Technologievielfalt der Extraklasse
Die Stadt Meissen im Bundesland Sachsen ist mit seinen 28.000 Einwohnern vor allem für die älteste Porzellanmanufaktur Europas bekannt. Aber nicht nur die Erfindung des Porzellans ist auf die Stadt zurückzuführen, sondern auch industriell hat der Einzugsraum viel zu bieten. Im Jahr 1965 erfolgte die Gründung des Sondermaschinenbaus und Handwerkbetriebs „Kersten“.
Nach der Wende wurde der Betrieb mit zwei kleinen Fräsbearbeitungszentren und 12 Mann gestartet und über die Jahre wurde die Teile- und Baugruppenfertigung als Hauptgeschäftsfeld immer weiter ausgebaut. 2004 bezog das Unternehmen ein neu erworbenes Büro- und Produktionsgebäude im Gewerbegebiet in Niederau. Zu dieser Zeit entstand erstmals der Kontakt mit WFL Millturn Technologies und Kersten Maschinenbau stellte auf Komplettbearbeitung um. Bereits 2006 zog die erste M65 MILLTURN von WFL bei Kersten Maschinenbau in die Produktionshallen ein. Die Maschine kommt insbesondere für die Fertigung von Wellen, Generatoren und Getriebeteilen für die Windkraftenergie zum Einsatz.
Teilespektrum „ohne Grenzen“
Kersten Maschinenbau beliefert vorwiegend Kunden in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Die Teile, die gefertigt werden, sind aber dennoch weltweit stark verbreitet. Der Kundenkreis reicht vom Maschinenbau, wie z.B. Elektromaschinenbau, Generatoren- und Motorenfertigung, Bahnmotoren-, Kupplungs- und Getriebehersteller bis hin zu Druckmaschinenherstellern. So geben sich auch Textilmaschinenbauer, Anlagenbauer, Messtechnikfirmen und der Sondermaschinenbau bei Kersten die Klinke in die Hand. „Die breite Verteilung erlaubt Flexibilität und Sicherheit, erzählt Udo Kersten, CEO von Kersten Maschinenbau. „Als Zulieferer haben wir ein breites Kundenspektrum, aus dem ein äußerst buntes Teilespektrum resultiert. Um dieses umzusetzen, haben wir eine hohe Fertigungstiefe mit Zuschnitt von Rohteilen, Schweißerei, Wärmebehandlung bis zur Baugruppenmontage. Mit drei hochgenauen Koordinatenmessmaschinen wird sichergestellt, dass alle gefertigten Bauteile auch gemessen und mit Protokollen ausgeliefert werden können. Kernstück der Fertigung bilden die mechanischen Abteilungen mit Dreh-Bohr-Fräs-Komplettbearbeitung sowie Schleiferei mit Rund- und Flachschleifmaschinen. Alle Maschinen sind mit vielen Optionen ausgestattet, um somit möglichst flexibel auf neue Kundenteile reagieren zu können“, ergänzt Udo Kersten.
Die Welt der Komplettbearbeitung
Aktuell hat Kersten Maschinenbau vier Maschinenmodelle der Marke „MILLTURN“ im Einsatz. Eine der neuesten Zugänge ist die M80X MILLTURN mit 4500 mm Spitzenweite. Die Hauptanforderungen an das neue Modell waren schlicht und ergreifend Flexibilität und Präzision. Angefangen vom Pick-up Magazin, einer selbstzentrierenden Lünette mit großem Spannbereich, bis hin zum erweiterten X-Verfahrweg werden die verschiedensten Bearbeitungsmöglichkeiten abgedeckt.
