Cam gears from HEINZ


A report by "Maschine+Werkzeug" about cam gears and the production of HEINZ AUTOMATIONS-SYSTEME GmbH with Mazak machines.

Technik – Maschinen

Bearbeitungszentren – Mit der Produktion spezieller Getriebe ist die in Bensheim gegrĂŒndete Heinz Automations-Systeme GmbH erfolgreich. Auch nach einer Verlagerung der Fertigung werden wieder Maschinen von Mazak eingesetzt.
Elsterwerda, im SĂŒdzipfel Brandenburgs an der Landesgrenze zu Sachsen, ist der Produktionsstandort des hessischen Familienunternehmens als eigenstĂ€ndige Unternehmenseinheit â€șHeinz GmbHâ€č.

In Bensheim sind weiterhin GeschĂ€ftsfĂŒhrung, Vertrieb, Projektierung, Konstruktion, Arbeitsvorbereitung und Einkauf angesiedelt. Die Heinz GmbH entstand auf der grĂŒnen Wiese und umfasst heute fĂŒnf Hallen mit insgesamt rund 7000 Quadratmeter Fertigungs- und LagerflĂ€che. An diesem Standort ist der Hauptteil der 120 Mitarbeiter des gesamten Unternehmens tĂ€tig.

Die Heinz Automations-Systeme GmbH hat sich ganz auf die Produktion kurvengetriebener Schrittschaltgetriebe spezialisiert. Sie werden ĂŒberall dort eingesetzt, wo es um prĂ€zise getaktete Bewegungen und exakte Positionierungen geht. Verbaut sind sie unter anderem in Verpackungs-, Druck-, BefĂŒll-, Verschließ- und Sondermaschinen im Bereich der Lebensmittel-, der Pharma-, Tabak- und Automobilindustrie.

Takt und Drehmoment

Hauptkomponente dieser Getriebe sind Kurven in unterschiedlichster Bauform und GrĂ¶ĂŸe. Die wartungsfreien Getriebe von Heinz sind spielfrei und bieten eine hohe Wiederholgenauigkeit der Schrittbewegung. In einer Maschine montiert, sorgen sie fĂŒr den Halt der Produkte an der exakt richtigen Position, innerhalb der notwendigen Bearbeitungsschritte. Trotz ihrer vergleichsweise kompakten Bauform können sie große Drehmomente ĂŒbertragen. Mit QualitĂ€t und FlexibilitĂ€t ist Heinz MarktfĂŒhrer im Bereich der Globoid-Schritttgetriebe geworden.

Grundlage des Erfolges ist die große Fertigungstiefe in der Produktion. Dies ermöglicht eine hohe FlexibilitĂ€t bei der kundenspezifischen AusfĂŒhrung der Getriebe und der Terminsicherung durch optimale AblĂ€ufe in der Produktion. Fertigungstoleranzen kleiner 1/100 mm hat Heinz damit ebenso in der Hand wie die termingerechte ErfĂŒllung von SonderwĂŒnschen seiner Kunden.

Alle funktionsbestimmenden Teile werden auf Schleifmaschinen unterschiedlicher Art endbearbeitet. Die Teile der mechanischen Fertigung umfassen im Wesentlichen Kurven, Wellen, Lagerdeckel und GehÀuse.

Vom Kurvenmechanismus, dem funktionsbestimmenden Teil der Getriebe, bis zu den Antriebs- und Abtriebswellen fertigt Heinz fast alles spezifisch nach Kundenwunsch. Insgesamt entstand so eine Vielzahl von möglichen Varianten an Schrittschaltgetrieben.

Mazak fĂŒr die GehĂ€use

Bei der GehĂ€usefertigung setzt Heinz ĂŒberwiegend auf Maschinen von Yamazaki Mazak. Seit Februar dieses Jahres ist eine neue Vortex i-630V/6 im Einsatz, auf der nun etwa 80 Prozent aller GetriebegehĂ€use gefertigt werden. FĂŒr die exakte Funktion des Getriebes ist letztlich auch das GehĂ€use mitentscheidend.

