Das jüngste von der Starrag Group konzipierte und realisierte Flexible Fertigungssystem (FFS – Flexibles Fertigungssystem) geht nach China. In einem Unternehmen der dortigen Luftfahrtindustrie wird es jährlich 35.000 aus Inconel oder Titan geschmiedete Turbinenschaufeln vollautomatisiert komplettbearbeiten. Der Bediener muss lediglich die Rohteile ins Magazin einlegen und die einbaufertigen Schaufeln wieder entnehmen.
Flexible Fertigungssysteme liegen weltweit im Trend. Insbesondere die Luftfahrt- und Energieindustrie nutzen die qualitativen und wirtschaftlichen Vorteile, die eine solche automatisierte Serienfertigung bietet. Premiumlieferant für besonders anspruchsvolle Systeme ist die Starrag, die seit über zwanzig Jahren FFS zur Herstellung von Turbinenkomponenten und Strukturbauteilen für Flugzeuge konzipiert und liefert. Rund 60 automatisierte Mehrmaschinenanlagen sind in dieser Zeit entstanden und haben für einen reichen technologischen Erfahrungsschatz gesorgt.
Dr. Markus Ess, Entwicklungsleiter am Starrag-Standort Rorschacherberg erklärt: „Neben unsere Kernkompetenzen im Bereich der Werkzeugmaschinen, der Werkzeuge, der Vorrichtungen und des CAM-Systems besitzen wir grosses Know-how bei Turn-Key-Projekten. In den FFS ergänzen wir unsere Zerspanungstechnik mit Automatisierungskomponenten und allen anderen benötigten Bestandteilen, so dass der Kunde von uns ein komplettes, prozesssicheres Produktionssystem erhält.“
Die jüngste Anlage stellte so hohe Anforderungen wie noch keine zuvor. Das von einem Luftfahrtunternehmen georderte FFS sollte in der Lage sein, pro Jahr 35.000 Turbinenschaufeln – bestehend aus vier verschiedenen Schaufeltypen in einem Grössenbereich von 80 bis 200 mm – automatisiert zu bearbeiten. Es handelt sich um sogenannte Verstellleitschaufeln, die im stehenden Teil der Turbine verstellbar gelagert sind, so dass sie die Strömung bzw. den Schub nach Bedarf verändern können. Da die effektiven Losgrössen der vier Typen bei etwa 200 Stück liegen, muss das FFS nicht nur für hohe Präzision und entsprechenden Durchsatz sorgen, sondern auch grosse Flexibilität an den Tag legen.
Rohteil rein – Fertigteil raus
Starrag-FFS sorgt für vollautomatisierte Turbinenschaufel-Produktion
Anspruchsvoller Produktionsprozess
Bisher lief die Schaufelproduktion ohne grössere Automatisierung auf verschiedenen Einzelmaschinen ab und die Turbinenschaufeln wurden abschliessend noch von Hand poliert. Daher hatte der Kunde klare Vorstellungen vom neuen Starrag FFS und dem zusätzlichen Nutzen: Der Prozess sollte durch moderne Fertigungstechnologie gestrafft werden – bei maximaler Prozesssicherheit und höherer Qualität im Endergebnis. Besonderer Wert wurde auf die Automatisierung gelegt, um jegliche Fehler durch manuelle Tätigkeiten zu vermeiden.
„Das FFS soll gewissermassen ein Black-Box-System sein, bei dem der Bediener nur noch eingangs ein Magazin mit Rohteilen bestückt und diesem am Ende einbaufertige Turbinenschaufeln entnimmt“, konkretisiert Markus Ess. „Eine grosse Herausforderung war die Auslegung des Gesamtprozesses. Welche Operationsreihenfolge ist sinnvoll? Wie kann das Handling stattfinden?“
Um zum Beispiel bei Wartungsarbeiten nicht die gesamte Anlage stilllegen zu müssen, gliederte das Entwicklungsteam um Markus Ess die Anlage in zwei nahezu identische, redundante Bereiche. Sie enthalten je einen Rüstbereich, einen an einem 20 Meter langen Portal montierten Roboter fürs Handling, eine Waschanlage, einen Polierroboter, ein Koordinatenmessgerät und eine Beschriftungsanlage. Die zentrale Aufgabe der Zerspanung übernehmen insgesamt sieben Starrag LX 021 Bearbeitungszentren, von denen vier der einen Seite und drei der anderen zugeordnet sind.
Starrag FMS
