidungen meist weit durchdacht sind und einem „Masterplan“, wie es der Geschäftsführer selber nennt, folgen, zeigt die jüngste Investition. Diese stellte gleichzeitig den ersten Schritt in die Automatisierung dar.
Begonnen hat die Geschichte des Familienbetriebs 1979. Klaus Horstmann hatte stets ein wachsames Auge auf seine Kunden und den Markt. Heute zählt das Unternehmen 51 Mitarbeiter und steht auf vier Standbeinen: der Auftragsfertigung, Sondermaschinenbau ,den Lager- und Transportsystemen sowie dem Bereich Packaging. Den Einstieg in die Verpackungsindustrie absolvierte das Unternehmen erst vor wenigen Jahren mit der Entwicklung des Boxmakers. Die Idee dahinter entspricht dem modernen Fertigungsgedanken: Statt Versandkartons zu bevorraten produziert die Kartonzuschneidemaschine individuelle Verpackungen just in time. Versandkosten werden reduziert, Füllmaterial durch die Möglichkeit, Bumper direkt zu integrieren, überflüssig. Das Ergebnis ist ein schlanker und flexibler Verpackungsprozess, auch für Losgröße 1. Nach einer Entwicklungszeit von über zwei Jahren mit anschließenden Pilotprojekten steht nun die Serienproduktion im Fokus.
Die Teile für den Boxmaker fertigt die Horstmann Maschinenbau GmbH selber. Wichtig dabei ist, dass ganze Montagefamilien gefräst werden können, statt einer hohen Anzahl an Gleichteilen. „Dadurch können wir viel schneller mit der Montage anfangen und erhalten einen gleichmäßigen Workflow“, erklärt der Geschäftsführer.
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Die Steuerung kommt von Heidenhain (Typ TNC 640) und ist dank HSCI-Schnittstelle und EnDat-Interface durchgängig digital.
Der Weg zur Automation
Anfangs bearbeitete der Maschinenbauer die Werkstücke auf 3- und 4-Achsmaschinen ohne Automation. Um die Abläufe zu optimieren und Maschinenstillstände – bedingt durch Rüstzeiten – zu reduzieren, führte Horstmann zunächst das Nullpunktspannsystem ein. Durch die anschließende Verlagerung der Programmierung von der Maschine ins Büro, bereitete der Unternehmer seine Mitarbeiter auf die Automatisierung vor. Diesen Schritt ging Horstmann Ende März 2018: Nach gründlicher Analyse und Recherche bestellte er bei der Maschinenfabrik Berthold Hermle AG das 5-Achs-Bearbeitungszetrum C 42 U mit Handlingsystem HS flex. „Das Gesamtpaket – Maschine, Handling, Werkzeuge, Service und Unterstützung – war für uns entscheidend“, antwortet Horstmann auf die Frage, warum er sich für den Maschinenbauer aus Gosheim entschieden habe. Das stimmte ebenso wie die Erfahrungen, die der Maschinenbauer mit einem 3-Achs-Fräszentrum vom Typ C 800 V sammeln konnte, das seit 2001 zuverlässig arbeitet. „Hermle beherrscht einfach den Prozess“, bestätigt der Geschäftsführer.
Darüber hinaus überzeugten die Einsatzmöglichkeiten der Automatisierungslösung: „Maschinen mit Palettenwechslern gibt es schon lange. Maschinen, die die von uns geforderte Flexibilität haben, sind dagegen relativ neu“, erklärt Horstmann und führt fort: „Wir brauchen die Option, die bedarfsorientierte Fertigung für den Boxmaker durch dringende Fertigungsaufträge unserer Kunden unterbrechen zu können.“ Zudem gibt die 5-Achs-Bearbeitung den Entwicklern mehr Freiheit für die Teilegestaltung und erlaubt die Konstruktion komplexerer Teile. Das reduziert die Komponentenanzahl und damit den Montageaufwand. Gleichzeitig steigt die Wiederholgenauigkeit. „Und wir müssen keine Serie produzieren, um die Maschine zu finanzieren“, ergänzt der Geschäftsführer.
Die wirtschaftliche Automationslösung HS flex verfügt über zwei Speichermodule mit je vier Regalebenen. Derzeit sind 21 Paletten im Einsatz, die über den drehbaren Rüstplatz mithilfe des HACS (Hermle-Automation-Control-System) in den Palettenspeicher eingespeist werden. Um für die vielfältigen Aufträge gerüstet zu sein, hat Klaus Horstmann das Bearbeitungszentrum C 42 U um ein Zusatzmagazin erweitert. „Das Standardmagazin für 42 Werkzeuge wären bei der geplanten vollautomatischen Einzelteilfertigung schnell an die Kapazitätsgrenzen gestoßen. Wir haben jetzt mit den 192 Magazinplätzen noch etwas Luft nach oben“, erklärt Horstmann.
