MMS in der spanenden Fertigung

Innovationen mit Normen und Standards April 2007 MMS in der spanenden Fertigung Kosteneinsparung und Prozesssicherheit durch genormte Systemelemente Günter Fuchs Heidelberger Druckmaschinen AG, Standort Wiesloch Heidelberger Druckmaschinen AG

Inhalt 1 Vorstellung Heidelberger Druckmaschinen 2 HPC-Meilensteine, -Erläuterung 3 Entwicklungsschwerpunkt Werkzeugschneide 4 Optimierung Gesamtsystem 5 Stand HPC-Verbund 6 DIN 69090 7 Erreichbare Potenziale Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 2

Produkte unserer Kunden Erzeugnisse Prospekte Geschäftsdrucksachen Zeitschriften Verpackungen Etiketten Plakate Auflagen 200-1.000.000 Eigenschaften Hochwertige Qualität, wirtschaftlich hergestellt Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 4

Heidelberg seit über 150 Jahren Kompetenz in Printmedia Mitarbeiter International und kompetent Über 18.000 Mitarbeiter weltweit 40 % der Belegschaft arbeiten außerhalb Deutschlands Vertrieb und Service - Globale Präsenz Heidelberg verfügt über das dichteste Vertriebsund Service-Netz in der Printmedien-Industrie Rund 250 Vertretungen in über 170 Ländern Über 40% Marktanteile bei Bogenoffset Druckmaschinen Prepress Press Postpress HEIDELBERG - Partner für die komplette Prozesskette Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 5

Produktionsstandorte Bogenoffset - Kurzportrait BAZ und Fräsmaschinen Drehmaschinen Schleifmaschinen Verzahnungsmaschinen 470 320 220 70 100 200 300 400 500 Stk. Wiesloch Produktionsaufnahme: 1957 Größte und modernste Druckmaschinenfabrik der Welt Montage Bogenoffset Druckmaschinen Mechanische Kleinteilefertigung Elektronikfertigung World Logistics Center Ausbildungszentrum 6.200 Mitarbeiter Mehr als 1100 Werkzeugmaschinen Brandenburg Produktionsaufnahme: 1992 Mechanische Kleinteilefertigung (Stangen-) Drehteile 660 Mitarbeiter Amstetten Produktionsaufnahme: 1985 Gießerei Mechanische Großteilefertigung Zylinder, Seitenwände, Grundgestelle 1.280 Mitarbeiter Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 6

Meilensteine in der HPC-Entwicklung bei HEIDELBERG 3 MMS- Maschinen im Serieneinsatz Montagemaschinen komplett auf TMA- Bearbeitung Erste MMS-HPC- Maschine im Serienbetrieb 20 neue Großmaschinen für die Seitenwandfertigung als MMS- Maschinen in Serienbetrieb 1993 1999 2005 Start des TMA-Projekts Übergang in HPC-Verbund Start HPC-Norm Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 8

HPC, was bedeutet das? Beispiel Reibbearbeitung 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 [s] BAZ BJ1995 mit Nass -Schnittwerten Zeit für Werkzeugbereitstellung 38% Verteilung Hauptzeit Nebenzeit n+ N- 15s 62% BAZ BJ1995 TMA -Schnittwerten 41% n+ n- 8,5s 59% BAZ BJ2003 (1,2g; 75m/min) HPC -Serieneinführung + - BAZ BJ2003 (1,2g; 75m/min) HPC + 5Jahre + - Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 9 ½ Werkzeugwechsel Positionierung Bearbeitung Spindel Positionierung 200mm Bearbeitungsdurchmesser 12mm Bearbeitungstiefe 20mm Bohrungsabstand 100mm HPC-Bearbeitung ist nur mit optimal aufeinander abgestimmten Komponenten möglich. 2s <1,5s 75% 87% 25% 13%

Entwicklungsschwerpunkt Werkzeugschneide Geometrien wurden an die Anforderungen der TMA- Bearbeitung angepasst Substrate und Beschichtungen wurden weiterentwickelt Machbarkeit nachgewiesen Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 11