Zu den weiteren Anforderungen zählten Stabilität, vielfältige Technologien und die hohe Genauigkeit. Aber auch die Flexibilität, verschiedenste Werkzeuge in den Maschinen anzuwenden, war besonders wichtig. So konnte die MILLTURN durch das gute Werkzeughandling mit der großen Anzahl an Standardwerkzeugen (bis 900 mm Länge) und der Möglichkeit, große Bohrstangen über die Prismenwerkzeugschnittstelle aufzunehmen, punkten. „Die flexiblen Einsatzmöglichkeiten mit dem Prismenwerkzeugmagazin und dem großzügig dimensionierten Werkzeugwechsler erlauben uns hier viele Möglichkeiten“, erläutert Udo Kersten. „Ein weiteres wichtiges Anliegen war obendrein der große Y-Verfahrweg. Letztlich überzeugte jedoch wieder das Gesamtkonzept bzw. -paket, welches sich bereits in den letzten Jahren bewährt hatte.“
„Alle MILLTURN Maschinenmodelle sind aktuell für die Wellenteilfertigung ausgelegt, wobei auch die Bearbeitung von Futterteilen möglich ist. Der gegenwärtige Fokus liegt in der Bearbeitung von Wellen, Walzen, Buchsen und Spindeln. Hauptsächlich laufen diese Werkstückgattungen auf den MILLTURNs – die verschiedenen Drehlängen-Varianten waren uns dabei wichtig“, berichtet Udo Kersten. Die kleinste Komplettbearbeitungsmaschine, eine M50 MILLTURN, erfüllt mit 3000mm Drehlänge perfekt die Anforderungen für die darauf zu bearbeitenden Teile. Bei der letzten Kaufentscheidung spielte die Verstärkung auf Seite der Innenbearbeitungsmöglichkeiten eine große Rolle. Bei der Investition in die M80X MILLTURN wurde eine speziell gedämpfte Systembohrstange für vibrationsfreie Fertigbearbeitung mitangeschafft. Diese ermöglicht den automatischen Wechsel der Werkzeugköpfe an der Bohrstangenspitze und macht damit eine Bearbeitung komplexer Innenkonturen möglich. Umso länger die Bohrstange, desto mehr Z-Verfahrweg wird benötigt. Die M80X MILLTURN mit 4500 mm Bearbeitungslänge entsprach dieser Anforderung und ermöglicht den Einsatz bis zu 1700 mm langer und 200 kg schwerer, schwingungsgedämpfter Bohrstangen. Im Vergleich zum Standard-Modell der M80, verfügt die M80X über einen um 150 mm verlängerten X-Hub von insgesamt 1050 mm. Der längere X-Hub ermöglicht vor allem bei tiefen Querbohrungen den Einsatz von langen Werkzeugen.
Aktuell werden auf der M80X MILLTURN Bauteile aus der Textilbranche gefertigt, im Speziellen dienen die Werkstücke der Garnherstellung in Textilmaschinen. „Dort fertigen wir mit langen schlanken Bohrstangen Werkstücke, die sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Rundläufe aufweisen. Eine besonders hohe Anforderung an die Innenbearbeitungskontur ist dabei ebenso gefragt“, schließt Udo Kersten. Ende des Jahres 2020 wurde die M80X MILLTURN mit der Fertigung von Bauteilen für Garnwickler in Betrieb genommen.
Technologische Flexibilität
Technologisch gesehen werden jegliche Arten mechanischer Bearbeitung, z.B. auch Innennuten, Stirnverzahnungen und Steckverzahnungen, ausgeführt. Außenverzahnungen werden dabei gefräst und die Innenverzahnungen gestoßen. Beim Verzahnungsfräsen kommen die Vorteile des MILLTURN-Fräseinheit-Konzeptes mit drehmomentstarker Getriebespindel voll zum Tragen. Einerseits steht beim Vorbearbeiten mit großen Werkzeugen ein sehr hohes Drehmoment bei gleichzeitig hoher Leistung zur Verfügung, andererseits sorgen die hohen Drehzahlen beim Finishen der Verzahnungen für kurze Bearbeitungszeiten. Der technologisch ideale Drehmoment-Leistungsverlauf der Fräseinheit sorgt in jedem Drehzahlbereich für optimale Schnittbedingungen. In Kombination mit der FLANX-Verzahnungssoftware von WFL ergibt sich eine äußerst flexible und produktive Lösung.
