[Back]

F. Puschitz, F. Bleicher:
"Projekt Speed Flex";
Report for WIFI/Schunk; Report No. 1, 2005; 90 pages.

Unterstützung bei der Automatisierung von Fertigungsprozessen bei der Herstellung von Kohlebürsten. Es sollen Automatisierungsmöglichkeiten für mechanische Bearbeitungen vorgeschlagen werden, sowie innovative Verfahren für bestimmte Prozessschritte aufgezeigt werden.
Primärer Gebiet der Beratung ist die Fertigung von Kohlebürsten bis zu einer Losgröße von 3000 Stück.
Der bestehende Produktionsprozess der Fa. Schunk Wien wurde erhoben und die einzelnen Prozessschritte analysiert. Es konnte festgestellt werden, dass die meisten Produktionsschritte stark durch manuelle Tätigkeiten geprägt sind. In geringem Umfang sind einfache Vorrichtungen zur Arbeitserleichterung für das Personal etabliert. In der Großserienfertigung (Losgrößen >3000 Stück) sind bereits Automaten im Einsatz. Die dort angewandten Techniken könnten durch, zumeist geringfügige Änderungen, ohne weiteres auch für die Kleinserienfertigung übernommen werden.

Ein großes Optimierungspotential ist in der mechanischen Bearbeitung der Kohlegrundkörper zu erkennen. Gegenwärtig findet vorwiegend das Schleifen seine Anwendung, wobei die Bearbeitung durchgehende auf einfachen mechanischen Maschinen statt. Meist wird nur ein Arbeitsschritt an diesen Maschinen durchgeführt wozu mehr oder weniger zeitintensive Rüstvorgänge notwendig sind, die insbesondere bei geringen Stückzahlen einen dominaten Anteil in der Kalkulation finden. Beispielhaft für die einzelnen Arbeitsschritte seien hier das Ablängen und das planparallel schleifen erwähnt.
Von Seiten des Instituts für Fertigungstechnik wird ein Wechsel des Verfahrens hin zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung auf einem 5-achsigen Fräszentrum angeregt. Eine allseitige Bearbeitung in zwei Aufspannungen wird durch den Einsatz eines geeigneten Werkstückhandlingsystems möglich. Beispielhaft sei das bereits in die Werkzeugmaschine der Fa. Digma integrierte Handlingsystem angeführt. Die aufwändige Vorbearbeitung der Kohlegrundkörper durch Schleifen zur Herstellung planparalleler Flächen könnte mit hoher Wahrscheinlichkeit zur Gänze entfallen. Die Bearbeitung von Kohlekörpern auf HSC-Bearbeitungszentren kann als Stand der Technik angesehen werden, insbesondere sei auf deren Einsatz in der Herstellung von Graphitelektroden für Erodierwerkzeuge verwiesen.
Zur eindeutigen Kennzeichnung der Kohlekörper wird, alternativ zum bestehenden System, ein Beschriftungslaser vorgeschlagen.
Wesentliches Augenmerk im Zuge einer Innovation der Kohlebürstenherstellung muss auf die Automatisierbarkeit der Kabelfixierung in der Kohlebürste gelegt werden. Im Zuge dieses aufwendigen Prozesses müssen die Kabel zum Aufziehen der Kabelisolation in definierter Position fixiert und auf die gewünschte Länge abgeschnitten werden.Als Vorschlag wird vom Institut für Fertigungstechnik eine, während dem Abziehen der Stampfvorrichtung stetig einfahrende Klemmvorrichtung eingeregt.
Während des Transports der Kohlebürsten durch die einzelnen Produktionsschritte sollte der Einsatz von Vorrichtungen, wie z.B. ein Palettensystem, angedacht werden, da hierbei eine neuerliche Positionierung in den Arbeitsstationen wesentlich schneller erfolgen kann.

Zur weiteren Vorgehensweise des Projekts, mit dem Ziel der kompletten Automation des Fertigungsprozesses zur Herstellung von Kohlebürsten mit Stückzahlen kleiner 3000 Stück, empfiehlt das Institut für Fertigungstechnik eine Aufspaltung der gesamten Prozesskette in eindeutig abgegrenzte Teilbereiche und schrittweiser Automation dieser Teilbereiche. Die Teilbereiche können grob in Kohlegrundkörperfertigung, Beschriftung inkl. Aufbringen von Anpressplättchen und Gruppierung zu Zwillingsbürsten, Kabeleinstampfen inkl. Aufziehen der Kabelisolation sowie die Bereiche Kabelschuhanbringung und Verpackung des fertigen Produktes gegliedert werden.
Als ersten zu realisierendes Teilbereich empfiehlt das IFT die Fertigung der Kohlegrundkörper.

Kohlebürste, Simulation, Bearbeitung, Automatisierung