Stimmiges Gesamtkonzept
Die Aufspannfläche des 450 Kilogramm tragenden Schwenkrundtischs beträgt im Durchmesser 440 Millimeter. Dem hohen Anspruch an die Präzision wird auch der Schneckenantrieb gerecht, der zuverlässig Wellentorsion am Tisch verhindert. Der Verfahrweg liegt bei je 800 Millimetern in X- und Y-Richtung sowie bei maximal 550 Millimetern in Z-Richtung. „Das deckt einen Großteil unserer Werkstückdimensionen ab“, weiß Fertigungsleiter Christian Wensing, der sich als Projektverantwortlicher schon im Vorfeld nicht nur mit den zu bearbeitenden Werkstückmaßen, sondern auch mit den Anforderungen an die Automationslösung eingehend beschäftigt hat: „Da wir neu in die Automatisierung einsteigen, wollten wir ein System aus einer Hand mit möglichst wenig Fremd-Schnittstellen, die sonst zu Komplikationen führen können.“
Generell spielt die Prozesssicherheit eine große Rolle für das Maschinenbauunternehmen, das Fehler durch Standardisierung, Simulation und Kontrollmessungen zu vermeiden versucht. „Wir setzen nur standardisierte Spannmittel ein, die auch in unserem 3D-System abgebildet werden“, bestätigt Wensing. Ebenso standardisiert sind die Werkzeuge, deren Länge von der Anlage automatisch überprüft werden. Auch die Werkstücklage wird vor der Bearbeitung von der C 42 U automatisch kontrolliert. „Falls etwas nicht stimmt, wird die Palette gesperrt und gegen einen anderen Auftrag getauscht“, erklärt der Fertigungsleiter. „Zusätzliche Messzyklen kosten zwar Zeit, dienen aber der Sicherheit und Präzision. Diese sind uns extrem wichtig“, verdeutlicht der Geschäftsführer.
Der hohe Anspruch an Präzision und Sicherheit erklärt auch, warum die C 42 U vorerst nur 16 Stunden am Tag arbeitet. Zunächst will der Fertigungsleiter ein möglichst breites Teilespektrum unter direkter Aufsicht produzieren lassen. Das Ziel, die sichere vollautomatisierte Einzelteilfertigung auch über Nacht, sieht er jedoch innerhalb der nächsten Monate realisierbar. Steigt die Zahl der sich wiederholenden Teile, plant er den Betrieb in der mannlosen Schicht ein.
Auch wenn das Thema Automatisierung in der Firma Horstmann relativ jung ist, weiß der Fertigungsleiter die Möglichkeiten, die Hermle der C 42 U mitgibt, weitreichend zu nutzen. Das optionale Steuerungstool HIMS (Hermle Information Monitoring System) zeigt den Live-Status der Maschine an und versendet Ereignisse per E-Mail. Er erklärt weiterhin: „Wir bekommen die Produktionszeiten vollautomatisiert direkt von der Maschine in das ERP-System gemeldet. Dadurch können wir die Maschine ideal bebuchen.“ So ist das Bearbeitungszentrum schon wenige Monate nach der Inbetriebnahme an einem 16-Stunden-Tag zu bis zu 90 Prozent ausgelastet.
Dieser Erfolg ist auch der Unterstützung durch Hermle zuzuschreiben. „Der Service ist ein überzeugendes Alleinstellungsmerkmal“, lobt Klaus Horstmann die Zusammenarbeit mit den Baden-Württembergern. „Und wir haben durch dieses Projekt viele unserer Visionen realisieren können.“ So konnte er die Produktivität steigern und die Personalquote halten. Er entlastet seine Mitarbeiter von banalen oder körperlich anstrengenden Tätigkeiten, so dass diese ihr Potenzial und Know-how besser einbringen können.
„Das Bearbeitungszentrum von Hermle hilft uns zudem, unserem Kundenversprechen treu zu bleiben: hohe Servicequalität, kurze Reaktionszeiten und eine ständige Bereitschaft“, ergänzt der Geschäftsführer. Mit dem Projekt beweist er, dass auch kleine Unternehmen ihre Prozesse neu denken und flexibel sein können. „Wir können jetzt ganz weit vorne mitschwimmen“, sagt Horstmann abschließend.