An der M50 MILLTURN kommt ein von Kersten selbst entwickeltes Stoßwerkzeug bei einer 800mm tiefen Nut zum Einsatz. „Aufgrund der Stabilität der MILLTURN Maschinen kann man solche Dinge immer wieder ausprobieren und umsetzen. Die Maschinen weisen eine große Stabilität auf und sind daher prädestiniert für solchen Anwendungen.“
Als Zulieferer variieren nicht nur das Werkstücksortiment, sondern auch die Losgrößen. Die gängigsten Losgrößen liegen zwischen 20 und 100 Stück. Die flexible und kundenspezifische Auftragsabwicklung steht im Fokus des Unternehmens. Prinzipiell deckt Kersten Maschinenbau alles ab: Es werden sowohl Einzelstücke, aber auch große Losgroßen, gefertigt.
Die beiden zuletzt angeschafften Maschinen der Typen M50 MILLTURN und M80X MILLTURN stellten eine Erweiterung des Maschinenparks dar. Seit 2013 arbeitet auch eine M120 MILLTURN mit 6500 mm Drehlänge zuverlässig in drei Schichten. Bis dato wurde noch keine Maschine ausgesondert. Bei den Anschaffungen handelte es sich immer um eine Kapazitätserweiterung, immer mit dem Blick darauf, die zusätzlichen, technologischen Möglichkeiten der neueren Maschinenmodelle auszuschöpfen. „Hier war uns der technologische Fortschritt wichtig. Immer am neuesten Stand der Technik zu sein ist für uns entscheidend“, schließt Udo Kersten.
Von der Programmierung bis zur Fertigung
Die Programmierung und Simulation der Werkstücke erfolgt bei Kersten mit TopSolid CAM. Die 3D-Modelle der Maschinen stellt WFL zur Verfügung und können virtuell im TopSolid CAM abgebildet werden. Der vorhandene Postprozessor dient dabei als Bindeglied, die Programme von TopSolid CAM in die von der Steuerung benötigten ISO-Codes umzuwandeln. Zwei Programmierer arbeiten aktuell an den MILLTURNs.
Um eine Simulation genau ablaufen zu lassen, sind viele Dinge notwendig: Angefangen vom Maschinenmodell, Spannmittel, die Rohteil- bzw. Bauteildaten und Werkzeuge. Im Hause Kersten läuft bereits seit geraumer Zeit ein großes Projekt hinsichtlich Digitalisierung. Dabei wird die gesamte Werkzeugorganisation optimiert, um alle dafür notwendigen 3D-Modelle zur Verfügung zu haben. Die Herausforderung ist dabei, über 20.000 Werkzeugartikel zu erfassen, davon lassen sich in etwa 150.000 Varianten an Komplettwerkzeugen generieren. Aktuell ist Kersten mit der Digitalisierung der Werkzeugdaten sehr weit vorangekommen. Im CAM-System können letztlich die 3D-digitalisierten Werkzeuge geladen und die Simulation im Programm erstellt werden – ein echter Mehrwert.
Nicht mehr wegzudenken
Die Komplettbearbeitung erlaubt höhere Genauigkeit, Umspannfehler entfallen. Die Komplexität der Bauteile steigt und kann durch diese Art Maschinen besser abgebildet werden. Mit fünf verschiedenen Achsen kann in einer Einspannung bearbeitet und interpoliert werden. Die Durchlaufzeiten verkürzen sich, die Liegezeiten entfallen, Lagerplätze werden eingespart und letztlich wird der Durchlauf schneller und effizienter. „Die vielen Vorteile der Komplettbearbeitung haben uns seit 2004, mit der Anschaffung der ersten Komplettbearbeitungsmaschine, überzeugt. Wir haben gesehen, dass es gegenüber der klassischen Fertigung große Vorteile mit sich bringt“, schließt Udo Kersten.