Entwicklungsschwerpunkt Werkzeugschneide Entwicklungen am schneidenden Teil Neue Geometrien, Weiterentwicklung bei den Substraten und Beschichtungen Optimierte Austritte aus dem Werkzeug Geometrisch optimierte Zufuhrkanäle zur Steigerung der Biegebruchfestigkeit Werkzeugentwicklungen Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 12

Entwicklungsschwerpunkt Werkzeugschneide Fehlende Prozesssicherheit I 0 U/min Versacken des Mediums muss durch Erhöhen der eingebrachten Mengen kompensiert werden 10.000 U/min 0 U/min 10.000 U/min Bauteile werden mit MMS- Medium verunreinigt Drehzahlabhängige MMS-Ausbringung Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 13

Entwicklungsschwerpunkt Werkzeugschneide Fehlende Prozesssicherheit II Zeitverzögertes Ausbringen des Mediums muss durch vorzeitiges Einschalten kompensiert werden. Schwankende Ausbringung muss durch Überfetten kompensiert werden. Maschineninnenraum wird verunreinigt Kontinuität und Ansprechverhalten Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 14

Entwicklungsschwerpunkt Werkzeugschneide Fehlende Prozesssicherheit III Unverbrauchtes Medium lagert sich ab. Maschineninnenraum, Vorrichtungen und die Werkstücke werden verschmutzt. Prozesssicherheit kann nur erreicht werden, Verunreinigungen wenn an Vorrichtungen das Gesamtsystem erzeugen betrachtet Zusatzaufwände wird. Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 15

Optimierung Gesamtsystem Geschlossenes MMS- System HPC-gerechte Maschinengestaltung Abstimmung des Gesamtsystems Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 17

Optimierung Gesamtsystem Geschlossenes MMS- System HPC-gerechte Maschinengestaltung Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 18

Optimierung Gesamtsystem Geschlossenes MMS-System MMS-Geräte 1-kanaliges MMS-System - VOGEL -BIELOMATIK - LUBRIX -STEIDLE - UNICUT 3 4 1-kanalige Systeme Lange und empfindliche Zufuhr von der Mischkammer bis zum Werkzeug Keine zusätzlichen Aufwendungen beim Werkzeug notwendig 2-kanaliges MMS-System - BIELOMATIK - Vogel -....... Varianten der MMS-Systeme 2-kanalige Systeme Kurze und unempfindliche Zufuhr von der Mischkammer bis zum Werkzeug Zusätzliche Aufwände wie z. B. Rohrdüsen notwendig. Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 19

Optimierung Gesamtsystem Geschlossenes MMS-System Schnittstellen 1 MMS-Gerät 2 Wegeventil 3 Äußere MMS-Zufuhr 4 Drehverteiler 5 Arbeitsspindel 5.1 Übergabehals 6 Werkzeugaufnahme 6.1 Übernahmerohr 6.2 Axiale Einstellschr. 7 Werkzeug S1-S6 Schnittstellen im MMS-Gesamtsystem Nicht abgestimmte Schnittstellen erschweren den Medientransport Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 20

Optimierung Gesamtsystem Geschlossenes MMS-System Schnittstellen 1 MMS-Gerät 2 Wegeventil 3 Äußere MMS-Zufuhr 4 Drehverteiler 5 Arbeitsspindel 5.1 Übergabehals 6 Werkzeugaufnahme 6.1 Übernahmerohr 6.2 Axiale Einstellschr. 7 Werkzeug S1-S6 Schnittstellen im MMS-Gesamtsystem Schnittstelle 5 Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 21

Optimierung Gesamtsystem Geschlossenes MMS-System Schnittstelle S5 Keine Norm für strömungsgünstige Werkzeuganschlüsse vorhanden Fehlerfreier Einsatz von MMS wird durch fehlende Kompatibilität behindert. Verschiedene Ausführungen von Werkzeugschäften Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 22

Optimierung Gesamtsystem Geschlossenes MMS-System Anbindung an Werkzeugmaschine Kalibrierung des MMS-Systems an die Werkzeugmaschine. Einfache, reproduzierbare Abnahmebedingungen und -verfahren festlegen. Korrekte Abstimmung MMS-System Werkzeugmaschine Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 23

