Im Prozessfluss integriert

Das Produktionsprinzip bei Helgesen heißt Vernetzung. Als Lohnfertiger ist das in Hartford, Wisconsin (USA) angesiedelte Unternehmen eng mit seinen Kunden verbunden. Beginnend mit der gemeinsamen Produktkonstruktion bis zur Lieferung.

19. Dezember 2005

1977 gründete Ron Marshall die Firma Helgesen. Heute arbeiten hier 400 Personen auf über 20.000 Quadratmetern Produktionsfläche im Zweischichtbetrieb.

Das Unternehmen liegt etwa eine Stunde nordwestlich von Milwaukee, der Hauptstadt von Wisconsin. In diesem Bundesstaat ist die Arbeitslosigkeit gering. Junge Leute tendieren eher zu kaufmännischen Berufen. Qualifiziertes Personal ist daher schwierig zu finden.

Umso wichtiger ist es, dass die Mitarbeiter auch Hightech-Maschinen schon nach kurzer Einlernzeit sicher bedienen können. Die Kundenstruktur von Helgesen lässt sich in drei Gruppen einteilen: Industrie, Militär und Life-Science. Anstatt eine lange Referenzliste zu führen, setzt Helgesen auf eine enge Verzahnung mit wenigen Großkunden. Die größten Abnehmer sind Caterpillar und John Deere. Zu den weiteren Hauptabnehmern zählen Case Traktoren, CNH Traktoren, JLG Lifte und Ingersoll Rand. Für diese Unternehmen fertigt Helgesen nicht nur schwere Stahlkonstruktionen, sondern ist auch in die Entwicklung und Produktionsplanung voll eingebunden.

Verkürzte Lieferzeiten

Mit dem prozessbezogenen Gesamtansatz konnte Helgesen für einen Kunden etwa 26 Prozent Kosteneinsparungen erzielen.

Hierbei brachten die folgenden Ansätze die größten Effekte. Der Einsatz von lasergeschnittenen und gebogenen Blechen anstelle von zugekauften Strukturkomponenten verkürzte die Lieferzeit um 50 Prozent.

Eine Vereinheitlichung der Materialsorten und Blechdicken sowie eine bessere Auslastung der Maschinen durch einen besseren Fertigungsfluss erhöhte die Ausbringung um 30 Prozent.

Verbesserte Spannsysteme beim Schweißen erlauben ein schnelles Umstellen auf andere Produktvarianten und dadurch eine kürzere Vorlaufzeit. Im Fertigungsbereich findet man eine Vielzahl von Prozessen und Maschinen. So nennt Helgesen acht Laser, 21 Gesenkbiegepressen, 160 Schweißgeräte und 14 Schweißroboter, eine Lackieranlage und produktbezogene Montageplätze sein Eigen. In der gesamten Prozessvielfalt sticht eine Maschine hervor: die RAS Gigabend Schwenkbiegemaschine.

Kernmaschine für die Plattformherstellung

Nate Marshall, Sohn des Firmengründers, erklärt: Die RAS Gigabend ist eine unserer Kernmaschinen bei der Herstellung von Plattformen, die rechts und links vom Fahrerhaus der Caterpillar-Baumaschinen liegen.

Davon fertigen wir 15 Stück pro Tag. Jede einzelne Plattform ist auf volle Funktionsfähigkeit getestet. Alle Blechteile, die zu diesem Produkt gehören und gebogen werden müssen, gehen über die Gigabend. Der amerikanische Baumaschinenhersteller Caterpillar erstellt von der fertigen Baumaschine ein 3D-CAD-Grobmodell in den USA. Dieses Modell wird dann anschließend in Indien detailliert. Danach erhält Helgesen das detaillierte Solid und erstellt die Zeichnungen für die Einzelteile.

Flexibilität und Rüstfreundlichkeit spart Lager ein

Produktionsleiter Paul Lehman merkt an: Wir wissen etwa zwei Tage im Voraus, welche der vielen Plattformvarianten wir fertigen müssen.

Aufgrund der Teilevielfalt können wir keine gebogenen Bleche ans Lager legen. Der Platzbedarf wäre viel zu groß und wir hätten sicherlich immer die falschen Biegeteile da.

Die Gigabend macht die Biegeprozesse ungeheuer flexibel. Speziell bei Komponenten, die bei Helgesen in die Kategorie low volume - high mix fallen, kommt die Rüstfreundlichkeit der Gigabend voll zum Tragen. Der Bediener steckt die Werkzeuge der Oberwange und der Biegewange nur in die Werkzeugaufnahmen, wo sie bei Programmstart automatisch gespannt werden.

Welche Werkzeugsegmente für das Biegeteil benötigt werden, sieht der Bediener in der Rüstanleitung der Steuerung. Es ist schon ein Unterschied, ob wir heute fünf Minuten zum Rüsten brauchen und das Teil mit nur einer Person bearbeiten können, oder 30 Minuten zum Rüsten und zwei Personen zum Biegen brauchen, freut sich Inhaber Ron Marshall.