Auch die VorgĂ€ngermaschine der Vortex kam von Mazak. Die alte HV630 war nach 14 Jahren intensivem Einsatz ausgemustert worden. »Selbst bei guter Pflege muss man irgendwann sagen, die Maschine wird jetzt ausgetauscht«, kommentiert Karsten Loch, Fertigungsleiter der Heinz GmbH, die Neuanschaffung. Die neue Vortex ist bereits die 15. Mazak-Maschine fĂŒr Heinz.

Bearbeitung von Guss

Vor allem das zu bearbeitende Gussmaterial setzt den Maschinen auf Dauer zu. Dem wurde auch beim neuen Bearbeitungszentrum Rechnung getragen: Die Vortex ist mit aufwendigen Reinigungsstufen fĂŒr den KĂŒhlschmierstoff ausgestattet. Das erste Fazit von Karsten Loch fĂ€llt sehr positiv aus: »Die neue Maschine ist schneller, moderner und hat eine andere Konfiguration. Obwohl wir noch beim Einfahren sind, fertigen wir bereits um zehn Prozent schneller als zuvor.«

Auch den niedrigeren Energieverbrauch der Vortex wĂŒrdigt Karsten Loch als Pluspunkt. Mit ihrer hohen Steifigkeit ermöglicht es die Vortex, höhere VorschĂŒbe zu fahren. Die Maschine ist auch etwas grĂ¶ĂŸer als die alte HV630. Mit ihren lĂ€ngeren Verfahrwegen können nun auch grĂ¶ĂŸere GehĂ€use auf dieser Maschine gefertigt werden. Bei einer maximalen Höhe von 1400 mm können WerkstĂŒcke einen Durchmesser bis zu 1250 mm haben. Die Verfahrwege in X-, Y- und Z-Richtung betragen 1425 x 1050 x 1050 mm.

Schon am alten Standort in Bensheim waren zwei Mazak-Maschinen im Einsatz. Aufgrund der guten Erfahrungen, die damit gesammelt wurden, setzte das Unternehmen in Elsterwerda von Anfang an wieder auf die als sehr zuverlĂ€ssig bewerteten Maschinen. Auch das gute Preis-Leistungs-VerhĂ€ltnis und der Mazak-Service spielten dabei eine Rolle, wie Fertigungsleiter Loch erlĂ€utert: »Kleinigkeiten können ĂŒber die Telefon-Hotline geregelt werden. Ersatzteile sind im Bedarfsfall auch schnell da, die Monteure ebenfalls. Die sind qualifiziert und wissen, was sie machen. Man kann nur sagen: Top.«

Betreut wird Heinz von Mazaks Vertriebsingenieur Andreas Brosche. Er weist auf einen besonderen Service des Herstellers hin: »Mazak liefert ein Leben lang Ersatzteile. Wenn bei uns ein Kunde eine 30 Jahre alte Maschine im Einsatz hat, bekommt er dafĂŒr meist noch alle Teile.« Vor einiger Zeit hat Mazak seine ServiceeinsĂ€tze noch kundenfreundlicher gestaltet. Egal wo nun der Kunde seine Fertigung hat und von wo der Techniker auch anfĂ€hrt, muss nur die Strecke vom nĂ€chstgelegenen Servicezentrum aus bezahlt werden, was in diesem Fall fĂŒr die Heinz GmbH Leipzig ist.

Kompatible Steuerung

Auch Steuerungen werden nicht abgemeldet. Neue Steuerungsentwicklungen sind bei Mazak immer abwĂ€rtskompatibel. In der Praxis ist das durchaus von Bedeutung, bestĂ€tigt Karsten Loch: »Als die Vortex kam, konnten wir die Programme von der VorgĂ€ngermaschine problemlos ĂŒbernehmen. Mit neuen Funktionen kamen unsere Mitarbeiter gut zurecht. Das alleine wĂ€re schon ein Grund gewesen, bei Mazak zu bleiben.« Er schĂ€tzt auch die leichte Programmierung fĂŒr die Bediener. »Die Maschine lĂ€sst sich schnell und einfach programmieren, das ist ebenfalls wichtig fĂŒr uns«, so Loch.

Schneller als mit CAD

Das Unternehmen arbeitet zwar mit einem CAM-System, setzt es an der Vortex aber nicht ein. »Das ist hier nicht nötig. Bei der Programmierung der GehĂ€usebearbeitung direkt an der Mazatrol-Steuerung der Maschine sind unsere Leute schneller als mit dem CAM. Das ist ein ganz großer Vorteil von Mazak.« Wirtschaftlich ist der Verzicht von CAM an dieser Maschine auch deshalb, weil es wĂ€hrend der Programmierung keinen Stillstand gibt, da hierzu die Laufzeiten genutzt werden.