Optimierung Gesamtsystem Geschlossenes MMS- System HPC-gerechte Maschinengestaltung Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 24

Optimierung Gesamtsystem HPC - gerechte Maschinengestaltung Späne können nicht mehr durch Spüldüsen beseitigt werden. Kein KSS zum manuellen Abspülen der Inneneinrichtung mehr vorhanden. Maschineninnenraum muss entsprechend gestaltet werden. Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 25

Entwicklungsstand HPC-Verbund Wer ist der HPC-Verbund? Cutting Performance High Firmenübergreifende Zusammenarbeit Motivation des HPC- Verbundes Identifikation und Ableitung gemeinsamer Handlungsbedarfe und deren Abarbeitung unter Ausnutzung der Synergieeffekte im Verbund Ziele des HPC-Verbundes Wirtschaftlichere und prozessstabilere Nutzung HPC-tauglicher standardisierter Fertigungssysteme unter Berücksichtigung größtmöglicher Marktgängigkeit Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 27

Entwicklungsstand HPC-Verbund Einbindung von Industriepartnern Abstimmung mit Industriepartnern Entwicklung und technologische Erprobung von Schnittstellen Einbindung der MMS- Geräte in die Maschinensteuerung Regelmäßige Abstimmungen mit Industriepartnern Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 28

Entwicklungsstand HPC-Verbund Schnittstelle WZ-Halter WZ-Maschine Abstimmung mit Industriepartnern Entwicklung und technologische Erprobung von Schnittstellen Einbindung der MMS- Geräte in die Maschinensteuerung Quelle: bielomatik Standardisierungsschritte bei den Übernahmerohren Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 29

Entwicklungsstand HPC-Verbund MMS-Gesamtsystem Abstimmung mit Industriepartnern Entwicklung und technologische Erprobung von Schnittstellen Einbindung der MMS- Geräte in die Maschinensteuerung Grundlagen wurden in Zusammenarbeit mit Industriepartnern erarbeitet und in Zusammenhang Pilotanlagen der zwischen Verbundpartner Kanaldurchmesser im mehrjährigen und Serieneinsatz MMS-Menge getestet. Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 30

DIN 69090 Trocken- und MMS Bearbeitungstechnologie Teil 1 - Begriffe, Definitionen, Grundlagen und Anwendung 1. Anwendungsbereich 2. Normative Verweisungen 3. Begriffe 4. Systemanforderungen 5. Maschine nach DIN 69090-2 Teil 2 - Maschinen 6. Maschinenseitige Schnittstellen 1. Anwendungsbereich 7. MMS-System nach DIN 69090-2 2. Normative Verweisungen 8. Medien 3. Begriffe 9. Prüfbedingungen Teil 4. Ausführung der Maschine 3 - Werkzeuge 10. Werkzeuge nach DIN 69090-3 1. 5. Minimalmengenschmiersystem (1- / 2- kanalig) Anwendungsbereich 11. Schnittstellen im Spannzeug- 2. 6. Maschinenseitige Schnittstellen Normative Verweisungen Werkzeugsystem 3. 7. Steuerung von Maschinen und MMS-System Begriffe 4. 8. Prüfung der Maschine und des MMS Systems Systemanforderungen 5. Medien 6. Werkzeuge und Werkzeugsysteme nach DIN 69090-3 Alle bisher gewonnenen Erkenntnisse der Industriepartner werden in der DIN 69090 zusammengeführt. Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 32

Erreichbare Einsparpotenziale t e -Nass 6,48min t e -HPC 2,77min Ratio 57 % t e -Nass 13,49min t e -HPC 3,64min Ratio 73 % Potenziale Stahlbearbeitung sind (C45) nur dann nutzbar, wenn alle Systeme optimal aufeinander auf vertikalem BAZ abgestimmt sind. Gußbearbeitung (GGG40) auf horizontalem BAZ Norm macht die gewonnenen Erkenntnisse allen Herstellern und Anwendern der HPC-Bearbeitung zugänglich. Normierte Systemelemente sind kostengünstig und austauschbar. Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 34

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Heidelberger Druckmaschinen AG G. Fuchs OP-PET Vortrag_Hannover_Messe_2007_04_17.ppt Seite: 36