Positionierung einfach gemacht

Das Hinteranschlagsystem der Gigabend positioniert das Blech auf der Biegelinie, das Hochhaltesystem stützt das Gewicht der oft großen und schweren Bleche ab.

Paul Lehman schmunzelt: Bei 6 mm Blechen und 3 Meter Biegelänge kommt schon ein ganz schönes Gewicht zusammen.

Beim Schwenkbiegen bleibt das Blech auf dem Hinteranschlag- und Hochhaltesystem liegen, und nur der kurze Schenkel, der vorne aus der Maschine heraussteht, wird gebogen.

Nate Marshall ergänzt: Eigentlich ist das, wie wenn man ein Stück Papier faltet. Man legt das Blatt auf den Tisch, schiebt es mit den Fingern über die Tischkante, hält es fest und biegt es mit den Daumen nach oben. Genauso macht es die Schwenkbiegemaschine ? nur eben mit bis zu 6 mm Stahlblech.

Neuer Drei-Achsen-HybridAntrieb

Die Gigabend kann aber noch mit anderen Highlights aufwarten. Erstmals bringt eine Schwenkbiegemaschine den Wunsch nach hohen Oberwangen-Spannkräften und einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit zusammen.

Ein neu entwickelter Drei-Achsen-Hybridantrieb fährt die Oberwange schnell und servo-geregelt nahe an die Spannposition heran, ehe dann zwei achsgesteuerte PowerBooster die mächtigen Spannkräfte erzeugen.

Schnell, stark und präzise

Paul Lehman hierzu: Die 120 Tonnen Spannkraft halten die Bleche beim Biegen sicher fest. Gleichzeitig müssen wir keine Kompromisse in Sachen Geschwindigkeit machen. Mit 60 mm/s schließt und öffnet die Oberwange sehr schnell.

Ins wuchtige Erscheinungsbild der Schwenkbiegemaschine passt auch die Biegewange, die sich mit ihrer tiefen und torsionssteifen Kastenbauweise kraftvoll den auftretenden Biegekräften entgegenstemmt. Genial gelöst hat RAS das dynamische Bombiersystem in der Biegewange, meint Nate Marshall, Sensoren messen die Wangendurchbiegung während des Biegevorgangs und gleichen die Verformung automatisch aus. Wir haben immer perfekt gerade Biegungen, ganz gleich ob wir dünnere oder dicke Blechen verarbeiten und egal ob wir in der Maschinenmitte, rechts oder links biegen. Dadurch sparen wir viel Zeit beim nachfolgenden Zusammenschweißen der Bauteile.

Profile mit dem Finger malen

Produktionsleiter Paul Lehman lobt auch die Bedienerfreundlichkeit der Steuerung: Die Touch Steuerung an der Gigabend lässt bei uns keine Wünsche mehr unerfüllt. Die Programmierung ist wirklich kinderleicht.

Man zeichnet auf dem Bildschirm einfach das Profil, das man herstellen möchte. Das geht ganz einfach mit dem Finger. In den allermeisten Fällen erzeugt die Steuerung daraus automatisch das passende Biegeprogramm.

Am Bildschirm kann man sich den Ablauf dabei Schritt für Schritt ansehen. Man sieht auch direkt, wenn etwa ein Schenkel zu lang ist und mit dem Werkzeug oder der Maschine kollidieren würde.

Die Steuerung führt direkt zum Ziel

Beim Abarbeiten führt die Steuerung den Bediener mit Symbolen wie Drehen oder Wenden durch das gesamte Programm.

Texthinweise zeigen ihm auf, an welcher Biegestation er etwa das Blech einlegen

soll. Firmenchef Nate Marshall greift an dieser Stelle noch einmal das Personalthema

auf: Durch den leer gefegten Arbeitsmarkt müssen teilweise auch weniger erfahrene Mitarbeiter die Maschinen bedienen. Da ist jede Maßnahme hilfreich, die Fehlerquellen ausschließt.

Während die meisten Job Shops versuchen, die einzelnen Fertigungskapazitäten auszulasten, steht für Helgesen immer der gesamte Produktionsprozess im Blickpunkt.

Gesamte Prozesskette im Blick

Ron Marshall abschließend: Einzelne Technologien werden von vielen Lohnfertigern vermarktet. Wenn wir für einen Kunden jedoch die Lieferzeit um 45 Prozent, die direkten Materialkosten um 26 Prozent und die fixen Overhead-Kosten um 30 Prozent senken wollen, dann geht das nur, wenn wir die gesamte Prozesskette verbessern. In der Detail-Optimierung hilft es dann natürlich, wenn wir durch Einsatz einer neuen Technologie kurze Rüstzeiten und eine hohe Ausbringung erzielen. Die Gigabend passt daher ideal in den Prozess unserer Plattformfertigung für die Caterpillar-Baumaschinen.

Dass dies so ist, liegt nicht nur am soliden und ausgeklügelten Maschinenbau made in Germany, sondern auch an der beschriebenen Maschinensteuerung, die perfekt auf die Gigabend abgestimmt ist. Die perfekte Symbiose aus Maschine und Steuerung macht die Gigabend schnell, flexibel und einfach bedienbar.

Erschienen in Ausgabe: 12/2005