Dabei hilft das Palletech, ein flexibles Fertigungssystem (FMS) von Mazak. Heinz hat den Sechsfach-Palettenwechsler mit erweiterbarem Linearspeicher gleich mitgeordert. Das erlaubt auch eine mannlose dritte Schicht, denn die Vortex ist bereits wieder voll ausgelastet. FĂŒr die Programmierung des Palettenwechslers gab es eine separate Schulung.

Sicher durch die Nacht

Mit einem Messtaster von Renishaw kann das WerkstĂŒck direkt auf der Maschine vermessen und gegebenenfalls korrigiert werden. Eine Werkzeugbruchkontrolle ist bei der Mazak-Maschine von Haus aus dabei. Prozesssicherheit ist dem Anwender vor allem in der Nachtschicht wichtig. Je nach GrĂ¶ĂŸe dauert die Bearbeitung eines GetriebegehĂ€uses 20 bis 90 Minuten.

Mit der neuen Vortex ist ĂŒber die kompakte B-Achse nun auch FĂŒnf-Achs-Simultanbearbeitung möglich. FĂŒr Heinz ist das allerdings eher eine Zukunftsoption. »Dazu mĂŒssten wir einen konkreten Anwendungsfall haben«, so Karsten Loch, »aber den haben wir momentan nicht in unserem Teilespektrum.« Bevor Mazak mit seiner Vortex i-630V/6 zum Zug kam, hat Heinz Vergleiche am Markt angestellt. In der engeren Auswahl waren noch Ă€quivalente Maschinen in Ă€hnlicher Konfiguration von zwei deutschen Herstellern.

»Am Ende war es das Gesamtpaket, das fĂŒr Mazak den Ausschlag gab«, verrĂ€t Karsten Loch. Neben guten Erfahrungen, Service und Steuerung gehörte dazu auch der Eindruck von der Vortex. »Die gesamte Maschine ĂŒberzeugt mit ihrer hohen Steifigkeit, der FrĂ€skopf machte auf Anhieb einen soliden Eindruck«, so Loch.

Versteckte Werte

Über diesen FrĂ€skopf gibt es noch eine Verbindung zwischen Heinz und Mazak: In seinem Inneren versieht der gleiche Getriebetyp seinen Dienst, der auch in Elsterwerda gebaut wird. »Bei Mazak nennen wir es CAM-Roll-Getriebe«, erlĂ€utert Andreas Brosche. Dieses Getriebe sei zwar nicht die gĂŒnstigste Lösung, habe sich in der Praxis aber gut bewĂ€hrt und fĂŒhre zu einem geringeren Wartungsaufwand an den Maschinen. Den Unterschied könne man zwar am Kopf von außen nicht erkennen, sein Getriebe sei aber ein Alleinstellungsmerkmal fĂŒr Mazak. Im Maschinenpark von Heinz ist nicht nur die neue Vortex mit so einem FrĂ€skopf ausgestattet, sondern auch die ebenfalls noch recht neue Mazak Integrex e-420H II.

Besuch

»Meines Wissens wurde so ein Getriebe an unseren Maschinen noch nie gewechselt«, sagt Brosche. »Weil es auch hohe KrĂ€fte aushĂ€lt, gilt es als unkaputtbar.« Karsten Loch kann das bestĂ€tigen: »Wenn an einer Maschine unserer Kunden mal ein Schaden eintritt, dann reißen eher die Wellen ab, die aus dem Getriebe herauskommen, bevor das robuste Getriebe selbst Schaden nimmt.«

www.mazakeu.de
www.heinz-automation.de

Fakten

Kurvengetriebe greifen die Form einer bewegten Kurve ab und leiten sie an andere Getriebeelemente weiter. Aufgrund des zwangsgesteuerten Bewegungsablaufs der Kurve ergibt sich ein sanftes Beschleunigen und Verzögern bei hoher Positioniergenauigkeit ohne summierende Fehler. Sie werden daher bei Prozessen eingesetzt, welche ein prÀzises Takten erfordern.

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